摘要：针对气流扰动下空基回收拖曳系统在直线-盘旋转接段飞行过程中的拖曳浮标稳定问题,提出一种基于微分平坦理论的拖曳系统转接段运动轨迹的设计方法,通过设计母机运动轨迹间接地控制拖曳浮标沿着预设的转接轨迹安全、平稳、精准地转接飞行。采用质点-弹簧离散缆绳模型构建母机-缆绳-浮标组合体多体动力学模型;在证明拖曳系统具备微分平坦特性的基础上,以拖曳浮标三轴位置为平坦输出,所提方法以期浮标沿着预设安全转接段轨迹飞行;结合拖曳浮标直线飞行状态与盘旋飞行状态设计拖曳浮标转接段飞行轨迹。通过平静大气、多种常值风及阵风气流扰动场景下的仿真算例结果表明,所提方法能够实现拖曳浮标在直线-盘旋转接段的稳定飞行。

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：针对固定翼无人机纵向控制的高性能需求,提出一种控制系统性能优化结构.该结构包括一个使系统稳定的标称控制器和一个参与性能优化的增量式控制器.控制系统增量式的实现不会改变原有的控制系统,而是仅对标称控制系统做控制输入的补偿与控制性能的优化.基于Q学习理论进行增量式控制器设计,针对状态信息完全可获得的系统,设计一种基于状态反馈的增量式Q学习算法.当状态信息不能完全获得时,利用系统输入、输出和参考信号数据,设计一种基于输出反馈的增量式Q学习算法.两种增量式控制器均是在数据驱动环境下自适应学习增量式控制律,无需提前知道系统动力学模型以及标称控制器的控制增益.此外,证明了增量式Q学习方法在满足持续激励条件的激励噪声下,对Q函数贝尔曼方程的求解没有偏差.最后,通过对F-16飞行器纵向模型实例的仿真验证该方法的有效性.

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：针对存在执行器复合故障的固定翼无人机跟踪控制问题,本文提出一种基于非确定性等价原理的自适应容错飞行控制策略.该策略能够有效地估计无人机纵向动态中执行器的失效及漂移故障,保证故障发生后闭环系统的最优性能指标.在自适应容错飞行控制设计中,通过引入辅助系统并动态调节因子,构造非确定性等价原理中偏微分方程的近似解,以简化自适应律设计复杂度.此外,借助Lyapunov稳定性分析方法,证明了在所设计的自适应容错控制器作用下闭环系统的稳定性.最后,仿真验证表明所设计的控制方法能够保证故障无人机的闭环系统性能.

摘要：在并网逆变器的实际运行中,电网阻抗和时间延迟系数的不确定性会影响到系统的稳定运行。为提高该含参数不确定性的系统的鲁棒性,提出采用μ综合理论来对系统进行鲁棒控制,通过对参数不确定性及其他性能约束的加权函数进行设计,从而使系统能够满足鲁棒稳定性与鲁棒性能要求。针对μ综合法设计的控制器阶数过高,难以工程实现的问题,可将其与遗传算法结合来对定结构控制器进行优化。首先采用μ综合理论搭建系统的摄动模型,然后用遗传算法对系统控制器的参数进行设计,使摄动系统能够实现结构化奇异值最小化的目标,从而达到对参数变化具有更强的鲁棒适应性的要求。实验结果表明,用该方法设计的控制器比用传统方法设计的控制器具有更好的鲁棒性。

摘要：在面向区域型电能互联应用的虚拟交流母线式多端无线能量互联系统中,双极型线圈较低的耦合系数会导致母线侧线圈损耗过高,系统效率偏低.为此,该文提出一种混合式线圈结构,即利用平面方形线圈替代原来单一式结构中的部分双极型线圈,在保证多线圈交叉解耦的前提下提高耦合系数.在该结构的基础上,对系统参数展开优化设计.基于线圈拆分与等效的思想,提出一种统一化线圈建模方法,以此获取最大效率下线圈匝数、补偿电感和母线电流幅值的最优取值.最后,搭建四端口原理样机验证所提线圈结构和参数优化设计的有效性,优化后的系统其在不同运行模式下的效率均提升8%以上.

摘要：为保证并网逆变器的并网电流与电网电压同步,通常采用锁相环获取电网电压相位信息。同时,为提高并网电流质量,常考虑在回路中加入电网电压前馈。然而,当逆变器工作在弱电网下时,它们均有可能对系统的稳定性带来负面影响。该文以单相LCL型并网逆变器为例,旨在研究弱电网下锁相环和电网电压前馈造成系统不稳定的原因并进行优化。针对2 个不稳定因素存在的情况,该文提出一种导纳合成相量法来分析多个导纳共同作用时的影响机理。考虑到带通滤波器可以衰减不稳定因素的影响,文中加入带通环节对系统的鲁棒性进行优化。结合上述导纳合成相量法的分析结果,确定带通环节的设计目标,并进一步给出带通环节参数的具体设计过程。结果表明,并网逆变器加入优化设计的带通环节后,即使在电网阻抗变化范围较大的情况下,系统仍能稳定工作。

摘要：针对双绕组感应发电机交直流集成发电系统,为实现简单易调、性能优越、负载适应力强的发电控制,该文提出一种基于线性自抗扰控制器的交直流电压控制策略,通过交流电压和直流电压与控制绕组和功率绕组的传递函数模型,构建交直流电压的线性扩张状态观测器,同时对交流电压有效值、直流电压和电压扰动进行观测,并利用电压和扰动观测值设计线性误差反馈控制律,对交直流电压进行控制。最后,通过仿真和实验验证该控制策略提高电压扰动抑制能力和负载适应性,同时各模块参数可独立设计、控制器结构简单,避免需要较多传感器及降低调参难度。

摘要：为解决涡扇发动机大包线内多变量鲁棒控制问题,提出了一种基于干扰观测器的非线性涡扇发动机系统固定时间预设性能模糊自适应控制方法.首先,利用平衡流形建模方法构建了涡扇发动机的仿射非线性数学模型.借助反馈线性化技术,推导了受扰涡扇发动机系统的输出跟踪误差系统.然后利用模糊逻辑系统逼近系统不确定项,并设计非线性干扰观测器估计未知干扰和逼近误差组成的复合干扰.为保证控制系统的瞬态性能和稳态精度,引入固定时间预设性能函数,并通过误差转换函数将系统转化成无约束误差系统,进而设计涡扇发动机复合非线性鲁棒抗扰控制器.仿真结果表明,该控制方法能够使得涡扇发动机系统的转速和压比有效地跟踪参考指令并且跟踪误差始终限制在预设性能边界内.