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基于诱导航线的多无人机编队飞行控制方法 被引量:10
1
作者 吴俊成 周锐 +1 位作者 董卓宁 车军 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1518-1525,共8页
针对无人机编队飞行控制问题,提出了一种基于诱导航线的协同控制方法,僚机根据当前相对于期望位置的误差和长机的飞行状态生成诱导航线并进行跟踪;针对飞行过程中的突发障碍采用改变编队队形的方法进行规避;针对无人机之间可能出现的碰... 针对无人机编队飞行控制问题,提出了一种基于诱导航线的协同控制方法,僚机根据当前相对于期望位置的误差和长机的飞行状态生成诱导航线并进行跟踪;针对飞行过程中的突发障碍采用改变编队队形的方法进行规避;针对无人机之间可能出现的碰撞情况,根据无人机到达碰撞点的时间以及位置分别从高度以及航向两方面进行躲避,仿真结果表明:采用此方法无人机能够保持稳定的编队,并同时能够躲避飞行过程中的障碍以及避免飞机之间的碰撞。 展开更多
关键词 无人机(UAV) 编队飞行 诱导航线 避障 避撞
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考虑推进和气动弹性影响的高超飞行器的建模与控制 被引量:7
2
作者 曲鑫 李菁菁 +1 位作者 宋勋 任章 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期303-309,共7页
针对高超声速飞行器飞行的速度和高度跨度大、变化快,飞行动力学特性复杂;模型具有非线性,强耦合及不确定性的特点,建立了考虑推进及弹性影响的纵向模型,并提出了纵向模型的鲁棒协调控制器设计方法。该方法在典型高超声速飞行器几何结... 针对高超声速飞行器飞行的速度和高度跨度大、变化快,飞行动力学特性复杂;模型具有非线性,强耦合及不确定性的特点,建立了考虑推进及弹性影响的纵向模型,并提出了纵向模型的鲁棒协调控制器设计方法。该方法在典型高超声速飞行器几何结构基础上,针对机体/发动机一体化设计布局,结合高超声速气动力学和气动弹性有关理论,建立非线性纵向模型;通过分析模型的不确定性来源,对刚体-弹性耦合系统设计了基于线性二次型调节器的隐式模型跟随鲁棒协调控制器,从而保证飞行器在不确定干扰情况下的闭环系统稳定性。仿真结果表明,本方法所设计的控制器在给定的不确定性范围内具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 气动弹性 鲁棒控制 协调控制
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基于模糊干扰观测器的自适应反演滑模控制研究 被引量:11
3
作者 刘柏廷 吴云洁 黄延福 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1677-1680,共4页
摩擦等外界干扰,系统不确定性信息及参数变化对飞行仿真转台的运行造成不利影响。针对该问题,提出基于模糊干扰观测器(Fdo)的自适应反演滑模控制方案(ABSMC),在对外界干扰和不确定信息进行补偿的基础上,从稳定性出发,对不确定上界进行... 摩擦等外界干扰,系统不确定性信息及参数变化对飞行仿真转台的运行造成不利影响。针对该问题,提出基于模糊干扰观测器(Fdo)的自适应反演滑模控制方案(ABSMC),在对外界干扰和不确定信息进行补偿的基础上,从稳定性出发,对不确定上界进行自适应估计,并逐步反推出控制器。通过对某型仿真转台进行仿真,得知该方案与普通滑模控制(SMC)方案相比,具有更高的跟踪精度,并极大的提高了对外界干扰,系统不确定信息和参数变化的鲁棒性。 展开更多
关键词 模糊干扰观测器 反演滑模控制 自适应 飞行仿真转台 鲁棒性
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飞行仿真转台的完全跟踪控制 被引量:7
4
