摘要：轮式移动机器人的轨迹跟踪问题一直是机器人和控制领域的研究热点。在实际应用时,其控制器的设计通常还需考虑各种约束的影响,如输入限幅等。针对绝大多数商用移动机器人力矩层不开放的情况,论文采用加速度-伪动力学控制(Acceleration-Level Pseudo-Dynamic Control,ALPDC)框架来实现移动机器人的轨迹跟踪,并提出了一种基于固定时间稳定理论的移动机器人非线性模型预测控制(Nonlinear Model Predictive Control,NMPC)方法。仿真结果验证了所提方法的有效性。

摘要：由于桥式起重机系统的运行环境的原因,起重机运行过程中普遍存在类似机械振动、风力影响等外部干扰。为了提高起重机系统的抗干扰能力和快速响应性能,以二维桥式起重机系统为研究对象,提出了一种鲁棒的基于固定时间滑模控制(FTSMC)的桥式起重机抑摆策略。首先,综合考虑了外部干扰以及导轨与行车之间的动态摩擦特性对桥式起重机动力学的影响,采用拉格朗日动力学方程建立了起重机系统的非线性动力学模型,并对其行车的期望轨迹进行了规划;然后,基于固定时间稳定理论和非奇异快速终端滑模控制策略,设计了新型非线性滑模面和弱抖振控制律,并利用Lyapunov理论证明了闭环系统的稳定性;最后,通过数值仿真实验验证了FTSMC控制策略的有效性。研究结果表明:在系统参数不确定性、不同载荷率等鲁棒性测试中,FTSMC控制策略能够保证系统的高抗干扰能力和快速响应特性,同时还表现出良好的负载摆动抑制能力;与现有文献中的控制策略相比,FTSMC控制策略可以在9 s内快速抑制负载摆动,抑摆控制时间至少缩短了25.3%;在行车的轨迹跟踪方面,FTSMC控制策略能够在6 s内精确地跟踪期望轨迹,其跟踪速度至少提升了49.3%。FTSMC策略不仅提高了起重机系统的快速响应性能和抗干扰能力,同时在抑制负载摆动方面也展现了其优越的性能。

摘要：面向三维场景下的多导弹协同攻击机动目标问题,基于固定时间稳定理论和自适应滑模控制理论,设计考虑时间及空间约束的分布式协同制导律。在弹目视线方向上,基于固定时间一致性理论提出一种改进型自适应鲁棒协同制导律,驱动弹群以期望的攻击时刻协同拦截机动目标,并避免滑模固有的抖振问题;考虑视线法向的空间约束,基于固定时间非奇异终端滑模控制理论设计一种鲁棒自适应滑模制导律,在实现终端碰撞角约束的同时避免弹群间碰撞。通过Lyapunov稳定性理论证明闭环系统的固定时间稳定性。仿真结果表明:所设计三维协同制导律可以有效控制多发导弹在期望攻击时刻同时打击机动目标,并以期望的终端角度攻击目标。

摘要：旋转弹在飞行过程中受多种干扰的影响,包括跨域飞行气动参数剧烈变化引起的模型不确定性以及飞行过程中受到的外部扰动。为了解决高动态飞行环境中双通道旋转弹的鲁棒控制问题,基于轨迹线性化控制方法,设计伪逆反馈控制器。采用径向基函数神经网络,设计自适应前馈补偿控制器,有效实现对模型不确定性的精确逼近。将神经网络逼近误差和外部扰动处理为总扰动,并基于固定时间稳定理论设计一种自适应扰动观测器,实现对总扰动的精确估计及补偿。通过Lyapunov理论,严格证明了闭环系统的最终一致有界性。通过数值仿真验证了所设计方法的有效性。