一种基于简单自适应控制的闭环H_∞滤波算法的验证与改进

采用固定积分变量的方法,对基于简单自适应算法(SAC)的闭环H∞滤波算法进行了改进,增强了经典H∞滤波的动态跟踪特性,确保了该算法的稳定性,同时初步分析了这种新算法提高鲁棒性的原理.通过建模仿真及比较分析表明:与常规H∞滤波器相比,当建模误差存在或者系统模型统计特性未知时,采用改进的简单自适应算法H∞滤波器能够改善滤波的动态特性,降低H∞滤波器对噪声的敏感性,精度更高.     

基于直接自适应控制的重构飞控系统研究

通常,飞控系统重构设计需知系统的故障信息,而使用直接自适应控制技术可在不知道系统故障信息的情况下,对飞控系统操纵面损伤进行重构,并且可使故障飞机很好地跟踪参考模型的输出．采用优化算法设计反馈补偿器以保证故障系统的严格正实性,并利用Lyapunov函数证明重构系统的渐近稳定性．将该方法用于某型飞机侧向控制系统的设计,仿真结果表明,在操纵面严重受损的情况下,飞机仍能保持良好的性能．     

飞机操纵面损伤的自适应容错控制设计

针对飞控系统实时控制和高可靠性的要求,提出一种飞控系统多操纵面损伤的在线容错控制算法.首先建立包含各种常见故障的操纵面参数仿真模型和故障注入仿真机制,其次由于故障的随机性,设计多个并行的在线观测器,对应于每个观测器模型建立一个基于特征结构配置的控制器.最后根据多个观测器和相应的控制器可完成系统在线故障隔离与重构.应用某型飞机横侧向控制系统进行仿真,得到了预期的效果.此方法设计简单合理,适于工程应用.     

模糊自适应飞控舵面控制算法研究

基于模糊控制理论研究了飞行控制系统舵面控制的自适应PID控制算法;首先分析了无刷直流电机的工作原理,并基于无助力和不可逆助力飞行操纵系统分别建立了飞控舵机负载及等效转动惯量模型,然后通过模糊推理和优化决策,给出了一种参数在线自整定的模糊PID舵面控制算法;仿真结果表明,模糊自适应PID控制相比传统PID控制,其动态品质和跟踪性能均得到较大改善,提高了舵面控制的快速性和准确性,反映了其良好的自适应性和鲁棒性。     

带有执行器故障的网络控制系统的自适应容错H∞控制

针对带有执行器故障的网络控制系统, 提出了一种自适应容错控制方法. 首先基于最近提出的一种新的网络诱导时滞模型, 设计了状态反馈形式的自适应容错控制器. 然后以线性矩阵不等式的形式给出了控制器存在的充分条件. 该条件不仅保证了系统在执行器故障和正常情形下均能达到稳定, 而且使得其H∞性能最优. 最后通过一个数值例子证明了所提方法的有效性.     

线性时滞系统对时滞参数的自适应控制

针对实际中线性时滞系统的时滞常数往往不能精确已知的缺点,对具有状态滞后的线性时滞系统提出一种对时滞常数的自适应控制方案,其控制器存在的充分条件由一个线性矩阵不等式（LMI）的形式给出,并对整个闭环系统的稳定性进行了分析。     

独立摄动参数不确定线性系统的正实控制

考虑了一类范数有界参数不确定线性系统的鲁棒正实性分析和设计问题,其中参数不确定性是独立摄动的．通过构造增广系统将不确定系统的鲁棒正实分析和控制问题转化为确定系统的情形,给出了鲁棒正实分析问题的线性矩阵不等式解法,导出了输出反馈控制器的存在条件．所得结论将范数有界参数不确定系统的鲁棒正实分析和控制的现有结果推进了一步．     

离散广义系统的鲁棒严格正实控制

研究确定的以及具有范数有界不确定性的离散广义系统的严格正实分析和控制问题,首先给出了确定离散广义系统状态反馈扩展严格正实控制器的存在条件和设计方法;然后利用线性矩阵不等式分析了不确定离散广义系统广义二次稳定且扩展严格正实的条件,讨论了状态反馈使闭环系统广义二次稳定且扩展严格正实问题,给出了状态反馈鲁棒扩展严格正实控制器的综合方法;最后通过数值算例说明了所提出方法的有效性．     

线性对象的正实控制问题

在时域中考虑线性对象的正实控制(PRC)问题.对于一般的广义对象,在状态空间中提出了一个基于线性矩阵不等式(LMI)的统一处理PRC问题的方法,指出’PRC问题可解的充分必要条件是与系统的实现有关的三个LMI可解,并可利用LMI的解构造出所有的正则PR控制器.此外还提出了降价PR控制器的存在条件并讨论了可行的综合方法.     

直接多模型自适应控制器设计——LMI方法

本文将线性矩阵不等式(LMI)方法引入直接多模型自适应控制, 将直接多模型控制器的 设计过程转化为求解线性矩阵不等式的可行解问题,同时给出在不同不确定参数范围内的多 个状态反馈控制器,并由此构成直接多模型自适应控制器．同时将直接多模型自适应控制推 广到多输入多输出被控对象的设定值跟踪问题,并给出稳定性分析结果．     

基于故障检测的无人直升机作动器重构控制

提高直升机电传飞控系统的可靠性是保证无人直升机智能化的霞要方面,文中针对单旋翼加尾桨构型无人直升机的作动器故障,研究了倾斜器故障重构控制方法,重点提出了作动器的故障检测方法,运用模型的故障诊断技术,设计了基于倾斜器故障重构控制的无人直升机作动器故障时的重构控制策略,经过试飞证明此方法为作动器故障时的直升机安全飞行提供了一种可行方案,达到了设计目的.     