作者 吴云洁 田大鹏 刘佑民 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期414-420,426,共8页
针对飞行仿真转台中传统插值和前馈方法对系统性能的限制问题,引入了完全跟踪控制策略.论述了飞行仿真转台完全跟踪控制器的设计方法.本文利用多速率采样系统的特性构造转台系统状态传递函数矩阵的精确逆矩阵,从而避免了采用近似逆模型... 针对飞行仿真转台中传统插值和前馈方法对系统性能的限制问题,引入了完全跟踪控制策略.论述了飞行仿真转台完全跟踪控制器的设计方法.本文利用多速率采样系统的特性构造转台系统状态传递函数矩阵的精确逆矩阵,从而避免了采用近似逆模型的传统方案以及插值带来的限制,实现完全跟踪.利用鲁棒内回路补偿器理论以及系统动态跟踪误差的解析式分析说明了该方法在实际系统中存在建模误差、干扰和噪声的情况下,仍然能够保证系统的动态跟踪精度和良好的鲁棒性.对实际系统进行了设计与实验,结果证明了该方法的有效性. 展开更多
关键词 跟踪 飞行仿真转台 鲁棒性 精度
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基于力矩补偿与分配的的多操纵面飞机飞行控制设计 被引量:3
5
作者 杨凌宇 范彦铭 +2 位作者 邵山 钟友武 申功璋 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期631-635,共5页
针对多操纵面飞机舵面冗余和强非线性气动特征,提出了一种基于力矩补偿与分配的非线性飞行控制系统设计方法,采用指令-力矩-舵面的间接形式,外环采用模型跟踪方法生成满足飞行品质要求的力矩指令,内环采用力矩补偿结合控制分配的设计方... 针对多操纵面飞机舵面冗余和强非线性气动特征,提出了一种基于力矩补偿与分配的非线性飞行控制系统设计方法,采用指令-力矩-舵面的间接形式,外环采用模型跟踪方法生成满足飞行品质要求的力矩指令,内环采用力矩补偿结合控制分配的设计方法,控制各舵面实现期望控制力矩.以革新性操作效率器(ICE)飞机为对象进行了仿真验证,结果表明力矩补偿与分配系统可实现准确的力矩跟踪,系统对参数的变化有较强适应能力,所设计的飞行控制系统能够依据参考模型对控制指令进行跟踪,各控制通道间耦合被有效抑制. 展开更多
关键词 多操纵面飞机 控制分配 非线性控制 飞行控制
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基于干扰观测器的高性能转台伺服系统内模控制方法研究 被引量:3
6
作者 黄延福 吴云洁 刘柏廷 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1664-1667,共4页
针对转台伺服控制系统,提出了一种基于干扰观测器的改进内模控制方法(DIMC)。内模控制是一种新型的先进控制方法,设计思路是将对象模型与实际对象的输出差值作为反馈,控制器逼近模型的逆,从而达到控制效果。考虑到传统的内模控制器设计... 针对转台伺服控制系统,提出了一种基于干扰观测器的改进内模控制方法(DIMC)。内模控制是一种新型的先进控制方法,设计思路是将对象模型与实际对象的输出差值作为反馈,控制器逼近模型的逆,从而达到控制效果。考虑到传统的内模控制器设计方法跟踪精度不足,引入微分器构造改进的控制器,提高系统的跟踪精度。在此基础上引入干扰观测器,对摩擦进行补偿,进一步提高系统的跟踪精度。仿真研究和实验结果表明,该控制方法可以有效地提高系统的跟踪精度,并对系统参数变化和力矩扰动具有更强的鲁棒性。 展开更多
关键词 内模控制 微分器 干扰观测器 转台伺服控制系统
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基于慢切换机制的直升机H_∞姿态控制 被引量:1
7
作者 赵佳 杨凌宇 申功璋 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2010年第5期27-30,共4页
