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含有输入时滞的非线性系统的输出反馈采样控制

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自动化学报 2024年第9期50卷 1772-1784页

作者：马倩盛兆明徐胜元南京理工大学自动化学院南京210094

针对含有输入时滞和低阶非线性项的非线性系统,提出一种基于采样机制的无记忆输出反馈控制方法.该方法移除了传统预测控制方法预测映射难以确定的限制,同时避免了时滞依赖方法对过去时刻状态信息的依赖性,在实际中更易实现.首先,根据系... 详细信息

针对含有输入时滞和低阶非线性项的非线性系统,提出一种基于采样机制的无记忆输出反馈控制方法.该方法移除了传统预测控制方法预测映射难以确定的限制,同时避免了时滞依赖方法对过去时刻状态信息的依赖性,在实际中更易实现.首先,根据系统输出在采样时刻的信息,利用加幂积分技术和齐次占优思想设计了无记忆输出反馈采样控制器.然后,利用齐次系统理论提出了闭环系统的稳定性条件.最后,仿真结果验证了所提方法的有效性和优越性.

关键词：无记忆采样控制输出反馈低阶非线性项输入时滞

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异构多智能体输出调节量化自适应跟踪控制

宇航学报 2024年第3期45卷 469-477页

作者：马梓元万茹龚华军王新华南京航空航天大学自动化学院南京211106

考虑到无人机-无人船动力学模型中部分状态信息丢失、输出降维和延迟量化输入等复杂情形,提出了一种适用于解决异构多智能体系统一致性跟踪控制问题的输出调节量化自适应方案。利用降维的输出信息设计量化反馈控制输入及自适应律,实现... 详细信息

考虑到无人机-无人船动力学模型中部分状态信息丢失、输出降维和延迟量化输入等复杂情形,提出了一种适用于解决异构多智能体系统一致性跟踪控制问题的输出调节量化自适应方案。利用降维的输出信息设计量化反馈控制输入及自适应律,实现异构多智能体编队系统内全维状态信息向参考模型的一致性跟踪,基于Lyapunov方法的稳定性分析证明了各变量的一致有界性,将该一致性跟踪控制方法应用于无人机-无人船编队系统中,通过数值仿真验证了该异构多智能体编队系统在平面内实现各变量一致性跟踪的能力。

关键词：无人机-无人船编队编队控制多智能体输出调节自适应控制

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并行独立控制策略下消振电力作动器系统

航空学报 2024年第13期45卷 366-380页

作者：郝振洋张凤婷杨健曹鑫南京航空航天大学自动化学院南京210016

传统消振电力作动器采用交叉耦合控制策略实现输出力伺服控制,但该控制策略存在耦合控制项,影响输出力响应的快速性、准确性,降低了作动器的减振效率;同时在直流(DC)母线侧产生不满足国军标要求的冲击电压,直接威胁了直升机的飞行安全... 详细信息

传统消振电力作动器采用交叉耦合控制策略实现输出力伺服控制,但该控制策略存在耦合控制项,影响输出力响应的快速性、准确性,降低了作动器的减振效率;同时在直流(DC)母线侧产生不满足国军标要求的冲击电压,直接威胁了直升机的飞行安全。基于此,提出了并行独立控制策略下的消振电力作动器伺服控制系统,首先对系统的给定输出力进行解耦设计,以实现系统多电机并行独立运行。其次,利用主导极点法和最大灵敏度法分别从时域和频域角度设计系统的动稳态特性及鲁棒性。最后,搭建实验平台进行控制策略对比,标幺化实验数据表明,系统在变方向时响应精度提升3.6%,响应时间减少40%;在变相位时响应精度提升1.5%,响应时间减少31%;直流母线侧的电压冲击值减少了8 V,进而验证了并行独立控制策略的有效性及其优势。

关键词：消振电力作动器多电机同步控制并行独立控制策略交叉耦合控制策略电压冲击

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考虑交通梗塞的合流区交通状况诊断

吉林大学学报（工学版） 2024年第2期54卷 478-484页

作者：张鑫胡启洲何君吴啸宇南京理工大学自动化学院南京210094

为了从交通梗塞角度诊断合流区交通状况,以交通流breakdown概率为交通梗塞指标并提出了合流区交通状况诊断模型。基于该模型,一方面探究了模型参数的满足条件;另一方面结合控制变量法和标定后的模型探究了交通状况,同时讨论了分析结果... 详细信息

为了从交通梗塞角度诊断合流区交通状况,以交通流breakdown概率为交通梗塞指标并提出了合流区交通状况诊断模型。基于该模型,一方面探究了模型参数的满足条件;另一方面结合控制变量法和标定后的模型探究了交通状况,同时讨论了分析结果并提出了管控策略。结果表明:车流在v较小时难以及时驶离合流区,此时q或r继续增大将增大P;车流在v较大时可及时驶离合流区,P相对较小,但随着q或r继续增大而增大;在已知交通流时,适当调整v可有助于降低P。

关键词：交通工程交通状况交通梗塞合流区控制变量法

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基于交互式多模型因子图的自适应组合导航算法

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中国惯性技术学报 2024年第4期32卷 346-353页

作者：曾庆化王守一李方东邵晨南京航空航天大学自动化学院南京210016

针对复杂城市环境下因外部干扰或传感器故障而引起的传统车载导航系统定位精度下降的问题,提出了一种基于因子图的交互式多模型车载导航算法。基于因子图优化算法建立了IMU/GNSS/LIDAR组合导航系统模型,引入了交互式多模型对子系统传感... 详细信息

