空间电磁对接鲁棒姿态控制

面向在轨服务的空间电磁对接技术具有广阔应用前景,但其姿态控制设计存在强非线性及耦合性问题需要解决,电磁/地磁力矩干扰姿态系统稳定。针对绝对/相对姿态动力学模型,分别采用反馈线性化以及鲁棒H∞控制综合方法、扩张状态观测器以及鲁棒H∞控制综合方法设计姿态控制系统。理论研究、对比分析两种控制策略特点,并通过仿真验证了所设计控制系统的可行性。理论研究及仿真结果表明:两种控制策略都是可行的,对模型参数变化及外界干扰具有较强鲁棒性;基于相对姿态动力学的综合控制设计方法能有效利用航天器相对姿态测量信息,且无需额外设计状态估计器。     

指挥信息体系作战需求鲁棒论证方法框架北大核心

传统的作战需求论证方法已经无法较好地处理指挥信息体系建设中的不确定性。首先给出作战需求的定义,构建了指挥信息体系作战需求形式化概念模型,并建立了多层次多视点的指挥信息体系作战需求描述框架。在此基础上,分析了指挥信息体系论证中的不确定性,定义了鲁棒性,构建了指挥信息体系作战需求鲁棒论证的过程。最后对涉及的关键问题,包括使命任务鲁棒分析、能力需求鲁棒探索、基于SOA的体系方案设计,以及方案鲁棒优化决策等进行了初步探析。     

基于简并性的数字电路鲁棒性研究

借鉴生物系统中的简并性理论,对数字电路的简并性进行了定义,并利用生物鲁棒度概念和简并性的计算方法,实现了数字电路的简并度度量与鲁棒性计算,通过实验分析了简并度、覆盖率、关键节点与电路鲁棒度的关系.实验结果表明,在数字电路冗余结构中,简并度越高,覆盖率越大,关键节点比例越小,电路的鲁棒度越高.为数字电路可靠性设计提供了一种新的技术途径.     

作战模式及需求不确定条件下备件供应优化

高度不确定性是战时备件保障面临的难题之一,主要体现在作战任务想定的多样性以及备件需求的波动性.针对以上问题,分别将作战模式的不确定性和需求的不确定性转化为离散和连续型不确定参数,采用鲁棒优化方法进行建模.以战时备件供应延迟时间最短为目标,以备件满足率和供应成本为硬约束,构建了战时备件供应的鲁棒优化模型.利用元启发式算法对模型进行求解.算例结果表明,鲁棒优化模型的最优解对应最短的延迟时间,同时可以保证战时备件供应"最差情况下"的可行性,即具有很好的鲁棒性.     

基于LMI的磁轴承-转子系统鲁棒增益调度控制器设计

针对陀螺效应明显的磁轴承-转子系统转速变化引起的模型变化而带来的控制问题,提出基于LMI的鲁棒增益调度方法设计控制器.通过建立系统依转速变化的LPV模型,设计了鲁棒增益调度控制器,使转子在全转速范围内保证了鲁棒稳定性和性能.为降低控制器设计的保守性,可缩小转速区间设计控制器使控制性能得到提高.与基于LTI模型设计的鲁棒...     

深度不确定的战场环境下鲁棒战术决策方法

针对日益复杂的战场环境研究了深度不确定战场环境下的战术决策问题。结合鲁棒决策的特征,提出一套将情景规划与定量方法融合于鲁棒决策分析方法中的决策流程;并结合战争复杂性、不确定性的特性,将深度不确定环境下的鲁棒决策方法应用于战术决策的制定当中,从战场情景规划到基于综合集成方法的鲁棒战术决策模型,给出了具体的生成过程。     

数据同化系统中的集合时间局地化鲁棒滤波方法

针对传统的卡尔曼滤波方法对不确定因素不具备鲁棒性问题,在集合鲁棒滤波的基础上,提出一种从观测角度构建优化数据同化的方法,称之为放大观测协方差矩阵的集合时间局地化鲁棒滤波,并推导了新方法的算法准则和递归公式。利用非线性系统Lorenz-96模型,基于性能水平系数、驱动参数、观测数目和集合数目变化的条件,对新方法和集合卡尔曼滤波方法的鲁棒性和同化精度进行比较。结果表明:集合卡尔曼滤波方法的均方根误差大于时间局地化鲁棒滤波的;在观测数或集合数较少的情况下,集合卡尔曼滤波出现了滤波发散问题,而鲁棒滤波的均方根误差波动较小;相较于传统的集合卡尔曼滤波算法,观测角度构建的时间局地化的H_∞滤波方法对系统参数的变化更具鲁棒性,滤波精度更高。     

线性系统的鲁棒容错控制设计方法

考虑了线性故障系统的鲁棒容错控制问题。利用状态反馈特征结构配置参数化结果，提出了一种鲁棒容错控制设计方法。该方法将故障系统的鲁棒容错控制问题转化为含有约束的最小化问题。数值算例及其仿真结果验证了所设计方法的简单性和有效性。     

非线性系统的鲁棒H∞输出反馈控制

研究了带有时变参数不确定的非线性系统的鲁棒 H∞ 输出反馈控制问题 ,此不确定性包含在所有系统矩阵中并受到某种积分函数限制。建立了非线性鲁棒 H∞ 控制问题与相应一般非线性系统的 H∞ 控制问题之间的等价关系 ,从而通过求解不包含参数不确定的辅助非线性系统的标度 H∞ 控制问题来获得非线性鲁棒 H∞ 控制问题的解。     

鲁棒H∞次优控制问题

证明了鲁棒H∞次优控制问题可以归结为两个代数黎卡提不等式的解.利用不等式形式上的特点,还研究H∞/H2混合次优控制问题,并给出了应用实例以说明本结果的有效性.