线性扩张状态观测器的改进及观测精度分析

为提高线性扩张状态观测器的观测精度,加快其收敛速度,从偏差控制的基本原理出发,提出了一种应用于自抗扰控制系统的改进型线性扩张状态观测器。该改进型线性扩张状态观测器将各状态变量与其观测值之间的偏差作为各状态变量的调节依据。给出了改进后的二阶和三阶线性扩张状态观测器的观测误差系统的稳定性证明,并进行观测精度分析。仿真结果表明,该改进型的二阶和三阶线性扩张状态观测器比传统的同阶次扩张状态观测器的收敛速度更快、观测精度更高。     

扩张状态观测器的观测误差前馈补偿设计

在\"总和\"扰动模型未知的前提下,针对线性扩张状态观测器跟踪时变信号精度不高的问题,设计出一种前馈观测补偿器。在分析线性扩张状态观测器观测原理的基础上,通过对扰动项的线性近似、误差系统动态响应的忽略,在时域内推导出观测静差的量化表达式,进而使用扰动微分项的估计值替代真值对观测作前馈补偿。理论分析了替代的可行性,证明了补偿器减小观测误差幅值、超前校正观测相位滞后的作用。将这一补偿思想推广至非线性扩张状态观测器中。通过仿真对补偿器提高观测精度、加快误差收敛的有效性进行检验,实验结果进一步表明,补偿器的引入能显著提高整个自抗扰控制系统的控制精度,从而证明了这种补偿思路的可行性。     

基于通用扩张状态观测器的鲁棒飞行控制方法

针对参数不确定、外界干扰与测量噪声情况下飞行控制问题,提出一种基于通用扩张状态观测器的鲁棒飞行控制方法。基于状态相关的Riccati方程控制方法对飞行器俯仰通道非线性模型进行扩展线性化;引入基于通用扩张状态观测器的控制方法,设计干扰补偿增益,实现对外界干扰的估计与补偿;通过在线解算状态相关矩阵及代数黎卡提方程,得出状态反馈增益与干扰补偿增益,实现对飞行器期望攻角的跟踪控制。与已有方法对比表明,所提方法不仅对系统模型不确定性与外界干扰具有较强的鲁棒性,而且在较大测量噪声情况下,其依然能够保证良好的跟踪控制效果,具有较强的工程应用价值。     

通用扩张状态观测器鲁棒飞行控制方法

针对存在参数不确定、外界干扰与测量噪声情况下飞行控制问题,提出一种基于通用扩张状态观测器的鲁棒飞行控制方法。首先基于状态相关的Riccati方程（SDRE）控制方法,对飞行器俯仰通道非线性模型进行扩展线性化;而后引入基于通用扩张状态观测器的控制方法,设计干扰补偿增益,实现对外界干扰的估计与补偿;最后通过在线解算状态相关矩阵及代数黎卡提方程,得出状态反馈增益与干扰补偿增益,实现对飞行器期望攻角的跟踪控制。通过与已有方法进行对比,验证了本文所提方法不仅对系统模型不确定性与外界干扰具有较强鲁棒性,而且在较大测量噪声情况下,其依然能够保证良好的跟踪控制效果,具有较强的工程应用价值。     

基于非线性扩张状态观测器的直线电机PD控制

为了解决直线电机伺服系统跟踪速度与峰化现象之间的矛盾,设计一种基于非线性扩张状态观测器的比例微分(Proportion Differentiation,PD)控制器。将直线电机伺服系统中的未建模动态和外界干扰定义为总和扰动并扩充为系统新的状态变量,利用非线性扩张状态观测器(Non Linear Extended State Observer,NLESO)估计不可测量的直线电机动子速度以及总和扰动。利用NLESO和跟踪微分器TD的输出,基于动态补偿线性化思想设计了引入补偿量的PD控制器,并给出了闭环控制系统稳定性证明。在Googol公司的实验平台上,通过与两种基于LESO的PD控制器对比,验证了所设计的基于NLESO的PD控制器的可行性。实验结果表明,基于NLESO的PD控制器可使直线电机伺服系统具有跟踪速度快、跟踪精度高、峰化现象小、鲁棒性强的优点。     

基于无差扰动跟踪状态观测器的自抗扰控制技术研究

针对现有自抗扰控制器使用的扩张状态观测器抑制谐波扰动能力差的缺点,提出一种基于无差扰动跟踪观测器的改进型自抗扰控制方法,该方法消除了传统扩张状态观测器的状态跟踪误差对系统的影响,显著地抑制谐波扰动引起的系统振动,提高了系统控制精度,并证明了提出的方法对系统参数和自抗扰控制参数在大范围内变化保持控制的稳定性。仿真实验表明,提出的观测器具有跟踪精度高、抗扰能力强、频率稳定性好等优点,具有良好的控制性能。     

光电稳定平台抗扰动控制策略

为了提升光电稳定平台对速率扰动和冲击力矩扰动的抑制能力,通过采用双速率闭环控制结构及在速率内环引入扩张状态观测器,对原伺服控制系统进行控制策略改进。仿真和实验比较了伺服控制系统改进前后的控制效果,结果表明伺服控制系统改进后有效提升了平台对速率扰动和冲击力矩扰动的抑制能力,是提高平台抗扰动能力的一种有效方法。     

单点悬浮系统的自抗扰控制算法

针对传统控制算法在解决磁浮列车悬浮系统的参数摄动与外部干扰时的技术局限性,在单点悬浮动力学模型的基础上,提出一种\"自抗扰控制\"算法.该算法能够降低对被控对象内特性数学描述的依赖程度,克服系统非线性、时滞性与随机不确定性对过程跟踪的影响,提高了磁浮列车行驶控制的即时性和抗干扰能力.通过与PID控制的比较,表明\"自抗扰控制...     

