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永磁同步电机的模型预测与反演控制
被引量：
2
1
作者
谭天乐
尹俊雄
《计算机仿真》
北大核心
2021年第4期213-217,共5页
为提高永磁同步电机的控制精度、负载工作能力和响应速度,在d-q坐标系下分析了电机的电气特性与机械特性,建立了连续时间系统的状态空间模型。在离散控制系统中,利用状态转移模型预测电机状态,并根据估计的状态偏差运用广义逆矩阵理论...
为提高永磁同步电机的控制精度、负载工作能力和响应速度,在d-q坐标系下分析了电机的电气特性与机械特性,建立了连续时间系统的状态空间模型。在离散控制系统中,利用状态转移模型预测电机状态,并根据估计的状态偏差运用广义逆矩阵理论反演控制指令。从系统状态可控性的角度,提出了一种基于模型预测与反演,转角转速联合控制的方法。并依据系统对扰动的响应机理,反演控制补偿量。在考虑摩擦力、负载及外部扰动的情况下,与PID控制方法进行了仿真对比,并对比了参数偏差的情况。结果表明所设计的控制器具有较好的响应速度、控制精度和对干扰与电机参数的鲁棒性。
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关键词
永磁同步电机
状态转移
模型预测与反演控制
离散时间
控制
系统
广义逆变换
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职称材料
无刷直流电机的模型预测与反演控制
被引量：
1
2
作者
谭天乐
尹俊雄
+1 位作者
周恒杰
郑翰清
《上海航天（中英文）》
CSCD
2020年第6期125-129,142,共6页
为提高永磁无刷直流电机的控制精度、负载工作能力和响应速度,分析了电机的电气特性与机械特性,建立了连续时间系统下状态空间形式的电机模型,得到了电机转角、转速受控变化的规律;在离散时间控制系统中,采用了状态转移模型预测和估计...
为提高永磁无刷直流电机的控制精度、负载工作能力和响应速度,分析了电机的电气特性与机械特性,建立了连续时间系统下状态空间形式的电机模型,得到了电机转角、转速受控变化的规律;在离散时间控制系统中,采用了状态转移模型预测和估计系统误差,根据电机转动规律反演控制指令,提出了一种基于模型预测与反演,对电机转速、转角进行独立/联合控制的方法;在考虑工程实际应用中电机存在参数、测量等误差的情况下,与PID控制、滑模控制方法进行了负载情况下典型工况的对比仿真。仿真表明:所设计的控制器具有较好的控制精度、响应速度和鲁棒性。
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关键词
无刷直流电机
状态转移
模型预测与反演控制
离散时间
控制
系统
广义逆变换
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职称材料
卫星姿态大角度机动的轨迹规划和模型预测与反演控制
被引量：
13
3
作者
谭天乐
尹俊雄
郑翰清
《飞控与探测》
2019年第1期17-23,共7页
空间科学观测、态势感知、对地遥感、操控服务等应用对卫星提出了高精度、高稳定度、平稳柔顺大角度姿态机动的需求。采用欧拉角形式,对时变、非线性卫星姿态动力学系统进行了分析与建模,将每一个测控周期视为一个姿态机动过程。基于动...
空间科学观测、态势感知、对地遥感、操控服务等应用对卫星提出了高精度、高稳定度、平稳柔顺大角度姿态机动的需求。采用欧拉角形式,对时变、非线性卫星姿态动力学系统进行了分析与建模,将每一个测控周期视为一个姿态机动过程。基于动力学系统受控运动的规律,在每一个姿态跟踪机动过程中,预测姿态偏差,通过卫星姿态演化的反演得到控制指令。以三角函数为基础,设计了一种卫星姿态大角度机动的运动轨迹规划方法。所述的轨迹规划及控制方法具有轨迹跟踪精度高、稳定性好,跟踪和机动过程平稳柔顺的特点。数学仿真验证了该方法的可行性和有效性。
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关键词
轨迹规划
模型预测与反演控制
卫星姿态
大角度机动
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职称材料
时间约束下帆板挠性振动抑制的预测与反演控制
4
作者
谭天乐
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第5期744-751,共8页
针对航天器挠性帆板的振动抑制问题开展研究,基于模态空间中状态方程形式的动力学模型,在离散时间系统中求解太阳帆板振动受控下模态坐标随时间变化的规律;对振动模态坐标的状态转移进行预测,利用模型预测方法外推预测挠性各振动模态坐...
针对航天器挠性帆板的振动抑制问题开展研究,基于模态空间中状态方程形式的动力学模型,在离散时间系统中求解太阳帆板振动受控下模态坐标随时间变化的规律;对振动模态坐标的状态转移进行预测,利用模型预测方法外推预测挠性各振动模态坐标状态的预计偏差;采用广义逆方法,反演得到抑制挠性振动所需的控制序列;通过逐步逼近的方法,设计了在给定的振动抑制时间约束下,太阳帆板挠性振动抑制的模型预测与反演控制律;分析了该方法在应用中的一些特点;仿真结果表明,所提出的方法能够实现指定时间约束下航天器太阳帆板的快速振动抑制。
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关键词
太阳帆板
振动抑制
模型预测与反演控制
挠性
时间约束
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职称材料
预测与反演交会制导的燃料消耗遗传算法寻优
被引量：
1
5
作者
谭天乐
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期1542-1549,共8页
为了在航天器的多脉冲交会制导过程中寻找推力器的最佳工作时间以实现燃料消耗最优,基于模型预测与反演制导控制,提出了燃料消耗的遗传寻优方法。该方法根据轨控速度总量设计遗传个体的适应度函数;以推力器在一个控制周期中是否工作设...