提出了慢切换H∞控制方法,实现了直升机大包线下的姿态控制。首先针对直升机的典型状态点,采用二自由度H∞方法设计局部鲁棒控制器,形成执行子控制组;然后引入基于"驻留时间"的慢切换逻辑完成不同子控制器之间的稳定切换,实... 提出了慢切换H∞控制方法,实现了直升机大包线下的姿态控制。首先针对直升机的典型状态点,采用二自由度H∞方法设计局部鲁棒控制器,形成执行子控制组;然后引入基于"驻留时间"的慢切换逻辑完成不同子控制器之间的稳定切换,实现姿态控制目标。仿真结果表明,该方法能够充分发挥TDFH∞方法的优势,并有效地降低其设计保守性,系统的姿态解耦控制特性良好,当存在侧风扰动时具备了较强的性能鲁棒性。 展开更多
关键词 直升机 姿态控制 慢切换 二自由度H∞控制 驻留时间
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输入受限卫星姿态的鲁棒非线性镇定与跟踪控制 被引量:2
8
作者 孙亮 霍伟 《空间控制技术与应用》 2011年第4期24-30,共7页
研究控制输入受限的卫星在存在外部干扰和转动惯量不确定性时的姿态镇定和姿态跟踪控制问题,利用双曲正切函数的性质分别设计了两种有界鲁棒非线性反馈控制律,并用李雅普诺夫方法证明:通过适当选择两种控制律中的参数,可保证闭环系统角... 研究控制输入受限的卫星在存在外部干扰和转动惯量不确定性时的姿态镇定和姿态跟踪控制问题,利用双曲正切函数的性质分别设计了两种有界鲁棒非线性反馈控制律,并用李雅普诺夫方法证明:通过适当选择两种控制律中的参数,可保证闭环系统角速度误差渐近趋于零,且姿态误差收敛到事先给定的原点小邻域内.仿真结果表明利用所设计的控制律可在控制输入受限情况下有效抑制外部干扰和转动惯量不确定性的影响,达到预期控制目标. 展开更多
关键词 卫星姿态镇定 卫星姿态跟踪 控制受限 鲁棒非线性控制 双曲正切函数
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临近空间高超声速飞行器鲁棒自适应控制方法 被引量:4
9
作者 李菁菁 任章 +1 位作者 宋勋 宋剑爽 《上海航天》 2010年第5期1-6,共6页
提出了一种新的将自适应滑模变结构控制与动态逆控制组合的鲁棒自适应的控制方法,用于临近空间高超声速飞行器的再入阶段飞行控制系统设计。用内外环动态逆控制将非线性飞行器对象近似解耦成不确定的3通道一阶线性系统,将所有不确定性... 提出了一种新的将自适应滑模变结构控制与动态逆控制组合的鲁棒自适应的控制方法,用于临近空间高超声速飞行器的再入阶段飞行控制系统设计。用内外环动态逆控制将非线性飞行器对象近似解耦成不确定的3通道一阶线性系统,将所有不确定性转化为匹配的逆误差;由自适应滑模变结构控制给出动态逆的输入信号,消除逆误差的影响,保证对制导指令的鲁棒跟踪。某高超声速飞行器临近空间再入的六自由度仿真结果表明:控制器有较好的鲁棒性和跟踪性能。 展开更多
关键词 高超声速 飞行控制 滑模变结构控制 动态逆方法 鲁棒性
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控制受限的卫星姿态自适应滑模镇定 被引量:1
10
作者 孙亮 《科技创新导报》 2011年第4期31-33,共3页
研究控制输入受限的卫星在转动惯量大小完全未知且存在有界外部干扰时的姿态镇定问题,利用四元数和双曲正切函数的有界性设计了一种不依赖于卫星转动惯量的有界鲁棒自适应滑模控制律,其中自适应律在线调节滑模面参数。用李亚普诺夫方法... 研究控制输入受限的卫星在转动惯量大小完全未知且存在有界外部干扰时的姿态镇定问题,利用四元数和双曲正切函数的有界性设计了一种不依赖于卫星转动惯量的有界鲁棒自适应滑模控制律,其中自适应律在线调节滑模面参数。用李亚普诺夫方法证明了:通过选择控制器参数可保证闭环系统的姿态误差和角速度误差渐近趋于零。仿真结果表明:利用所设计的控制律可在控制输入受限情况下有效抑制外部干扰和转动惯量不确定性的影响,达到预期控制目标。 展开更多
关键词 卫星姿态镇定 控制输入受限 鲁棒自适应控制 双曲正切函数
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直升机旋转逆动力学建模及姿态控制研究(英文)
11
