输入受限

摘要： 针对欠驱动自主水下航行器(AUV)在外界干扰和输入受限下水平面轨迹跟踪问题,提出了基于非线性干扰观测器和径向基函数(RBF)神经网络的滑模控制器。首先,将欠驱动AUV运动学模型通过坐标变换转换为误差运动学模型镇定位置误差;其次,利用反步法设计艏摇角虚速度控制律,镇定姿态误差;然后采用非线性干扰观测器对时变海流扰动进行估计,并通过滤波器估计虚拟控制律的导数,避免了虚拟控制律求导引起的"微分爆炸";最后,设计自适应RBF神经网络对欠驱动AUV实际输入进行补偿,通过李雅普诺夫稳定性证明闭环跟踪误差所用信号一致有界。仿真验证了所设计控制器的有效性。

摘要： 针对参数不确定和外界干扰下的高超声速飞行器的控制问题,本文提出了一种自适应固定时间控制方法。采用反馈线性化方法对高超声速纵向动力学模型进行输入输出线性化,并基于固定时间控制理论针对该线性模型分别设计了速度和高度通道的固定时间自适应高阶滑模控制器,提高了系统的收敛速度。对于执行器饱和问题,设计了一种新型抗饱和辅助系统并引入控制器中。基于李雅普诺夫理论对所设计的控制器进行严格证明,得到了闭环系统的固定时间收敛特性。与现有文献高阶滑模控制方法进行仿真对比实验,验证了本文所设计方法的有效性和鲁棒性。

摘要： 为保证轮式移动机器人在轨迹跟踪控制时具有良好性能,其输入线速度v和角速度w均不超过其额定值c^(v)和c_(w),基于四阶运动学模型对移动机器人提出了一种线速度和角速度受限的轨迹跟踪控制方法。利用Lyapunov稳定性理论证明该方法可以使闭环系统中所有信号有界,闭环系统渐近稳定。仿真和实验结果表明:轮式移动机器人能够跟踪到期望轨迹,其跟踪误差e_(x)、e_(y)、e_(s)、e_(c)收敛到0;同时保证闭环系统中所有信号有界,且轮式移动机器人线速度和角速度受限,即|v|≤c_(v),|w|≤c_(w)。

摘要： 针对四旋翼无人机(UAV)在输入受限情况下的执行器故障和干扰问题,提出了一种鲁棒容错控制方法.首先建立了包含执行器故障、输入受限以及外界干扰的四旋翼UAV位置模型和姿态模型;然后分别对位置环和姿态环进行了分析,采用滑模滤波器对虚拟控制指令滤波,并利用模糊系统逼近法估计出不确定项,设计了鲁棒容错控制律;最后证明了位置环和姿态环的稳定性.仿真实验结果表明:提出的鲁棒容错控制方法能够在输入受限下快速准确跟踪指令信号,与积分滑模容错控制律相比具有更好的控制效果,实现了包容执行器故障和外界干扰的全状态鲁棒容错控制.

摘要： 针对共轴多旋翼无人机输入受限和不确定性问题,提出了一种基于自适应观测器的鲁棒控制方法.首先建立了包含不确定性的共轴十二旋翼无人机位置和姿态数学模型,在位置回路鲁棒控制律的设计中,引入辅助观测器来补偿输入受限的影响;然后在姿态回路鲁棒控制律的设计中,引入自适应观测器来抑制不确定性的影响,从而实现共轴多旋翼无人机的全局渐近稳定.仿真结果表明:提出的鲁棒控制律具有更优的稳定性、准确性和快速性,位置和姿态的最大跟踪误差分别仅为0.05 m和0.2°,能够在更短的时间内实现对共轴多旋翼无人机的鲁棒控制.

摘要： 对于Jerk混沌系统,采用线性滑模面和双幂次趋近律设计滑模控制器,并采用饱和约束下的滑模控制器进行Jerk混沌系统的平衡控制.利用Simulink软件建立仿真实验系统,并进行仿真实验.仿真结果表明,饱和约束下的滑模控制器能够进行Jerk混沌系统的平衡控制,状态变量渐进收敛到零,收敛的速度比较快.该仿真实验系统将理论学习和编程实践相结合,有助于提高学生的学习兴趣,增强学生的编程能力和工程实践能力.

摘要： 由于发动机存在着输入受限,在高超声速飞行器速度控制中,全量式PID控制方法存在着超调量大、调节时间长、控制器参数大的问题.本文提出一种新型增量式PID控制方法,与传统的全量式PID控制方法比较,新型增量式PID控制方法充分利用了输入受限的作用机理以及计算机多周期处理信息的特征,进而解决了上述问题.本文首先用公式对该方法合理性进行了公式推导,并展开了仿真验证.仿真结果表明,该控制方法可有效降低超调量,并具有响应快、适应能力强的优点.

