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具有多重随机干扰的nsv自适应鲁棒轨迹跟踪控制

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系统仿真学报 2023年第11期35卷 2359-2372页

作者：闫晓辉姚玉武吴昱桦徐江新合肥学院应用数学与人工智能机理研究重点实验室安徽合肥230601 合肥综合性国家科学中心人工智能研究院安徽合肥230088

针对具有随机噪声输入干扰、泊松随机波动干扰和控制输入饱和的近空间飞行器(near space vehicle, nsv)纵向轨迹控制模型,提出一种自适应鲁棒轨迹跟踪随机控制方案,实现对高度和速度参考信号的有效跟踪。对于外环轨迹控制,分别针对高度... 详细信息

针对具有随机噪声输入干扰、泊松随机波动干扰和控制输入饱和的近空间飞行器(near space vehicle, nsv)纵向轨迹控制模型,提出一种自适应鲁棒轨迹跟踪随机控制方案,实现对高度和速度参考信号的有效跟踪。对于外环轨迹控制,分别针对高度子系统和速度子系统,设计鲁棒随机控制器,通过数值计算方法对等效控制输入转化,得到内环姿态控制所需的姿态角参考信号。针对内环姿态控制问题,基于反步控制(backstepping control, BC)方法、动态面控制(dynamic surface control, DSC)技术和随机鲁棒控制方法,设计一种基于辅助系统的自适应鲁棒随机控制方案,实现随机干扰下的nsv姿态精确跟踪,衰减多重随机噪声干扰和参数不确定的影响,获得满意的鲁棒H∞控制性能。数值仿真进一步验证了所提方案的有效性。

关键词： nsv 多重随机干扰输入饱和 H∞控制轨迹跟踪

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轻体钢拳nsv

小哥白尼（军事科学） 2014年第3期 46-48页

作者：红蜘蛛

20世纪60年代末,已经被苏联军队装备了30年的12.7毫米口径DSh K重机枪逐渐开始被时代甩在身后,它笨重的抢身、龟速的机动性以及无法保证的远程射击精度让士兵们牢骚不断。在这个背景下,一款名为"nsv"的新型12.7毫米口径重机枪很快应运... 详细信息

20世纪60年代末,已经被苏联军队装备了30年的12.7毫米口径DSh K重机枪逐渐开始被时代甩在身后,它笨重的抢身、龟速的机动性以及无法保证的远程射击精度让士兵们牢骚不断。在这个背景下,一款名为"nsv"的新型12.7毫米口径重机枪很快应运而生。这款新枪的名称由它的3个设计者的姓氏首字母组合而成,从1972年列装苏军开始,至今已经书写了四十多年的辉煌。

关键词：字母组合 nsv 军队装备轻体射击精度列装

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有色金属行业的新革命——nsv

中国发明与专利 2008年第9期 88-88页

2007年,中国的有色金属产量已连续6年居世界第一。然而,该产业在国际上的贸易逆差却只增不减,何因?黄德盛工程师认为,该现象是由有色金属产品结构以初级原料为主,技术含量高、附加值大的深加工产品大量依赖进口造成的。中国生产不出高... 详细信息

2007年,中国的有色金属产量已连续6年居世界第一。然而,该产业在国际上的贸易逆差却只增不减,何因?黄德盛工程师认为,该现象是由有色金属产品结构以初级原料为主,技术含量高、附加值大的深加工产品大量依赖进口造成的。中国生产不出高附加值的有色金属制品,是因为有色金属熔液铸前处理的重要性被严重

关键词：有色金属行业中华人民共和国 nsv

基于干扰观测器的变后掠翼飞行器多模型切换控制

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基于干扰观测器的变后掠翼飞行器多模型切换控制

作者：熊英南京航空航天大学

学位级别：硕士

由于近空间飞行器（Near Space Vehicle,nsv）在军事和民用领域具有巨大的潜在价值,其发展日渐成为世界各国的研究热点。为了兼顾nsv在高超声速、超声速及亚声速三个阶段飞行时的气动性能,变结构nsv受到了广泛的关注。本文围绕变后掠翼... 详细信息

