天津市应用基础与前沿技术研究计划(13JCQNJC03600)
- 作品数：11 被引量：37H指数：4
- 相关作者：吴爱国董娜方星刘晶李文帅更多>>
- 相关机构：天津大学中国民航大学南开大学更多>>
- 发文基金：天津市应用基础与前沿技术研究计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术航空宇航科学技术电气工程更多>>
- 3-DOF空间机械臂新型滑模轨迹跟踪控制被引量：5
- 2017年
- 为了实现机械臂高精度轨迹跟踪,提出一种基于扩展状态观测器(ESO)的新型滑模控制器(PD-ESO-SMC)。该控制器滑模面设计为PD形式,利用ESO对系统的外界的未知干扰、参数的摄动、未建模动态以及耦合部分进行实时估计和补偿,定义并且引入sal函数抑制抖振现象。最后通过稳定性分析证明该控制器的有效性,同时,将仿真结果与基于PD的滑模控制(PD-SMC)及PID控制器进行对比。研究结果表明:所提出的控制方案能实现高精度的轨迹跟踪,对外部干扰有很强的鲁棒性。
- 万凯歌吴爱国董娜方星
- 关键词：机械臂滑模控制
- 无人直升机多回路无模型控制的仿真研究
- 2015年
- 将基于紧格式线性化的无模型自适应控制方法应用在无人直升机参数时变非线性系统,对其滚转﹑俯仰和偏航的三输入/三输出回路姿态进行控制。控制器的设计和分析基于对伪偏导数矩阵的估计,仅依赖于系统的输入/输出(input/output,I/O)数据,不需要已知任何其他信息。非线性仿真结果表明,该方法对无人直升机这种具有不确知动态的非线性系统具有良好的跟踪和解耦效果。
- 刘晶吴爱国董娜
- 关键词：无人直升机多回路无模型自适应控制解耦控制
- 阵风干扰下无人直升机轨迹的自适应反步控制被引量：3
- 2015年
- 针对小型无人直升机系统,提出了一种基于双环控制策略的设计方法:将快速变化的姿态控制作为系统的内环,相对缓慢变化的轨迹控制作为系统的外环。建立了在阵风干扰下无人直升机系统的数学模型,为了更好地设计控制器,对模型进行了适当的简化,即忽略了"小体力"的影响。考虑到质量m和惯性矩矩阵J存在不确定性(未知)的情况,设计用自适应律在线估计不确定参数和阵风扰动,设计了一个自适应反步控制器。然后,应用Lyapunov方法,证明了未简化模型的闭环控制系统的稳定性。最后,通过仿真验证了该方法的有效性。
- 方星吴爱国董娜
- 关键词：小型无人直升机双环控制不确定性自适应反步控制闭环稳定性
- 非匹配扰动干扰下的无人直升机轨迹跟踪控制被引量：6
- 2015年
- 针对小型无人直升机在飞行过程中容易受到非匹配扰动影响的特点,本文设计了一种基于新型滑模控制方法的轨迹跟踪控制器.首先,建立了无人直升机系统的非线性数学模型,并对该模型进行近似反馈线性化处理,同时将模型分为位置和偏航两个子系统;然后,利用扩展扰动观测器对复合扰动以及非匹配扰动的各阶导数的估计值,设计新型时变滑模面,得到滑模控制律,并给出了控制系统的稳定性分析;最后,仿真结果验证了控制方法的有效性和优越性.该新型滑模控制方法的优越性主要体现在:对非匹配扰动具有较强的鲁棒性,以及能有效地抑制抖振现象.