摘要： 本文主要研究高超声速飞行器纵向运动系统的动力学与控制问题.首先,给出了高超声速飞行器纵向运动系统的动力学模型.其次,利用反步控制方法对高度子系统和速度子系统分别设计了控制器,在控制器的设计过程中,显式地考虑了高度子系统控制输入受限的问题,通过构造一个阶数等于高度子系统阶数的辅助系统,实现了对控制输入饱和的补偿.另外,考虑到常规反步法存在微分膨胀的问题,引入动态面控制技术以避免对虚拟控制量进行反复求导,简化了控制器的设计.然后,利用Lyapunov稳定性理论对飞行器控制系统和构造的辅助系统的稳定性进行分析.最后,仿真结果表明本文提出的控制方案可以有效地补偿输入受限对系统的影响,设计的控制能够使飞行器更快地跟踪给定的参考轨迹.

摘要： 本文在文献[10]的基础上，考虑存在参数不确定性和非参数不确定性,研究控制输入受限情况下卫星的姿态控制问题，设计了一种鲁棒自适应控制器，证明了姿态控制系统是全局一致最终有界稳定。仿真结果验证了该控制器的有效性。

摘要： 本文考虑实际应用中控制输入大小有限制的情况下探测器在小行星轨道系悬停的轨道控制问题,设计了一种基于RBF神经网络补偿器的滑模控制算法实现探测器从初始位置到目标悬停点的轨道转移及位置保持,其中神经网络补偿器用于估计实际带约束的控制输入和设计的名义控制器输出之间的差值,用Lyapunov稳定理论证明了闭环控制系统的渐进稳定性,最后考虑动力学系统中存在多种参数不确定性,进行Monte-Carlo仿真验证所提算法的有效性.

摘要： 本文基于参量Riccati方程和不变集理论,针对具有执行器饱和,外部干扰和参数不确定性的航天器圆轨道交会系统,设计了鲁棒干扰抑制控制器.此控制器的求解只需求解一类参量Riccati方程,具有计算量小,易于实施的优点.仿真结果表明所提控制方法成功地完成了航天器轨道交会任务.

摘要： 针对输入受限的参数不确定的Buck型直流变换器模型,采用自适应动态面控制方法设计控制器.自适应动态面控制方法是反步法的改进算法,通过引入一阶滤波器,克服了传统反步法中方程项数的膨胀和复杂的求导问题,控制器得到简化.创新点在于引入一个辅助控制变量,保证控制器输出在指定范围内,得到有效的控制器设计方案.由李亚普诺夫稳定理论可以证明该闭环系统是半局一致最终有界的,跟踪误差收敛在原点附近的小邻域内,控制器的有效性通过仿真获得验证.

摘要： 该文研究了当控制增量受限是时的差拍控制系统设计，采用前馈补偿技术来消除控制增量受限时引起的干扰。并以一按达林算法设计的控制系统为例作了仿真，其结果验明了算法的有效性。

摘要： 该文研究了当控制增量受限是时的差拍控制系统设计，采用前馈补偿技术来消除控制增量受限时引起的干扰。并以一按达林算法设计的控制系统为例作了仿真，其结果验明了算法的有效性。

摘要： 该文研究了当控制增量受限是时的差拍控制系统设计，采用前馈补偿技术来消除控制增量受限时引起的干扰。并以一按达林算法设计的控制系统为例作了仿真，其结果验明了算法的有效性。

摘要： 本发明所提出的用于手功能受限制的用户的模拟键盘数据输入设备包括一个戴在手上的具有多个能检测手指微小活动的传感器的手套，这种微小的随意活动显著地比通常在一个传统的键盘上击键所需的活动小。一个传感器解释器个别地配置成将用户的手指动作识别为一个键盘上的相应的键。用户就可以通过重复那些微小手指活动的组合在模拟键盘上“打入”文本，使用户能通过传感器解释器产生键盘字符。可取的是，传感器解释器包括一个虚拟击键检测器和一个键解码器，它们都是按用户个别校准的。

摘要： 本发明公开了一种在输出受限和输入时滞下基于随机系统的单连杆机械手模糊控制算法，由模糊自适应控制器、视觉传感器、机械臂控制电枢和末端灵巧手组成。本发明通过利用模糊逻辑系统，对存在随机扰动和高度非线性的机械手系统模型设计模糊自适应控制器并设计了相对应的自适应算法，使其在遭受进行网络控制时的控制器输入延时和输出信号受限以及各种转矩随机扰动的情况下能够依然精确地跟踪参考信号，操作目标。

摘要： 本发明针对无人水面船系统，提供了一种具有输入饱和受限的无人船强化学习自适应跟踪控制方法，本发明方法，包括：建立无人水面船数学模型，设定无人水面船的期望轨迹数学模型；基于设定的期望轨迹数学模型，引入控制器输入饱和函数；基于引入控制器输入饱和函数的期望轨迹数学模型，设计无人船控制率；基于设计的无人船控制率，设计神经网络权重更新率。同时，本发明方法考虑控制器存在输入饱和限制，当外界干扰过大时，控制器不会因为输入饱和特性使得跟踪效果变差，更加具有实际工程意义。