作者 赵佳 申功璋 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期31-37,共7页
为克服直升机单点逆模型的不足,提出了旋转逆动力学建模新方法,实现了大包线下的姿态控制。该方法采用模块化建模思想,首先通过转动方程逆解算,将姿态角速度指令转化为期望的纵、横向挥舞角和尾桨偏航力矩指令等三个关键状态量,然后利... 为克服直升机单点逆模型的不足,提出了旋转逆动力学建模新方法,实现了大包线下的姿态控制。该方法采用模块化建模思想,首先通过转动方程逆解算,将姿态角速度指令转化为期望的纵、横向挥舞角和尾桨偏航力矩指令等三个关键状态量,然后利用主旋翼挥舞动态逆解算和尾桨桨距指令逆解算,由关键状态量解算出期望的纵、横向周期变距角和尾桨桨距角,进而建立了直升机旋转逆动力学模型。在此基础上,完成了姿态控制系统设计。仿真结果表明,该模型能够在大包线范围内较准确地反映直升机的旋转动态逆特性,系统能够很好地实现姿态控制目标,在各类干扰因素存在时体现出了较强的性能鲁棒性。 展开更多
关键词 直升机 逆动力学 建模 大包线 姿态控制
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基于观测器的网络化控制系统的变结构控制
12
作者 赵翔辉 郝飞 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期95-99,109,共6页
给出了传感器和控制器之间存在网络时网络化控制系统的一种变结构控制方法.由于对象状态的不完全可测性,利用观测器的状态来设计控制器.如果实际时延小于最大允许时延,则观测器增益矩阵可以通过求解一个线性矩阵不等式来求取,从而保证... 给出了传感器和控制器之间存在网络时网络化控制系统的一种变结构控制方法.由于对象状态的不完全可测性,利用观测器的状态来设计控制器.如果实际时延小于最大允许时延,则观测器增益矩阵可以通过求解一个线性矩阵不等式来求取,从而保证误差系统是指数渐近稳定的.控制器增益矩阵可以利用极点配置或最优控制的方法来确定,并且能够保证滑动模态是指数渐近稳定的.采用指数趋近律的方法,可以调节相应参数削弱抖振,保证系统具有要求的性能.仿真算例表明了该方法的可行性与有效性. 展开更多
关键词 网络化控制系统 变结构控制 观测器 线性矩阵不等式
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一种微惯性/软件接收机超紧组合方案研究 被引量:3
13
作者 富立 王玲玲 +1 位作者 高鹏 郭志英 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期660-664,共5页
为了改善软件接收机性能,提出一种微惯性/软件接收机非线性超紧组合方案.分析接收机跟踪环路和微惯性测量组件非线性的基础上,提出了非线性跟踪滤波器和非线性组合滤波器的设计方法.基于跑车实验数据完成了该超紧组合系统性能的试验验证... 为了改善软件接收机性能,提出一种微惯性/软件接收机非线性超紧组合方案.分析接收机跟踪环路和微惯性测量组件非线性的基础上,提出了非线性跟踪滤波器和非线性组合滤波器的设计方法.基于跑车实验数据完成了该超紧组合系统性能的试验验证.结果表明,在即时码In-phase/Quadra-phase信号较弱的情况下,该超紧组合跟踪环路仍保持较高的跟踪精度. 展开更多
关键词 超紧组合 软件接收机 微惯性测量组件 非线性滤波
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基于本体的多无人机系统语义互操作方法 被引量:3
14
作者 吴江 陈宗基 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期290-294,300,共6页
