国家自然科学基金(60674102)
- 作品数：25 被引量：191H指数：8
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- 相关机构：哈尔滨工业大学北京航天自动控制研究所哈尔滨师范大学更多>>
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- μ综合中的D-K迭代算法被引量：10
- 2010年
- 针对μ综合的D-K迭代过程中出现不同的γ值和μ值的问题,分析指出在控制器K的优化求解中Hamilton阵H∞或J∞的一些特征值在γ迭代的进程中可能会相当接近,即出现病态特征值。此时γ迭代就会停在一个较高的γ数值上。实际上,当将控制器闭环后,系统的H∞范数会比这个γ值要低很多。在求解标定阵D(ω)的过程中也会有类似的问题,逐点最小化所得的μ值和用拟合的D(ω)来求得的μ值可能是不一致的,甚至不收敛。给出了正确进行D-K迭代的方法,所附的算例中也给出了各种中间结果来帮助说明D-K迭代中的问题。为了能方便地使用Matlabμ工具箱中的D-K迭代命令,还给出了带有参数不确定性系统的状态空间表达方式。
- 何朕姜晓明孟范伟周荻
- 关键词：结构奇异值Μ综合H∞优化
- 基于剪式陀螺系统的空间飞行器非线性姿态控制被引量：5
- 2010年
- 为避免控制力矩陀螺系统奇异,采用三对剪式陀螺垂直安装构形构成一个控制力矩陀螺系统作为空间飞行器姿态控制的执行机构。基于Newton-Euler法推导出剪式陀螺系统操纵空间飞行器姿态运动的精确数学模型,并在此基础上设计空间飞行器大角度姿态机动的非线性控制律,在设计的同时证明系统的稳定性。对剪式陀螺系统进行奇异性分析,分析表明该系统无内部奇异。提出一种剪式陀螺系统在陀螺同步条件下的伪逆操纵律。为提高同步性能和抗扰动能力,基于Lyapunov稳定性理论设计剪式陀螺系统的自适应非线性反馈控制器。仿真验证所设计的控制律和操纵律的有效性以及该陀螺系统驱动空间飞行器进行大角度姿态机动的能力。
- 范继祥周荻
- 关键词：空间飞行器控制力矩陀螺非线性控制
- 磁悬浮系统的H_∞状态反馈设计被引量：4
- 2009年
- 理论上H∞状态反馈设计只要求解一个Riccati方程,但常会得出一种无意义的结果。提出H∞状态反馈设计还应该加一个鲁棒性约束,即灵敏度函数的峰值。增加了鲁棒约束下的设计是最佳的设计,才能得到最佳的扰动抑制性能。还指出H∞状态反馈设计中的性能指标γ和权系数都是有量纲的,并详细说明了性能指标和权系数的确定方法。以磁悬浮系统为例,对H∞状态反馈设计中的权系数进行了详细的讨论。所提出的设计思想对一般的状态反馈设计也是有益的。
- 孟范伟何朕王毅周荻
- 关键词：H∞状态反馈鲁棒性灵敏度磁悬浮系统
- 追踪椭圆轨道目标Hill制导及其误差分析被引量：6
- 2009年
- 针对椭圆轨道目标的飞行器近距离交会问题,研究了追踪任意椭圆轨道目标的Hill制导方法。从状态转移矩阵出发推导出追踪椭圆轨道目标的Hill制导表达式,然后推导出连续常值推力作用下系统状态的解析表达式,在此基础上分析了Hill制导过程中线性化误差和J2摄动误差,通过误差项进行补偿,并给出了Hill制导改进算法。仿真分析表明椭圆轨道Hill制导是可行的,且其改进算法能进一步提高制导精度。
- 张刚周荻
- 关键词：J2摄动
- 考虑导弹自动驾驶仪动特性的三维非线性导引律被引量：20
- 2009年
- 基于三维球坐标系下目标-导弹相对运动方程,考虑导弹自动驾驶仪动态特性,应用递推Lyapunov方法设计了一种三维非线性导引律。在设计的过程中,不需要消去三维制导动力学方程中的非线性耦合项,使得导引规律的最终表达形式得以极大简化。该导引律有效地克服了导弹控制系统的动态延迟对制导精度的影响。仿真结果表明,在目标做大机动逃逸,导弹自动驾驶仪存在较大滞后情况下,这种导引律仍具有很高的制导精度。