- 方星吴爱国董娜
- 关键词：小型无人直升机轨迹跟踪控制滑模控制
- 基于扰动观测器的制冷机组非奇异terminal滑模控制
- 2018年
- 针对压缩制冷机组的温度控制问题,在分析机组机理的基础上,基于现有实验平台,采用改进的分区集中参数法,结合机理建模与实验辨识,提出制冷机组合理简化后的模型,并通过仿真与实验曲线对比,验证模型的准确性;设计蒸发器子系统的扰动观测器,证明扰动估计误差的有界性,并将扰动及其导数的估计值引入滑模面设计中;提出一种非奇异terminal滑模面,将二阶滑模与terminal滑模相结合,设计控制率,最后与传统滑模法进行仿真对比。研究结果表明:提出的控制方法对扰动具有良好的动态性能,同时消除了抖振。
- 刘君健吴爱国董娜
- 关键词：制冷机组扰动观测器
- 无人直升机飞行姿态控制平台设计
- 2018年
- 无人直升机飞行姿态控制平台建设是实现其无人自主飞行的关键环节。为小型单旋翼带尾桨式微型航模直升机("雷虎90")设计构建了基于PC104以及DSP+CPLD的飞行姿态控制平台。采用"机载上位机-机载下位机-地面站"的系统架构方式,保证了机载系统的可靠性并具有足够的信息处理能力。使用数字增量式PID控制算法对无人机飞行姿态的控制,并通过飞行试验对控制平台和控制算法进行验证。
- 尚羽佳
- 关键词：无人直升机DSP+CPLD硬件平台导航
- 基于动态逆的直升机多变量鲁棒控制被引量：3
- 2014年
- 针对UH-60黑鹰直升机悬停和低速飞行时轴间强耦合现象、难以获得飞行速度精确测量值以及动态逆的鲁棒性问题,在以速度为参数的增益调度线性动态逆控制器基础上进行改进,将表征空气动力学参数、质量特性和工作点摄动的有界不确定性被包含在具有物理意义的线性分式变化(LFT)模型中,进而与多变量鲁棒综合/分析相结合.针对鲁棒综合设计中遇到的问题,如控制器结构、加权函数和对象不确定性类型的选择进行了研究.非线性仿真和鲁棒分析结果表明:鲁棒动态逆控制系统具备良好跟踪和解耦效果,满足鲁棒稳定性要求,并且其鲁棒性能远优于传统动态逆.
- 刘晶吴爱国董娜郭润夏
- 关键词：直升机鲁棒控制动态逆
- 火灾烟雾的轮廓光流矢量分析被引量：1
- 2016年
- 由于烟雾运动具有特殊的湍流特性,使得其运动方向具有特定一致性.利用这一特性,采用光流矢量分析方法,对可疑区域运动方向进行判定.为了提高算法实时性,首先提取可疑区域轮廓,然后对轮廓光流矢量进行分析.通过对比烟雾与非烟雾干扰（包括运动的光照、行进中的汽车车灯、水蒸气等）,分析其轮廓的光流矢量特性,发现烟雾轮廓与非烟雾轮廓的光流矢量具有明显差异性,即其运动矢量基本呈现向上、向外扩散的趋势,因此角度基本位于一、二象限,即在0°~180°之间（除个别干扰点）,这也与烟雾湍流运动特征相匹配,而分析非烟干扰发现,运动矢量并不具备这一特征.通过对比实验证明了该算法在保证准确度的基础上,将传统光流算法的计算速度提高了3倍.
- 赵萌吴爱国杜春燕
- 关键词：光流
- 非线性自适应数据驱动控制器
- 本文提出了一种新型的非线性离散系统的自适应数据驱动控制策略,设计了自适应的参数估计过程,从而大大改善了控制性能。控制过程中,将控制器选取为神经网络,并选用同步扰动随机近似的方法来进行控制器参数估计。文中将这种新型的控制算...
- 董娜
- 关键词：神经网络非线性离散系统
- 基于优化滑模观测器的无刷直流电机变结构直接转矩控制被引量：9
- 2017年
- 本文提出一种由一个优化滑模观测器及一个变结构控制器组成的直接转矩控制系统,应用于永磁无刷直流电机。滑模观测器用来获取绕组反电动势,为减小系统抖振,引入连续光滑的反正切函数,并且证明了观测器的收敛条件及稳定性。然后以转速误差为基准建立滑模切换面,构造出变结构控制器,得到转矩控制的参考值。最终通过转矩误差并参考霍尔位置信号选择合适的空间电压矢量,完成直接转矩控制。该方案的控制效果能够不受制于电机参数变化及干扰影响,具有很强的鲁棒性。实验结果证明了该方案的正确性及有效性。
- 李文帅吴爱国董娜
- 关键词：无刷直流电机滑模观测器变结构控制直接转矩控制
