摘要：针对一类非线性积分系统,利用有限时间控制技术,提出了一种输入饱和情况下的全局有限时间控制方案.首先,基于有限时间Lyapunov稳定性理论,设计镇定系统的全局有限时间递归控制器.然后,将该递归控制器与饱和函数结合得到饱和控制器.数学上严格证明了在该饱和控制器的作用下,闭环系统满足全局有限时间稳定性.仿真结果验证了该方法的有效性.

摘要：油量执行器是电控分配泵的核心部件之一,其直接控制着柴油发动机的燃油喷射量.模型非线性与外部扰动是油量执行器系统中不可避免的影响因素,前期的许多研究忽略了这些非线性,使得闭环系统性能并不理想.本文考虑了旋转电磁铁和复位弹簧等非线性特性的建模,得到了油量执行器系统的数学模型.进而,在基于模型对系统非线性进行抵消之后引入扩张状态观测器对系统外部干扰和不确定性进行估计,设计了基于扩张状态观测器的滑模控制律.该控制律在保证鲁棒性的同时,可以使得切换增益幅值更小,有利于减小滑模控制的抖振问题.最后,通过MATLAB/Simulink仿真和dSPACE平台实验验证了所提方法的可行性和有效性.

摘要：针对高超声速飞行器的飞行控制问题,提出了一种基于有限时间控制技术的控制方法.根据高超声速飞行器纵向模型的特点,将高度控制和速度控制看作2个子系统分别设计控制器.采用非线性动态逆与有限时间控制技术相结合的方法,分别设计了速度控制器和高度控制器.速度控制器设计时考虑了发动机的动态,使得飞行速度在有限时间内收敛到给定值.飞行高度控制中,首先针对航迹倾角设计有限时间控制器,使得航迹倾角在有限时间内收敛到给定值,然后根据航迹倾角和飞行高度一一对应的关系,使得飞行高度快速收敛到给定值.仿真结果表明,所提出的控制方法是有效的.

摘要：该文针对多源时变干扰影响的双三相永磁同步电机系统,研究其基波平面内的调速控制问题和谐波平面内的谐波电流抑制问题。首先,在基波平面采用非串级控制结构,通过构造广义比例积分观测器(generalized proportional integral observer,GPIO)估计转速环的多源快变干扰;然后,针对q轴电流的过流保护问题,在传统比例微分反馈控制器的基础上利用障碍函数设计思想,结合干扰估计信息,得到基于GPIO的电流约束复合控制器;其次,在谐波平面,通过设计2个GPIO精准估计电流环的多源快变干扰,并与比例反馈控制器结合形成复合控制器来抑制2个电流环中的谐波电流。最后,给出严谨的稳定性分析,并通过对比实验验证所提方法的有效性。

摘要：对于桥式吊车系统的最优控制问题,根据实际的工况要求,性能指标有时不一定是标准的二次形式.同时,在实际的控制问题中,状态和控制输入往往会受到一些边界条件和路径过程中的约束.针对这一问题,本文应用Chebyshev伪谱优化算法来处理,它可以处理状态和控制约束的非线性最优化问题以及一个非标准的目标函数.首先对桥式吊车系统模型进行一系列的坐标变换,将其转变为上三角系统形式的误差模型.然后将桥式吊车最优控制问题转化成具有一系列代数约束的参数优化问题,即非线性规划问题.通过求解离散化后的参数优化问题,得到桥式吊车的最优控制律.本文还给出了Chebyshev伪谱最优解的可行性和一致性分析.最后,在仿真研究中验证该控制器的有效性.

摘要：已知带两控制器的刚体飞行器系统不能被连续的纯状态反馈局部渐近镇定 .有效的解决方法包括时变反馈镇定方法和非连续反馈镇定方法 .现有的时变反馈镇定方法设计均较为复杂 .已有的光滑时变反馈方法是非指数收敛的 .本文通过引入辅助变量以及采用反馈线性化技术设计出光滑时变的控制器 .该方法设计简单且保证闭环系统状态是指数收敛的 .

摘要：针对导弹末段制导问题,提出了一种基于连续有限时间控制技术的导引设计方案。首先,利用有限时间Lyapunov稳定性理论,设计出一种连续有限时间导引律。该导引律使得:当目标不作机动时,视线角速率会在有限时间内收敛到零;当目标机动时,视线角速率会收敛到原点附近的一个小邻域内。其次,考虑到有限时间控制系统在离原点较远处状态趋近平衡点速度慢的特点,在导引律中引入了线性状态反馈项来改善闭环系统的收敛性能。仿真结果表明了该方法的有效性。

摘要：利用反步法研究了一类挠性航天器的姿态镇定问题,提出一种基于模态观测器的反步控制设计方案。首先,构造挠性模态观测器对挠性模态变量及其变化率进行观测;其次,将角速度看成虚拟控制器,设计虚拟角速度镇定运动学模型与挠性模态变量组成的子系统;最后,利用反步法设计了一种非线性控制器使得角速度能够跟踪虚拟角速度,从而实现姿态镇定的目标。当不存在外部扰动作用时,设计的控制器能够渐近镇定挠性航天器姿态控制系统。当存在有界扰动时,在控制器作用下,姿态控制系统的状态能够在有限时间内收敛到一个包含原点的可调小区域中,该区域的边界由控制器参数决定。数字仿真结果验证了所提方法的有效性。

摘要：研究非完整向量幂式系统的镇定问题 .通过引入一个辅助状态变量 ,此类系统可被转换成一个线性时变系统 ,由此可得到具有指数收敛率的光滑反馈控制律 .该方法优点是控制律光滑并且设计过程简单 ,系统每个状态的收敛率可被事先确定 .仿真结果表明了该方法的有效性 .

摘要：针对高超声速飞行器大包络飞行时,风场等外部干扰和测量噪声导致控制系统性能变差甚至失稳的问题,提出了一种基于状态观测的高超声速飞行器鲁棒控制策略。考虑噪声和外部干扰影响下系统状态受扰的问题,设计了扩张状态观测器(ESO)和自适应Kalman滤波器(AKF)的特殊组合,在统计特性未知的噪声和外部干扰影响下准确估计系统状态。其中,自适应Kalman滤波器用于滤除噪声,为扩张状态观测器提供不受噪声影响的状态估计,扩张状态观测器连续为自适应Kalman滤波器提供外部干扰估计。基于系统状态估计设计线性高斯二次型控制器,实现高超声速飞行器精确轨迹跟踪。最后,通过仿真验证了该方法在测量噪声及风干扰影响下的鲁棒跟踪能力。