针对复杂城市环境下因外部干扰或传感器故障而引起的传统车载导航系统定位精度下降的问题,提出了一种基于因子图的交互式多模型车载导航算法。基于因子图优化算法建立了IMU/GNSS/LIDAR组合导航系统模型,引入了交互式多模型对子系统传感器量测进行建模并构建变量节点,利用模型概率更新来优化传感器权重,并依据因子图非线性优化和增量平滑理论实现车载导航系统的解算与更新。实验结果表明:相比于自适应因子图算法,所提算法在复杂城市环境下的定位精度提高了26.2%。

关键词：因子图交互式多模型车载导航复杂场景

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基于学习观测器的航天器指定时间跟踪控制

控制与决策 2024年第2期39卷 519-526页

作者：曹腾龚华军薛艺璇肖慧雨诺南京航空航天大学自动化学院南京211106

针对一类含有外部扰动和执行器故障的刚体航天器姿态控制系统,提出一种基于自适应学习观测器的指定时间容错控制器的设计方案.首先,系统性地给出一种改进型自适应学习观测器设计方案,基于自适应学习观测器框架,设计航天器姿态系统的学... 详细信息

针对一类含有外部扰动和执行器故障的刚体航天器姿态控制系统,提出一种基于自适应学习观测器的指定时间容错控制器的设计方案.首先,系统性地给出一种改进型自适应学习观测器设计方案,基于自适应学习观测器框架,设计航天器姿态系统的学习观测器实现对系统的综合扰动值估计;然后,利用综合扰动的估计信息和滑模控制理论设计指定时间容错跟踪控制器,使得系统的姿态角能够在指定时间跟踪指令信号,系统的收敛时间可通过容错控制器的参数预先设置,且与系统的初始状态值无关;接着,基于Lyapunov稳定性理论验证含有故障的姿态控制系统能够在指定时间内稳定;最后,通过数值仿真,与已有的观测器和有限时间控制方案进行对比,表明所提出方案的有效性和可行性.

关键词：航天器姿态控制自适应学习观测器容错控制指定时间控制

基于事件触发队形优化的多四旋翼无人机协同吊挂运输系统控制

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工程科学学报 2024年第9期46卷 1535-1543页

作者：花翔宇陈谋雍可南刘伟南京航空航天大学自动化学院南京210016

无人机吊挂运输系统控制是近年无人机飞行控制方法与工程应用的热点研究之一.本文提出了一种基于事件触发队形优化的多四旋翼吊挂运输系统控制方法,在实现负载运输的同时,通过动态调整无人机集群队形降低无人机功耗.根据负载的期望受力... 详细信息

无人机吊挂运输系统控制是近年无人机飞行控制方法与工程应用的热点研究之一.本文提出了一种基于事件触发队形优化的多四旋翼吊挂运输系统控制方法,在实现负载运输的同时,通过动态调整无人机集群队形降低无人机功耗.根据负载的期望受力,通过构建优化算法滚动求解四旋翼集群当前时刻下的最优队形,并利用事件触发机制降低优化问题求解计算量.进而,采用反步法设计协同飞行控制律,并通过李雅普诺夫方法证明了闭环系统的稳定性,以及有限时间内事件触发次数的有界性.最后,通过数值仿真验证了所提出控制方法的有效性.

关键词：协同吊挂运输系统队形优化事件触发四旋翼飞行控制

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烯丙基芳香化合物的电化学选择性氧化酯化

有机化学 2024年第3期44卷 1005-1012页

作者：李梦帆程旭南京大学化学化工学院南京210023

报道了烯丙基芳基化合物的电化学氧化酯化方法,通过同时活化苄位+烯丙位的C—H和C—C键,合成了一系列苯甲酸酯类化合物.本反应展现了良好的化学选择性,优先在苄位+烯丙位发生氧化,而其它的苄位C—H键则保持稳定.该反应在中性条件下进行... 详细信息

报道了烯丙基芳基化合物的电化学氧化酯化方法,通过同时活化苄位+烯丙位的C—H和C—C键,合成了一系列苯甲酸酯类化合物.本反应展现了良好的化学选择性,优先在苄位+烯丙位发生氧化,而其它的苄位C—H键则保持稳定.该反应在中性条件下进行,无需酸碱添加剂,可以适用叔醇酯的构建,同时避免酯和醇存在下的转移酯化副反应.

关键词：烯丙基苄基电化学酯化

空基回收拖曳系统直线-盘旋转接段运动轨迹设计

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北京航空航天大学学报 2024年第8期50卷 2565-2574页

作者：陈海通苏子康李春涛李雪兵孟冲张朋南京航空航天大学自动化学院南京211106

针对气流扰动下空基回收拖曳系统在直线-盘旋转接段飞行过程中的拖曳浮标稳定问题,提出一种基于微分平坦理论的拖曳系统转接段运动轨迹的设计方法,通过设计母机运动轨迹间接地控制拖曳浮标沿着预设的转接轨迹安全、平稳、精准地转接飞... 详细信息

针对气流扰动下空基回收拖曳系统在直线-盘旋转接段飞行过程中的拖曳浮标稳定问题,提出一种基于微分平坦理论的拖曳系统转接段运动轨迹的设计方法,通过设计母机运动轨迹间接地控制拖曳浮标沿着预设的转接轨迹安全、平稳、精准地转接飞行。采用质点-弹簧离散缆绳模型构建母机-缆绳-浮标组合体多体动力学模型;在证明拖曳系统具备微分平坦特性的基础上,以拖曳浮标三轴位置为平坦输出,所提方法以期浮标沿着预设安全转接段轨迹飞行;结合拖曳浮标直线飞行状态与盘旋飞行状态设计拖曳浮标转接段飞行轨迹。通过平静大气、多种常值风及阵风气流扰动场景下的仿真算例结果表明,所提方法能够实现拖曳浮标在直线-盘旋转接段的稳定飞行。

关键词：空基回收无人机运动轨迹设计微分平坦过渡飞行