摘要： 本发明涉及用于在编辑显示于受限输入设备的数据时转换数据输入模式的方法。该方法包括：估计位于受限输入设备的输入窗口的相对于第二输入点的第一输入点，其中该第一输入点与第一数据输入模式相关联，第二输入点与第二数据输入模式相关联。

摘要： 本发明所提出的用于手功能受限制的用户的模拟键盘数据输入设备包括一个戴在手上的具有多个能检测手指微小活动的传感器的手套，这种微小的随意活动显著地比通常在一个传统的键盘上击键所需的活动小。一个传感器解释器个别地配置成将用户的手指动作识别为一个键盘上的相应的键。用户就可以通过重复那些微小手指活动的组合在模拟键盘上“打入”文本，使用户能通过传感器解释器产生键盘字符。可取的是，传感器解释器包括一个虚拟击键检测器和一个键解码器，它们都是按用户个别校准的。

摘要： 本发明提出一种输入受限的航空发动机最大推力状态降保守性鲁棒控制器，包括最大推力状态降保守性鲁棒控制器组解算模块、输入限制模块和退化参数估计回路。本发明设计的最大推力状态降保守性鲁棒控制器采用小摄动不确定性发动机模型，消除发动机不确定性中的退化项，降低不确定模型的摄动范围，降低鲁棒增益调度控制器的保守性。退化参数估计回路实现退化参数的可靠估计，利用退化参数实现发动机性能退化时的增益调度控制。在保证发动机安全工作前提下，实现发动机最大推力状态的降保守性鲁棒控制，具有强的鲁棒性并且保守性低，最大限度的提高发动机在最大推力状态的性能，使发动机在最大推力状态不仅稳定工作，并且提高发动机最大推力状态的推力。

摘要： 本发明公开了一种输入受限和输入扰动的弹性高超声速飞行器控制方法，所述复合控制律由抗输入饱和控制律与输入扰动分离补偿控制律构成；其中，抗输入饱和控制律包含标称和辅助反馈控制两部分，用于对输入受限及参数不确定状态下的弹性高超声速飞行器进行控制；输入扰动分离补偿控制律则是基于扰动状态观测器进行设计的，用于对弹性高超声速飞行器所受到的输入扰动进行补偿；本发明在考虑控制输入受限、参数不确定以及输入扰动的情况下，基于管道预测控制技术，为具有弹性特性的高超声速飞行器设计一种包括抗输入饱和与分离补偿输入扰动的复合控制律，从而实现弹性高超声速飞行器的稳定飞行和精确指令跟踪。

摘要： 本发明公开了一种输入受限的机械系统保性能自调节控制方法，用于解决现有输入受限机械系统的保性能控制中的奇异性问题。具体包括如下步骤：步骤一、明确系统描述与性能需求；步骤二、构造自调节性能函数及误差转换；步骤三、设计有限时间自调节辅助系统；步骤四、设计保性能有限时间自调节控制律及其参数。本发明能够在输入饱和后，由辅助系统生成自调节信号，适当放宽性能约束，并在输入不饱和后的有限时间内恢复预设性能，从而实现对输入约束与输出约束的协调，最终避免性能函数过激导致的奇异性问题，提高保性能控制方法的可靠性。

摘要： 本发明涉及一种输入受限机械臂的合作博弈最优跟踪控制方法及系统，首先，基于输入受限机械臂系统中各个关节的动力学模型构建各个关节的状态空间描述；并基于各个关节的状态空间描述构建机械臂系统的状态空间方程；然后基于误差融合函数构建输入受限机械臂系统的性能指标函数；并基于所述性能指标函数得到输入受限机械臂系统的哈密顿函数；其次基于所述性能指标函数、所述哈密顿函数和稳定性条件构建输入受限机械臂系统的控制律；最后基于系统的状态变量误差和触发阈值对所述控制律进行更新。本发明降低了设计过程的复杂性，减少了运行过程中的计算量，不仅使跟踪过程中控制力矩更加连续和平滑，还使机械臂系统的综合能耗达到最优。

摘要： 本发明公开一种针对输入受限的模型参考双边界投影自适应控制方法，包括以下步骤：获取发动机的输入特性并设计参考模型；设计标准自适应更新律；将标准自适应更新律升级为投影自适应更新律；利用输入限制量建立控制参数投影域。本发明通过双边界投影算子实现输入受限情况下的控制器参数自适应更新，以解决传统模型参考自适应控制器在输入受限情况下参数漂移的问题。该方法中，利用输入限制量建立参数投影域的办法可适用于各类输入受限情况下的模型参考投影自适应控制器设计，对于不同的动力机械系统具有普遍适用性。