由于近空间飞行器（Near Space Vehicle,nsv）在军事和民用领域具有巨大的潜在价值,其发展日渐成为世界各国的研究热点。为了兼顾nsv在高超声速、超声速及亚声速三个阶段飞行时的气动性能,变结构nsv受到了广泛的关注。本文围绕变后掠翼nsv飞行控制方法研究这一主题,建立了变后掠翼nsv的非线性数学模型,考虑系统中存在不确定性和输入饱和的情况研究了nsv鲁棒受限姿态控制方法,并进一步分析了纵向轨迹跟踪控制方案。论文主要研究内容如下:首先,建立了变后掠翼nsv飞行运动数学模型。对机翼后掠角可变的nsv进行运动学和动力学分析,得到了用于表征其全局飞行运动特性的多个非线性数学模型。同时研究了变后掠翼nsv飞行控制系统结构,并将飞行运动数学模型转换成了具有仿射非线性形式的切换系统。然后,针对存在外界干扰和输入饱和的变后掠翼nsv姿态动力学系统,提出了基于有限时间干扰观测器的有限时间姿态控制方法和基于固定时间干扰观测器的固定时间姿态控制方法。利用干扰观测器对变后掠翼nsv所受到的外界干扰进行估计,引入辅助系统来抵消输入受限的影响,分别设计了有限时间和固定时间姿态跟踪控制器,进一步通过构造公共Lyapunov函数保证了整个切换系统的稳定性。仿真结果表明,有限时间和固定时间姿态控制器均能够确保闭环系统具有较快的收敛速度和良好的鲁棒性。接着,针对变后掠翼nsv飞行过程中存在不连续外界干扰和输入饱和的问题,研究了基于滑模干扰观测器（Sliding Mode Disturbance Observer,SMDO）的backstepping滑模自适应姿态控制方法。考虑到模态切换造成切换瞬间干扰发生跳变的问题,设计随模态同步切换的多个SMDO来估计系统中的未知干扰,并将估计值反馈给控制器以实现对干扰的及时补偿,通过构造辅助系统处理输入受限对控制性能的不利影响,并基于平均驻留时间理论证明了闭环切换系统的稳定性。通过数值仿真验证了所提方法的有效性,达到了较好的的姿态跟踪控制效果。最后,针对变后掠翼nsv飞行高度和速度控制问题,根据时标分离原则设计了纵向轨迹跟踪控制器和鲁棒受限姿态控制器。考虑姿态系统存在外界干扰、模型不确定性和输入受限同时作用的情况,采用径向基神经网络（Radial Basis Function Neural Networks,RBFNNs）实现对模型不确定性的有效逼近,并设计非线性干扰观测器（Nonlinear Disturbance Observer,NDO）对神经网络逼近误差和外界干扰组成的复合干扰进行估计,利用辅助系统来抵消或减小输入受限对系统的不利影响,采用平均驻留时间方法证明了所设计控制器能够保证闭环切换系统的稳定性。将所提控制方法应用于变后掠翼nsv飞行控制中,实现了对飞行高度和速度的有效跟踪控制。

关键词： nsv 切换系统干扰观测器输入饱和非线性控制有限时间控制固定时间控制 backstepping控制滑模控制神经网络

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近空间飞行器鲁棒滑模控制技术

近空间飞行器鲁棒滑模控制技术

作者：于靖南京航空航天大学

学位级别：硕士

近空间飞行器(Near Space Vehicle,nsv)具有机动性强,速度快以及气动参数时变等特性,从而有效的非线性控制器可显著提高其安全性与可靠性。然而,研究此类飞行器的非线性控制器将面临诸多难点。nsv控制系统存在不可忽视的非线性特性,各... 详细信息