引入基于领域本体的语义模型形式化建模方法,提出了多无人机交互描述的语义描述模型方法和交互配置的语义增强方法.设计了无人机本体UAV-O和服务描述本体UAV-OS,在OWL-S(Ontology Web Language for Services)基础上扩展服务动态特性等... 引入基于领域本体的语义模型形式化建模方法,提出了多无人机交互描述的语义描述模型方法和交互配置的语义增强方法.设计了无人机本体UAV-O和服务描述本体UAV-OS,在OWL-S(Ontology Web Language for Services)基础上扩展服务动态特性等的描述,可以为服务质量、服务状态和服务关系提供语义描述;扩展了对多无人机任务和动态配置、组合所需控制结构等的描述.为了实现多无人机应用配置的自动化和动态性,基于本体的语义增强方法可以用于配置管理,在匹配中引入高层次的语义增强匹配,对多无人机交互配置处理进行语义增强.在无人机综合仿真环境中进行了验证,结果表明,提出的基于本体的语义互操作方法能有效地支持多无人机应用交互和集成. 展开更多
关键词 多无人机 互操作 语义 本体
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高斯混合概率假设密度算法对多目标的跟踪研究
15
作者 蒋宏 田雨芬 +1 位作者 丁全心 梁国威 《航空科学技术》 2011年第5期67-70,共4页
为了规避数据关联的困难,本文深入研究了适宜多目标跟踪工程应用,线性高斯多目标模型假设下的高斯混合概率假设密度算法(GM-PHD),详细给出了后验PHD高斯元素的均值、方差和权值的解析递推式,使用了修剪和合并方法控制高斯元素数目的指... 为了规避数据关联的困难,本文深入研究了适宜多目标跟踪工程应用,线性高斯多目标模型假设下的高斯混合概率假设密度算法(GM-PHD),详细给出了后验PHD高斯元素的均值、方差和权值的解析递推式,使用了修剪和合并方法控制高斯元素数目的指数增长。最后,给出了一系列仿真实验,验证了在检测不确定和高杂波环境下,即使对目标数量未知和时变的场景,GM-PHD都能有效地完成跟踪,将其扩展应用于非线性多目标模型,同样得到了令人满意的跟踪效果。 展开更多
关键词 概率假设密度 线性高斯多目标模型 高斯混合概率假设密度 解析解
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角速度估计自适应的IMM三维目标跟踪算法 被引量:2
16
作者 田雨芬 蒋宏 +1 位作者 丁全心 梁国威 《电光与控制》 北大核心 2012年第10期17-19,29,共4页
为了解决三维空间内的机动目标跟踪问题,提出一种基于常速模型和带约束常速率协同转弯模型(CSCT模型)的交互式多模型算法;同时为了解决目标的机动不确定性问题,针对CSCT模型提出一种类似卡尔曼滤波的方法实时精确地估计目标转弯角速度... 为了解决三维空间内的机动目标跟踪问题,提出一种基于常速模型和带约束常速率协同转弯模型(CSCT模型)的交互式多模型算法;同时为了解决目标的机动不确定性问题,针对CSCT模型提出一种类似卡尔曼滤波的方法实时精确地估计目标转弯角速度。综合考虑目标角速度的估计值和估计方差,提高目标跟踪的收敛速度,尽可能地减小滤波角速度与机动目标真实角速度之间的误差,最终明显提高了目标跟踪精度。Monte-Carlo 200次仿真结果表明了该算法在性能上有明显提升,对三维机动目标跟踪效果显著,并证实了该方法的实用性。 展开更多
关键词 机动目标跟踪 3D常速率协同转弯模型 角速度估计 交互式多模型
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分布式传感器网络中重复信息的消除及信息融合 被引量:2
17
作者 冉华明 周锐 +1 位作者 吴江 陈哨东 《电光与控制》 北大核心 2014年第9期34-39,共6页
网络化环境下多路径可能造成融合节点重复利用过去时刻的信息,导致过度数据融合和严重估计偏差,针对该问题,提出一种基于通信连接矩阵的传感器网络分布式信息融合算法,由每个时刻传感器网络的通信拓扑得到该时刻的连接矩阵,对连接矩阵... 网络化环境下多路径可能造成融合节点重复利用过去时刻的信息,导致过度数据融合和严重估计偏差,针对该问题,提出一种基于通信连接矩阵的传感器网络分布式信息融合算法,由每个时刻传感器网络的通信拓扑得到该时刻的连接矩阵,对连接矩阵进行计算可以找到并消除重复的先验信息,从而建立相应的分布式信息融合算法。仿真结果表明:该算法能够消除网络中重复信息对分布式信息融合性能造成的影响。 展开更多
