摘要：航空发动机状态反馈控制器的设计要求中,转速、推力等状态信息可测,但实际工程中却存在状态信息不可测和模型参数不确定的情形。基于浸入与不变方法,提出了一种航空发动机输出反馈自适应控制方法,该方法包含一个浸入与不变参数估计器、一个浸入与不变状态观测器和一个输出反馈反步控制器。首先,利用估计的模型参数,设计浸入与不变观测器来观测未知状态;然后,利用模型输出结果和观测到的状态,设计浸入与不变自适应参数估计器,以估计模型参数;最后,结合模型输出结果、状态观测结果和参数估计信息,设计输出反馈反步控制器,实现航空发动机给定输入指令的跟踪控制。利用Lyapunov理论证明了闭环系统的稳定性,并基于T-MATS航空发动机非线性仿真平台,验证了所提出方法的有效性。研究成果可为航空发动机输出反馈自适应控制提供参考。

摘要：针对一类由轮式驱动全方位移动平台和机械臂所组成的全方位移动机械手,首先通过对机械结构和运动特性的分析,建立一体化运动学模型,并利用拉格朗日力学法建立动力学模型,分析这两种模型的运动性质。然后根据所建立的模型,分别设计轨迹跟踪控制器,并对控制器的稳定性予以证明。在基于动力学模型的轨迹跟踪控制器中,通过结合全方位移动平台的运动学模型和全方位移动机械手的动力学模型,定量地分析移动平台运动状态对机械臂的耦合作用,并在相应的轨迹跟踪控制器中予以补偿。仿真结果不仅显示所提出两种模型的正确性和相应轨迹跟踪控制器的有效性,而且也说明所述方法可以作为一类移动机械手通用的建模和控制方法。

摘要：研究考虑全方位移动机械手系统动力学未知情况下的鲁棒控制问题。首先,在原有动力学模型的基础上,建立考虑外部干扰的移动机械手动力学模型。利用神经网络无穷逼近能力,设计估计器对系统结构不确定性进行在线辨识。然后,提出一种不依赖神经网络先验知识的鲁棒轨迹跟踪控制策略,从理论上证明其稳定性,并且该控制器能够有效阻止非模型有界干扰的影响,实现了对全方位移动机械手系统中不同动力学特性的移动平台和机械臂的协调控制。同时,为了减轻神经网络在线学习的计算量,提出一种分离式的神经网络结构,对系统结构不确定项中的两个独立矢量进行分别辨识,有效地提高了神经网络的训练效率。最后,通过计算机仿真结果验证了所提出控制律的有效性,能够快速稳定地实现全方位移动机械手系统的协调轨迹跟踪控制。

摘要：非线性系统理论的实际工程需求和复杂性使其成为控制学科中最具吸引力和挑战性的研究领域,为此介绍了一种新的非线性控制律设计方法——浸入与不变(I&I)理论.该方法首先选择一个比被控系统维数低的(局部)渐近稳定的目标系统,然后设计浸入映射和控制律,使得原系统在控制律作用下的动态轨迹都是目标系统在浸入映射下的像,并且该控制律能够保持目标系统的像为不变吸引流形,且使闭环轨迹有界.针对未知点质量模型,设计了一种新的非线性浸入与不变自适应控制律,实现了对参考指令的精确跟踪.将其与基于确定等价原则的自适应控制律相比较,仿真结果表明,所设计的浸入与不变控制律能够更好地处理带有未知参数的系统.

摘要：为缓解重型燃气轮机双余度导叶执行机构的切换过程给系统造成的冲击,提出了一种基于模糊规则的余度切换控制策略。首先基于双余度导叶执行机构的工作原理,建立了电液位置伺服系统各部件的数学模型,然后以导叶作动筒位移误差和速度作为输入参数,主备伺服回路切换系数作为输出参数,设计了一种二维模糊切换控制器,并针对伺服阀单向卡滞、伺服阀喷嘴堵塞2种典型故障工况进行了联合仿真分析。结果表明,采用传统阈值切换的方式,各物理量在切换点位置波动明显,而采用模糊切换的控制策略能够有效削弱切换过程对导叶作动筒位移、速度和两腔压力造成的冲击及振荡,从而实现双余度导叶执行机构之间的平稳切换。