大型飞机神经网络重构控制

介绍了一种通过神经网络在线进行飞行控制重构的方案.本文以非线性动态逆方法为基本控制律,通过设计的自适应神经网络,实时补偿因操纵面故障而引起的逆误差.最后的仿真结果表明,该方案是可行的.     

飞机翼面损伤的L1自适应重构控制方法研究

进行飞机翼面损伤下的重构控制对提高飞机的安全可靠性具有重要的意义,根据飞机翼面损伤的特点,提出一种基于L1自适应控制的重构控制方法,首先根据翼面故障对飞机气动特性的影响,建立故障参数模型,然后根据L1自适应控制快速自适应和鲁棒性的特点,选择合适的自适应律和滤波器进行重构控制器的设计,最后根据飞机升降舵翼面损伤情况进行仿真分析,结果表明了本文所用方法可以进行部分翼面损伤的快速重构控制。     

变体飞机建模及自适应动态面控制

为了描述变体飞机在变体过程中的动态特性,将变体飞机看成一个质点系,对质点系进行受力分析,得到变体飞机的力方程和力矩方程,并推导出一种变后掠翼飞机的纵向运动方程.为了确保变体飞机在变体过程中的飞行稳定性,提出一种基于动态面的自适应backstepping控制器,通过引入一阶滤波器,避免了传统backstepping设计中的计算膨胀问题.采用径向基(RBF,radial basis function)网络逼近系统不确定项,基于Lyapunov稳定性理论,给出自适应输出反馈控制器和RBF网络权值向量的自适应律,并证明了闭环系统是半全局一致有界.仿真结果表明实际系统的输出响应较好地跟随参考指令,不受变体速率的影响,满足鲁棒性要求.     

Control Surface Faults Neural Adaptive Compensation Control for Tailless Flying Wing Aircraft with Uncertainties

A neural adaptive compensation tracking control scheme considering the prescribed tracking performance bound is proposed for a flying wing aircraft with control surface faults, actuator saturation and uncertainties of aerodynamic parameters. Second-order command filters are introduced to avoid the saturation of the actuators, prescribed performance bound strategy is designed to characterize the convergence rate and maximum overshoot of the tracking error, uncertainties of aerodynamic parameters are approximated by online RBF neural networks, and control allocation law is designed to reduce the coupling of the flight dynamics. The closed-loop control law is given based on adaptive backstepping compensation control scheme, and the stability of the closed-loop system is proved by Lyapunov based design. Simulation results are given to illustrate the effectiveness of the proposed neural adaptive compensation control scheme.     

控制可重构飞机多变量鲁棒控制器设计

控制可重构飞机要求其基本飞行控制系统对舵面部分缺损故障具有强的鲁棒特性,在故障发生后保证飞机的稳定性,提供听时间进行故障的检测和隔离,为控制系统重构提供条件,本文采用高速采样ＰＩ控制器设计输出反馈跟随系统,给出了控制器的设计方法,并分析了它对于控制舵面部分缺损故障的鲁棒特性,仿真结果表明,这种控制器具有好的鲁棒特性。     

控制面故障下的飞机运动建模与重构控制能力分析及设计

对控制面故障影响飞机运动的机理进行了推导,系统地阐述了控制面故障下的飞机运动建模方法。在建模的基础上,对故障系统的可重构性进行研究。分别从线性系统运动和物理运动两个方面,给出了可重构能力的评定方案。推导了误差反向传播的前向神经网络用于控制系统设计时满足Lyapunov稳定性的学习算法,提出了一种新型的采用反向传播神经网络补偿常规控制器的重构飞行控制设计方案。采用非线性飞机运动模型对控制器进行了仿真,验证了重构飞行控制器的性能。     

一种简单的渐近稳定自适应控制器

针对单调阶跃响应的单变量系统，提出一种基于简化模型的自适应预测控制算法。该算法只需辨识一个参数，大大减少了计算量。从理论上证明了它可保证闭环系统的全局渐近稳定和收敛，并定量给出了预测水平的选择范围。仿真表明此算法是有效的，甚至在时变环境下也能很好地工作。     

基于LMS算法的自适应逆可重构控制系统

针对多输入多输出(MIMO)飞控系统的可重构设计问题,提出了解耦控制与自适应逆控制(adaptive inverse control)相结合的控制策略.首先采用降阶线性动态逆(RLDI)设计了某型飞机的滚转角控制回路,以使飞机侧向运动的滚转与侧滑之间实现解耦;然后,考虑到当舵机出现故障以后系统性能的恢复问题,应用基于ε-滤波的LMS(least mean square)算法,在系统解耦的基础上构建了自适应逆控制系统,从而实现系统在舵机故障下的重构.仿真结果表明,这种基于改进的ε-滤波的LMS算法的自适应逆可重构飞行控制系统具有良好的系统故障恢复功能,表明了其在飞控系统中实施重构控制的有效性.