摘要：针对实际系统中普遍存在的非匹配快变扰动和量测噪声问题,提出了一种基于双频扩张状态观测器(BESO)的反步抗扰控制方法。双频扩张状态观测器通过方向转换因子和双带宽比例因子调整观测器的带宽,在准确估计快变扰动的同时可避免放大量测噪声。在此基础上结合反步控制,形成一种逐级补偿的控制结构,通过Lyapunov方法设计了控制律,可保证系统对非匹配扰动的渐进稳定。针对工程应用,进一步给出了控制器参数调节的建议。将所提控制律应用于微型四旋翼无人机的定高控制,仿真结果验证了其补偿非匹配扰动和抑制量测噪声方面的有效性。

摘要：针对基础服务设施系统的优化防护策略制定问题,将系统抽象成由服务设施、需求点及连接弧构成的一般性网络.应用对策论中的主从对策理论思想,描述系统防护计划制定者与攻击者在决策时相互制约的关系,并考虑设施容量限制这一现实因素对问题的影响,提出带容限的"防护-中断-再分配"三层主从对策模型.通过设计"大需求量优先-就近服务"的启发式分配策略化简模型,使其转换为双层混合整数线性规划,进而采用一种二叉树搜索算法对模型进行求解.实验表明,该启发式策略在绝大多数情况下均能以很小误差逼近最优分配.由模型给出的优化防护策略可大幅减低系统遭受破坏后的运行成本,当防护资源投入达一定量时,能有效避免系统陷入非正常运行状态.通过对模型及模型解的分析,可有助于真实大型复杂基础设施服务系统关键部位的识别及防护策略制定.

摘要：针对低通信负载下的多移动机器人编队控制进行研究。通过坐标变换和引入侧滑增量定义了非完整约束轮式移动机器人的运动学模型,显式满足纯滚动条件。提出领航编队控制策略,通过领航者对跟随者的单向通信和映射领航者规划,将系统编队问题转换为新模型下的分布式一致性控制问题。针对跟随者的转速与线速度设计了2级指数趋近滑模控制器,实现相对于领航者轨迹误差的快速收敛,并通过Lyapunov理论对控制器进行稳定性分析。数值仿真表明:所提策略可以满足多移动机器人队形保持和队形变换的任务要求,验证了理论分析的正确性和有效性。

摘要：针对航空电推进电机的散热问题,提出一种基于多层波浪形散热拓扑的航空电推进电机高效散热设计方法。航空电推进电机采用多层波浪形散热拓扑,建立电机等效热网络模型,确定等效热阻、对流换热系数等重要参数,完成电机温度精确计算,并通过CFD仿真验证所建立电机等效热网络模型的准确性和有效性。以此为基础,对比分析传统散热翅和多层波浪形散热拓扑对电机功率密度的影响。基于多层波浪形散热拓扑的等效热网络模型,采用遗传学习粒子群优化(GL-PSO)算法,完成航空电推进电机高效散热优化设计。优化结果表明:相比于原始方案,优化方案的机壳质量减轻15.1%,整个电机的功率密度提升0.06 kW/kg。

摘要：针对智能设计方法中的知识库搜索问题,提出了一种基于本体映射的设计知识库搜索方法。为描述复杂的产品设计知识,使用本体知识表示方法建立了产品设计知识库。将产品设计方案的搜索问题转换为本体映射问题,使用本体映射算法搜索本体知识库中符合设计需求的产品设计方案。设计并实现了一种结合了元素级映射技术和结构级映射技术的本体映射算法,并应用于基于本体映射的设计知识库搜索。最后,通过飞控作动器设计实例,验证了基于本体映射的设计知识库搜索方法的正确性和有效性。

摘要：针对一类受饱和约束的切换系统,提出了一种动态抗饱和平滑切换控制器的设计方法。首先,基于模型依赖平均驻留时间的方法设计了平滑切换控制器,能够确保系统全局一致渐进稳定并具有一定的鲁棒性能。同时,通过引入链式切换律降低控制器设计的保守性。在此基础上,给出动态抗饱和补偿器的设计方法。将动态抗饱和补偿器设计问题转化为受线性矩阵不等式组约束的优化问题。以航天器在轨加注过程姿态控制系统为例,建立了该系统的链式平滑切换模型,上述模型能够更加准确地反映系统转动惯量的渐变特性。最后,数值仿真算例表明了所提出的控制器设计方法的有效性。

摘要：针对导弹末制导段的制导控制问题,基于自抗扰控制和反演终端滑模控制,提出了一种导弹制导控制一体化设计算法。利用块严格反馈系统描述一体化模型,将存在的模型误差、目标机动等看做未知干扰。采用扩张状态观测器对系统不确定性和干扰进行估计和补偿。设计反步终端滑模控制方法实现导弹的姿态控制。仿真证明了设计的一体化算法可以获得较小的脱靶量,系统对存在的内外干扰和不确定性具有较强的鲁棒性。

摘要：为应对现代战场的信息化与集群化发展趋势,从多高超声速飞行器饱和打击任务需求出发,针对其中的再入飞行时间约束条件进行研究,提出一套基于Deep Q-learning Network(DQN)的时间可控再入制导律.该制导律工作流程为首先纵向轨迹预测-校正模块根据当前飞行状态和攻角-速度剖面规划出倾侧角幅值;然后在线约束强化管理模块对其进行安全限幅处理;最后倾侧角符号规划模块以调节再入飞行时间为目标,在对横向飞行状态进行马尔科夫决策过程建模的基础上,设计相应的深度神经网络进行离线训练以在线生成倾侧角符号,进而与幅值信息共同组成最终的倾侧角指令.多组仿真的对比分析结果表明:在标称环境下的多任务仿真中,时间可控再入制导律能够自主地进行倾侧角符号的在线规划,在不影响制导精度的前提下,对再入飞行时间进行调整以满足不同的任务需求;在参数拉偏的蒙特卡洛仿真中,其在保证再入飞行安全、稳定的同时,仍然能将时间误差控制在合理的范围之内.从而验证了相对于传统方法而言,本研究所设计的再入制导律在任务适应性、鲁棒性与时间可控性等方面均具有良好表现,能够有效地满足飞行时间约束下的再入任务需求.

摘要：针对含有不确定干扰项的吸气式高超声速飞行器模型,分别设计了基于反馈线性化的速度控制器和基于反步法的航迹控制器,以实现对速度和航迹角参考信号的稳定跟踪。通过指令滤波器得到俯仰角的实际跟踪指令及其一阶、二阶微分信号,可直接设计升降舵控制指令,在解决了虚拟控制量求导"复杂性爆炸"问题的同时,减少了反推计算步数,从而达到提高系统动态性能和优化控制器结构的目的。基于LaSalle不变集原理和Lyapunov理论设计的自适应更新律保证了系统的稳定性。仿真结果表明,所设计的控制器在飞行器存在不确定干扰的情况下仍能满足对参考信号跟踪性能的要求。

摘要：针对一类受外界扰动以及执行器饱和影响的不确定非线性系统,提出一种基于扩张状态观测器的动态抗饱和补偿器设计方法.首先通过将系统的不确定项以及外部扰动作为扩张状态,设计线性扩张状态观测器(ESO)对系统的总扰动进行估计;然后,在控制器中引入对扩张状态的估计值,对系统的总扰动进行补偿,设计了动态抗饱和补偿器,将控制器、观测器以及动态抗饱和补偿器的参数求解问题转化为基于LMI不等式组约束的优化问题,确保系统具有尽可能大的收敛域;最后通过数值仿真验证所提出设计方法的有效性.