PILCO框架对飞行姿态模拟器系统的参数设计与优化

PID控制是飞行器控制中应用最广泛的控制方法,但是PID参数的调节往往十分繁琐。为了实现飞行模拟器控制系统自主优化PID控制器的参数,从而完成系统的稳定控制,本文使用强化学习中的概率推理学习控制算法(Probabilistic Inference for Learning Control,PILCO)自主优化PID控制器的参数。首先,利用输入输出数据拟合出系统的概率动力学模型,并使用策略评估的方法对当前PID控制器进行评价;最后,使用策略提升的方式对当前PID控制器进行优化。在系统采样频率为100Hz,每次采集8s数据的实验中,经过10个回合的离线训练之后,系统控制效果已经可以满足要求,PID控制器参数已经收敛。经过PILCO优化的飞行姿态模拟器在定点实验中表现出良好的鲁棒性,表明PILCO算法可以优化PID控制器的参数,并且在解决非线性控制和参数优化方面具有很大潜能。     

倒立摆的一种FUZZY-PD复合控制器设计

针对高维模糊控制器设计中的“规则爆炸”问题，以倒立摆为研究对象，直接将四维控制器分解为两个二维控制器，其中一个为PD控制器、一个为二维模糊控制器，并将这两个控制器输出直接叠加作为控制量，在此基础上，借助状态反馈极点配置方法，提出了一种比较系统化的模糊控制器参数估计方法，以弥补模糊控制器参数系统化设计方法的不足，对倒立摆系统的仿真及对它的实时控制结果均验证了该复合控制方案及这种模糊控制器参数估计方法的有效性。     

前提不匹配的T-S模糊系统的时滞相关镇定

为了降低T-S模糊时滞系统稳定性条件的保守性以及提高其控制器设计的灵活性,本文提出了在前提不匹配条件下考虑T-S模糊时滞系统的时滞相关稳定性以及控制器设计问题.首次通过构造包含三重积分的增广Lyapunov泛函的方法,提出一个新的具有较小保守性的时滞相关稳定性准则;同时在前提不匹配条件下,给出了保证该系统渐近稳定的控制器设计方法,该方法提高了控制器设计的灵活性,并且对于具有不确定隶属度函数的模糊系统同样适用.最后通过两个仿真例子验证本文所提出的方法的有效性.     

倒立摆的一种FUZZY-PD复合控制器设计

针对高维模糊控制器设计中的“规则爆炸”问题,以倒立摆为研究对象,直接将四维控制器分解为两个二维控制器,其中一个为 PD 控制器、一个为二维模糊控制器,并将这两个控制器输出直接叠加作为控制量.在此基础上,借助状态反馈极点配置方法,提出了一种比较系统化的模糊控制器参数估计方法,以弥补模糊控制器参数系统化设计方法的不足.对倒立摆系统的仿真及对它的实时控制结果均验证了该复合控制方案及这种模糊控制器参数估计方法的有效性.     

二自由度飞行姿态模拟器自整定控制器设计

以一套可变负载的二自由度飞行姿态模拟器为实验平台,研究变负载下的飞行器的自适应控制问题。根据继电反馈理论,采用基于继电反馈的PID控制的方法,设计飞行姿态模拟器的自适应控制器,并给出控制器参数和实验效果。通过理论分析和实验验证,证明自适应控制算法在飞行器控制方面的有效性和针对变负载下的自适应性,同时说明了飞行姿态模拟器是研究自适应控制和飞行器控制的非常理想的实验平台。     

一种新型非线性时变模型:模糊变参数系统

为了研究非线性时变模型,提出了模糊变参数系统。它是一种集T-S模糊系统和线性变参数系统诸多优点为一体的新型非线性时变模型,它继承了T-S模糊模型能有效处理非线性系统的优点,又保持了线性变参数模型处理时变系统的优势。模糊变参数系统不仅克服了传统T-S模糊模型在处理时变系统时模糊规则剧增的弱点,也扩展了线性变参数系统理论的适用范围,为解决非线性时变系统的控制问题提供了新思路。在以上模型的基础上,给出了零平衡点全局渐进稳定的一个充分条件以及设计一种T-S全状态反馈控制律的充分条件,数值仿真验证了结果的有效性。     

二自由度飞行姿态模拟器的模糊强化学习控制

针对二自由度飞行姿态模拟器的姿态稳定问题,依据强化学习中的策略迭代算法设计姿态稳定控制器。将策略迭代学习算法与多项式T-S模糊系统相结合,对控制器参数进行学习调整,实现对二自由度飞行姿态模拟器姿态稳定控制性能的优化。通过多项式T-S模糊模型对执行器的策略函数以及评价器的值函数进行逼近,建立基于多项式T-S模糊模型的执行器-评价器结构,经过策略迭代过程,学习得到最优控制器参数,使得值函数最小。通过仿真验证,证明了基于多项式TS模糊模型的执行器—评价器结构的策略迭代算法在飞行器姿态稳定控制方面的有效性。     

Stability analysis and controller design of T-S fuzzy systems with time-delay under imperfect premise matching

The issue of the stability and controller design of Takagi-Sugeno(T-S) fuzzy control systems with time-delay is investigated under imperfect premise matching when the T-S fuzzy time-delay model and fuzzy controller do not share the same membership functions.A new stability criterion which contains the information of membership functions is derived.The new stability criterion is less conservative,and enhances the design flexibility.Two numerical examples are presented to illustrate the conservativeness and effectiveness of the proposed method.     

两轴四环架光电平台的多变量H∞控制方法

高精度光电稳定平台采用两轴四环架的结构形式扩展其跟踪范围,但增加了环架闻的耦合和系统的复杂度.提高稳定精度是控制系统设计的核心指标.以平台系统的动力学方程为基础,导出状态空间模型.针对内、外环架间的耦合特性,提出将内、外环架分系统作为多入多出对象进行多变量控制设计.采用H∞控制设计方法,根据平台系统对稳定性能和随动性能...