近空间飞行器(Near Space Vehicle,nsv)具有机动性强,速度快以及气动参数时变等特性,从而有效的非线性控制器可显著提高其安全性与可靠性。然而,研究此类飞行器的非线性控制器将面临诸多难点。nsv控制系统存在不可忽视的非线性特性,各个运动学方程间存在严重耦合关系。与此同时,各气动参数和变量之间相互作用进一步加大控制器设计的难度。为了设计出具有高精度和强鲁棒镇定能力的控制器,需要在设计nsv控制系统时充分考虑系统结构不确定性和未知外部扰动。尽管很多重要参数都可以从样机试验和高速风洞等模拟中获得,但未知的真实飞行环境是无法完全事先预知。此外,控制系统的跟踪性能也必须不断提高与改进,以满足nsv执行各种特定任务时的性能要求。本文围绕nsv的控制问题,给出了nsv的数学模型,并研究了nsv在具有外部干扰、参数摄动、输入饱和以及舵机故障综合影响下的姿态控制方法。论文主要研究内容如下:首先,研究了nsv六自由度十二状态飞行运动数学模型,为了后续研究方便,根据奇异摄动理论和时标分离原则给出了具有仿射非线性方程形式的nsv姿态运动模型方程。然后,研究了基于终端滑模干扰观测器(TSMDO)的backsteeping姿态控制器。所设计的终端滑模干扰观测器可在有限时间内逼近nsv模型外部不确定干扰,且利用一阶滑模微分器避免backstepping设计控制律时微分爆炸问题,通过李雅普洛夫方法严格证明了闭环系统的稳定性。最后仿真数据表明,本文所给出的基于终端滑模干扰观测器的自适应backstepping滑模控制律可以保证存在外部干扰的多输入多输出nsv系统有满意的跟踪性和鲁棒性。其次,研究了一类具有结构不确定性及外部扰动的多输入多输出非线性系统的边界层滑模控制方法并应用于nsv高精度姿态控制。考虑nsv状态方程参数摄动和复合干扰上界未知的情况,提出基于干扰观测器的边界层自适应滑模控制器从而抵消传统滑模控制中颤振对控制系统的影响,使跟踪误差趋近于零。同时,通过李雅普洛夫方法严格证明了闭环系统稳定性。仿真结果表明,在系统参数摄动和干扰作用下能保证姿态控制的稳定性。接着,研究了一种基于干扰观测器的backstepping自适应动态面控制方法。针对具有外部扰动和输入饱和的多输入多输出nsv系统,提出一种新的Nussbaum干扰观测器有效的处理了外部未知干扰和系统不确定性。此外,将滤波器与自适应动态面相结合来消除传统滑模控制中的颤振现象。对于执行器存在的输入饱和,引入辅助系统来抵消输入饱和对闭环系统产生的影响。通过李雅普洛夫方法证明了闭环系统的所有信号半全局一致有界收敛,跟踪误差与干扰误差都收敛到接近于零的一个小的邻域里。仿真实例表明,在具有外部干扰及输入饱和的情况下控制系统可以得到满意的跟踪性能。最后,给出了一种具有输入饱和、外部干扰和舵机故障的nsv容错滑模控制方法。由于快慢回路系统中外部干扰的数量级远远大于系统不确定项的数量级,采用非线性干扰观测器技术处理外部干扰;针对飞行器舵面饱和受限的问题,利用舵机偏转角输出上界设计控制律,确保控制输出在给定范围内;同时利用径向基神经网络构造一种补偿器对舵机发生故障情况下进行容错补偿,进而解决nsv舵机故障问题。通过李雅普洛夫方法证明了闭环系统的所有信号半全局一致有界收敛。仿真结果表明,在具有外部干扰、输入饱和及执行器故障的情况下控制器可得到满意的控制效果。

关键词： nsv 非线性系统输入饱和神经网络干扰观测器滑模控制 backstepping递推控制动态面控制容错控制

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138例阴道分泌物标本阴道加德纳菌的检出

航空航天医药 2000年第3期11卷 139-140页

作者：多丽波孟繁艳郭微媛哈尔滨医科大学附属二院检验科 150086 哈尔滨工业大学校医院妇产科 150006

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