关键词 传感器网络 分布式信息融合 连接矩阵 重复信息
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非线性分布参数系统鲁棒故障检测观测器设计 被引量:2
18
作者 刘平岳 吴淮宁 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期241-246,共6页
针对一类由偏微分方程(PDE)描述的非线性分布参数系统的鲁棒故障检测观测器(FDO)设计问题进行了研究.采用模态分解法将PDE系统变换成一个等价的无穷维常微分方程(ODE)系统,并根据空间微分算子的特征谱,将无穷维ODE系统表达成有限维慢子... 针对一类由偏微分方程(PDE)描述的非线性分布参数系统的鲁棒故障检测观测器(FDO)设计问题进行了研究.采用模态分解法将PDE系统变换成一个等价的无穷维常微分方程(ODE)系统,并根据空间微分算子的特征谱,将无穷维ODE系统表达成有限维慢子系统与无穷维快子系统相耦合的形式.基于慢子系统模型设计有限维FDO,使得无故障残差系统在容许的未知非线性动态和快子系统动态影响下依然渐近稳定,并设计相应的检测门限,以实现故障检测.仿真结果验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 分布参数系统 模态分解法 故障检测 鲁棒性 观测器
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自治飞艇直接自适应模糊路径跟踪控制 被引量:5
19
作者 郑泽伟 霍伟 武哲 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期418-424,共7页
针对具有模型不确定和未知外部干扰的自治飞艇,提出了直接自适应模糊路径跟踪控制方法.该方法由路径跟踪控制和自适应模糊控制两部分组成.首先基于飞艇的平面运动模型设计路径跟踪控制律,包括制导律计算、偏航角跟踪和速度控制3部分;然... 针对具有模型不确定和未知外部干扰的自治飞艇,提出了直接自适应模糊路径跟踪控制方法.该方法由路径跟踪控制和自适应模糊控制两部分组成.首先基于飞艇的平面运动模型设计路径跟踪控制律,包括制导律计算、偏航角跟踪和速度控制3部分;然后构造直接自适应模糊控制器逼近路径跟踪控制律中的不确定项.稳定性分析证明所设计的控制律能使飞艇跟踪给定的期望路径,跟踪误差收敛到原点的小邻域内.仿真结果验证了所提出方法的有效性. 展开更多
关键词 自治飞艇 路径跟踪 自适应模糊 反步法
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平流层飞艇轨迹跟踪控制设计 被引量:2
20
作者 郑泽伟 霍伟 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期1479-1484,1492,共7页
基于轨迹线性化控制(TLC)理论提出了一种全驱动平流层飞艇轨迹跟踪控制设计的新方法.该方法由期望姿态生成、运动学控制和动力学控制3部分组成.首先利用期望轨迹的Frenet标架构造期望的艇体坐标系,导出期望姿态的计算公式;然后将系统运... 基于轨迹线性化控制(TLC)理论提出了一种全驱动平流层飞艇轨迹跟踪控制设计的新方法.该方法由期望姿态生成、运动学控制和动力学控制3部分组成.首先利用期望轨迹的Frenet标架构造期望的艇体坐标系,导出期望姿态的计算公式;然后将系统运动学部分按照移动和转动分解,动力学部分按纵向与横向分解,将整个系统划分为4个回路,并分别用TLC理论进行控制设计,避免了设计时对全系统求逆的困难;最后给出了控制方法的计算步骤和平流层飞艇跟踪典型轨迹的仿真结果,结果验证了所提出方法的可行性. 展开更多
关键词 平流层飞艇 轨迹跟踪 轨迹线性化控制 纵向控制 横向控制
原文传递
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