摘要：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.

摘要：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。

摘要：针对含有外部扰动和执行器故障的一类航天器姿态控制系统,本文提出基于迭代学习观测器的主动容错控制方案.首先,建立了含有外部扰动和执行器故障的航天器姿态控制系统的运动学和动力学模型.其次,为了提高观测器的故障估计精度,在传统迭代学习观测器设计基础上引入上一时刻状态估计误差信息,文章提出一种改进型学习估计算法.进一步,基于滑模控制和指定时间稳定理论,利用学习观测器的故障估计信息设计指定时间主动容错控制器.与现有的航天器主动容错控制方案相比,本文所提出的算法的优势在于可以使故障系统的姿态能在指定时间跟踪上指令信号.基于Lyapunov方法,本文从理论上证明了改进型学习观测器和姿态容错控制系统的稳定性.最后,通过数值仿真,说明了所提容错控制方案的有效性和可行性.

摘要：针对无人机编队中控制器设计需要基于模型信息,以及无人机智能化程度低等问题,采用深度强化学习解决编队控制问题。针对编队控制问题设计对应强化学习要素,并设计基于深度强化学习对偶双重深度Q网络(D3QN)算法的编队控制器,同时提出一种优先选择策略与多层动作库结合的方法,加快算法收敛速度并使僚机最终能够保持到期望距离。通过仿真将设计的控制器与PID控制器、Backstepping控制器对比,验证D3QN控制器的有效性。仿真结果表明:该控制器可应用于无人机编队,提高僚机智能化程度,自主学习保持到期望距离,且控制器设计无需模型精确信息,为无人机编队智能化控制提供了依据与参考。

摘要：针对无人机编队控制中无人机智能化程度不足、缺乏自主学习能力等问题,基于深度强化学习中DDQN算法设计无人机编队控制器,该控制器可同时控制速度与航向通道,使僚机能够自学习跟踪长机并保持编队,提高无人机智能化程度。为验证设计控制器的有效性,通过仿真将设计的DDQN控制器与传统PID控制器进行对比。对比结果表明,该控制器可有效形成无人机编队并满足编队要求,对无人机编队智能化控制进行了有效探索。

摘要：针对多无人机对抗过程中搜索和攻击目标的行为,提出了基于优化自组织行为的无人机集群对抗算法。首先,设计无人机运动的行为规则与逻辑,通过对其进行加权求和及矢量标准化得到加速度,送入集群对抗系统中;然后,使用粒子群优化方法(PSO)对各个行为规则的权重及相应的特定百分比值进行优化;最后,通过与采用SAC规则进行运动控制的无人机集群进行对比对抗仿真,验证该算法的有效性。仿真结果表明,所设计的算法可提升无人机集群飞行的一致性,同时提高无人机的生存概率与打击效果。

摘要：针对无人机着舰区域动态变化,难以精确预估的问题,设计一种基于新坐标体系动态变化的自动着舰引导算法。在捕获阶段,新坐标系随无人机空间位置的变化而动态变化;在跟踪阶段,新坐标系随回收着舰区域的变化而动态变化,计算无人机在新坐标系下的速度和位置误差,经轨迹控制器修正误差,实现无人机的精确引导。以现役某型舰载无人机为对象,搭建综合仿真平台,设计飞行控制系统,优化轨迹控制器参数,加入舰尾流和导航误差,完成引导性能的验证与评估。研究结果表明:该自动着舰系统能引导无人机实现较精确地撞网着舰回收,着舰性能符合要求。

摘要：提出了一种新的非线性观察器设计方法。与一般方法采用神经网络逼近整个非线性系统不同,该方法用RBF神经网络逼近系统的非线性项,故提高了状态估计的精度。基于李亚普诺夫方法,证明了状态估计误差渐近稳定且渐近收敛到零。仿真结果表明,所提出的非线性观察器设计方法具有良好的性能,在故障检测、状态估计等领域具有广泛的应用前景。

摘要：提出了一种可产生稳定、均匀的投影空间,并由伺服电机驱动阶梯轴,带动屏旋转的双螺旋屏扫描系统,以实现体三维实时、高清晰成像。对比分析了扫描屏结构的成像特点,设计了屏结构的加工方案。采用半透明高强度的光敏树脂材料和缕空支撑墙体快速成型直接制造。通过Solidworks软件进行螺旋扫描屏的三维建模,并利用COSMOSWorks模块进行稳定运行的可行性分析。仿真结果显示,屏在600r/min恒速旋转时产生的最大位移数据为0.013mm,远小于人眼视觉可分辨的范围,可以满足成像空间设计需求。最后,结合现有的工程技术与工艺水平,建立了双螺旋屏扫描系统的物理平台。实验结果表明,该螺旋屏扫描系统形成的25cm×Ф50cm的柱型成像空间,可以呈现出清晰的体三维图像。

摘要：本文给出多重状态滞后不确定系统鲁棒稳定控制器的设计方法,通过适当构造Lyapunov函数,使设计的控制系统闭环稳定,并具有一定的鲁棒性。最后给出一个例子,说明本文提出的鲁棒稳定控制器的设计方法。