- 孙胜周荻
- 关键词：导引律自动驾驶仪
- 基于双框架控制力矩陀螺的空间飞行器非线性姿态控制被引量：2
- 2009年
- 推导出了双框架控制力矩陀螺系统操纵空间飞行器姿态机动的精确数学模型,并在此基础上基于Lyapunov第二法设计了空间飞行器大角度姿态机动非线性控制律,在设计的同时证明了系统的稳定性。设计了双框架陀螺系统奇异鲁棒+零运动操纵律。给出了双框架控制力矩陀螺系统奇异性定理,对三个双框架陀螺垂直安装及四个双框架陀螺平行安装两种构形方式进行了奇异性分析。分析和仿真验证了三个双框架陀螺垂直安装构形下系统跟踪常值力矩指令和大角度姿态机动的能力。
- 周荻周净扬
- 关键词：空间飞行器双框架控制力矩陀螺非线性控制操纵律
- 并行双倒立摆系统的鲁棒同步控制被引量：2
- 2010年
- 基于非线性系统反馈线性化方法,得到了倒立摆系统的局部反馈线性化模型,并构造非奇异坐标变换使系统满足特定的形式,采用Backstepping方法设计了倒立摆系统的鲁棒稳定控制器。进而根据所定义的系统同步误差设计了并行双倒立摆系统的鲁棒同步控制器。采用该同步控制器,在实际的实验装置上进行了实时控制实验。实验结果表明,所设计的同步控制器实现了倒立摆装置的稳定平衡以及小车的定点控制和正弦指令信号的精确跟踪,并且令两个装置间达到了同步运动。
- 周荻朱东方
- 关键词：倒立摆同步控制反步法鲁棒性
- 基于EKF的SLAM算法的一致性分析被引量：14
- 2008年
- 基于EKF的SLAM算法在应用中已取得了很大的成功,但其估计算法的一致性问题却没有得到很好的解决。为了分析导致SLAM算法不一致的原因,结合自主移动机器人的仿真模型及一致性估计的一般判据,对该算法一致性成立的条件,及导致不一致的原因进行了全面的理论分析和仿真研究。理论分析指出导致EKF-SLAM算法不一致的原因在于EKF非线性算法引起的误差积累。仿真研究表明出现不一致的本质原因在于移动机器人姿态角的误差和不确定性。当姿态角的误差超过一定限度,就会导致EKF-SLAM算法不一致。研究结果表明,提高EKF-SLAM算法一致性的关键在于降低对姿态角估计的不确定性。
- 李久胜李永强周荻
- 关键词：自主移动机器人同步定位与地图创建扩展卡尔曼滤波一致性
- 交会椭圆轨道目标Hill制导误差分析被引量：5
- 2010年
- 在交会椭圆轨道目标阶段,Hill制导受各种误差因素的影响。介绍了椭圆轨道目标Hill制导的误差因素,并着重研究了导航误差和控制误差对终端位置的影响,给出了误差的基本表达式。与交会圆轨道目标情况进行比较,分析了初始真近点角对导航误差引起的终端位置偏差的影响。在此基础上给出了一种修正算法,理论上证明了修正算法能显著提高终端位置的精度。通过Monte-Carlo方法的仿真结果表明,合理改变初始真近点角能减小导航误差引起的终端位置偏差,并且修正算法能更有效提高制导精度。
- 张刚周荻
- 关键词：交会误差分析
- 一类欠驱动Euler-Lagrangian系统的同步控制被引量：1
- 2009年
- 基于非线性系统反馈线性化方法得到了欠驱动Euler-Lagrangian系统的局部反馈线性化模型,并进一步应用小偏差线性化方法得到了此类系统的线性化模型。针对N个线性化后完全能控的欠驱动Euler-Lagrangian系统,提出了一种同步误差的构造方法,保证了包含N个系统原状态变量和各个系统同步误差信号的增广系统仍然完全能控,进而提出了一种最优同步控制器设计方法。对由两部一级直线倒立摆装置组成的欠驱动Euler-Lagrangian同步运动系统,采用上述方法设计了其最优同步控制器,并在实际的实验设备上进行了实时控制实验。实验结果表明,所提出的最优同步控制器实现了倒立摆装置的稳定平衡和小车位置的精确跟踪,并且令两个装置间达成了同步运动。与主从式同步控制方法相比,此最优同步控制器具有更好的同步效果。
- 朱东方周荻
- 关键词：同步控制最优控制