基于状态观测器的混沌系统鲁棒同步设计

研究了在有界干扰情况下一类非线性反馈混沌系统的鲁棒同步状态观测器设计问题。基于Sylvester矩阵方程的参数化解,将非线性反馈混沌系统的鲁棒同步状态观测器设计问题转化为带有约束条件的优化问题,通过解决该优化问题得到鲁棒同步状态观测器的增益矩阵,从而达到了干扰信号解耦目的。数值算例及其仿真结果表明:该非线性反馈混沌系统的鲁棒同步状态观测器的设计方法是简单有效的。     

基于强跟踪扩展Kalman滤波的X射线脉冲星导航定轨精度研究

为提高X射线脉冲星导航定轨精度,依据脉冲星导航原理,建立了X射线脉冲星自主导航系统的状态方程和观测方程,提出用强跟踪扩展Kalman滤波（Strong Tracking Extended Kalman Filter,STEKF）替代扩展Kalman滤波,并对3颗脉冲星卫星运行的位置和速度估计进行了仿真实验。仿真结果表明：STEKF具有使滤波器能够自适应地校正估计偏差并迅速跟踪状态变化的能力,有效地提高了卫星运动状态的估计精度和数值稳定性。     

GPS定位中2种自适应滤波的组合算法

分析了卡尔曼滤波发散的原因,并给出了指数加权的衰减自适应记忆滤波和噪声加权自适应滤波2种算法用来抑制发散,相应地分析了衰减因子的选取以及噪声模型的在线估计,最后提出这2种定位方式组合的定位算法。仿真结果表明,衰减自适应记忆滤波和噪声加权自适应滤波明显提高了卡尔曼滤波的定位精度并且抑制了发散,组合算法在提高定位精度、抑制发散的同时,使这2种定位方式的优点形成了互补,增加了算法的稳定性。     

PID在柴油发电机组输出稳定性控制中的应用研究

针对目前移动式柴油发电机组机械式调速器响应速度慢、精度差以及负载变化较大时发电机组输出电压和频率波动较大的问题,研究了PID在柴油发电机组稳定性控制中的应用,进行了电子调速器电路的研究与设计。对75kW柴油发电机组进行了空载、半载及满载实验,实验结果验证了设计电路和控制方法的正确性。该电子调速器采用PID方法对发动机转速进行控制,达到了改善柴油发电机组输出稳定性的目的,并且具有响应速度快和准确度高的特点。     

一种基于极坐标模型的多AUV协同导航与定位算法

为了解决多个自主式水下无人航行器(AUV)在作曲线轨迹的航行时常规协同导航算法精度较低的难题,提出了一种基于极坐标的多AUV协同导航与定位算法.首先,将本算法的模型、可观测性与常规的直角坐标系算法进行了分析与对比.接着,进行了基于实航数据的数值仿真.针对解决各种传感器受异常噪声干扰导致多AUV协同定位误差变大的问题,本...     

基于效果的装备保障指挥决策与体系控制研究

以探索装备保障的信息化决策与控制方法为目的,从基于效果作战的观点出发,利用概念模型,从OODA环的相互作用、混沌现象和自同步及蜂群效应3个方面,研究了网络中心条件下装备保障指挥决策与体系控制的激励与响应模式,并得出了相关结论,以此为基础提出了装备保障指挥决策与体系控制的3项建议.     

防发散无迹卡尔曼滤波自适应网格交互式多模型算法

针对非线性观测条件下的机动目标跟踪问题,基于机动目标的协同转弯模型,采用防发散无迹卡尔曼滤波方法和自适应网格的模型集自适应策略,研究了一种变结构交互式多模型算法。对二维机动目标跟踪的仿真结果表明,该算法与相应的固定结构交互式多模型算法相比,可以解决固定结构多模型算法存在的问题,有效提高多模型算法的精度和费效比,缩短计算时间,且适合工程应用。     

基于改进人工鱼群算法的WNN优化设计

针对人工鱼群算法优化设计小波神经网络(WNN)的缺陷,引入了视野范围与步长的自调整策略,以提高搜索效率和收敛速度。改进后的人工鱼群算法可在WNN的搜索空间中同时确定参数初始值和隐节点数。仿真实例验证了其有效性。     

基于遗传算法的虚拟物流联合库存控制研究

针对随机需求条件下的虚拟物流库存控制问题进行了深入研究,提出了一种新的联合库存控制策略——（T,S,s）策略,建立了相应的库存成本模型,并构造遗传算法对模型进行求解。结果分析表明,所提出的（T,S,S）联合库存控制策略是有效的。     

基于码相关的自适应多波束形成算法

给出了一种基于码相关的GPS接收自适应多波束形成算法.这种算法的优点是在形成波束对准期望信号并消除干扰时,不需要直接给出这些信号的DOA信息.计算机仿真结果给出了对抗干扰的性能.     

卫星活动部件的干扰辨识与抑制

采用干扰辨识的方法实现带活动部件三轴稳定卫星的高精度姿态控制问题.首先以扫描镜为例进行,分析扫描镜运动对卫星产生的等效干扰力矩;然后根据卫星控制系统的稳态输出数据,采用特征系统实现算法对扫描运动产生的干扰频率进行闭环辨识;最后在所辨识干扰频率的基础上,采用偶极子干扰抑制滤波器消除扫描镜运动干扰对卫星姿态的影响.仿真结果表明,所提出的方法能有效地克服活动部件运动产生的未知干扰对卫星姿态稳定度的影响,提高在轨运行卫星的姿态控制精度.