为了在航天器的多脉冲交会制导过程中寻找推力器的最佳工作时间以实现燃料消耗最优,基于模型预测与反演制导控制,提出了燃料消耗的遗传寻优方法。该方法根据轨控速度总量设计遗传个体的适应度函数;以推力器在一个控制周期中是否工作设置基因位的0-1状态,构造二进制编码形式的遗传个体;以等距稀疏控制的启发式方法生成初始种群;采用罚函数实现工程约束;通过选择淘汰、交叉变异等遗传操作的迭代,实现制导时长、控制周期确定情况下,多脉冲空间交会制导的燃料消耗寻优。仿真结果表明,遗传算法寻优得到的推力器工作模式具有较为显著的特征,可以有效减少制导中推力器工作时间,降低制导所需轨控速度总量,从而降低燃料消耗,同时仍然保证制导精度。
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关键词
交会对接
多脉冲制导
模型预测与反演控制
燃料消耗
遗传算法
轨迹优化
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职称材料
神经网络类机理建模下的持续自学习控制
6
作者
谭天乐
张万超
+1 位作者
何永宁
周恒杰
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期885-894,共10页
针对未知、时变复杂动力学系统在基于模型的控制中的动态建模问题,本文采用前向全连接神经网络对动力学系统进行数据驱动下的非机理拟合建模.通过动态线性化和归一化/反归一化数据处理,基于前向传播算法,将神经网络的网络拓扑计算过程...
针对未知、时变复杂动力学系统在基于模型的控制中的动态建模问题,本文采用前向全连接神经网络对动力学系统进行数据驱动下的非机理拟合建模.通过动态线性化和归一化/反归一化数据处理,基于前向传播算法,将神经网络的网络拓扑计算过程转化成动力学系统机理模型的同构等价表达形式.与基于模型的预测与反演控制相结合,提出了神经网络类机理建模下的持续自学习控制方法,探索了神经网络在动力学系统建模与控制中的可解释性问题.以机械臂为控制对象的仿真结果表明,神经网络类机理模型与机理模型在形式上同构,在参数上近似或等价,可用于控制系统控制品质的定性、定量分析.持续自学习控制对非线性未知、时变复杂系统具有较好的动态适应能力.
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关键词
黑箱系统
时变系统
非机理建模
神经网络建模
同构等价表达
模型预测与反演控制
持续自学习
控制
机械臂
控制
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职称材料
航天器交会对接的模型预测与反演制导控制
被引量：
3
7
作者
谭天乐
《控制与决策》
EI
CSCD
北大核心
2019年第4期793-798,共6页
面向空间交会对接和停靠的任务需求,将航天器相对制导控制系统视为离散时间控制系统.利用系统状态转移模型外推预测相对运动状态偏差,在每个控制周期中推力恒定的假设下,根据轨控作用对系统状态的影响规律,采用广义逆方法反演得到交会...
面向空间交会对接和停靠的任务需求,将航天器相对制导控制系统视为离散时间控制系统.利用系统状态转移模型外推预测相对运动状态偏差,在每个控制周期中推力恒定的假设下,根据轨控作用对系统状态的影响规律,采用广义逆方法反演得到交会对接制导控制序列.对时间约束下的基于空间相对运动状态转移预测与反演的相对制导控制律进行设计,讨论该方法在实际应用中的一些特点.预测与反演制导控制中的控制输出直接表示为轨控加速度,更符合工程实际情况.近圆轨道的交会对接仿真结果表明,所提出的方法能够实现精度更高、更为柔顺平滑的交会对接,在轨控速度增量和推力器输出上也具有更好的工程适用性.
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关键词
交会对接
状态转移
模型预测与反演控制
多脉冲制导
离散时间
控制
系统
航天器
原文传递
高超声速飞行器的模型预测与反演姿态控制
被引量：
2
8
作者
谭天乐
张万超
+2 位作者
倪昊
孙晓晖
史树峰
《战术导弹技术》
北大核心
2023年第6期70-76,共7页
针对面对称高超声速飞行器的飞行姿态控制问题,分析了姿态动力学系统的复杂非线性和各通道间的强耦合特性,建立了高超声速飞行器在离散域上的状态空间模型,得到高超声速飞行器受控飞行下的姿态演化规律;在每个控制节拍中,预测、估计飞...
针对面对称高超声速飞行器的飞行姿态控制问题,分析了姿态动力学系统的复杂非线性和各通道间的强耦合特性,建立了高超声速飞行器在离散域上的状态空间模型,得到高超声速飞行器受控飞行下的姿态演化规律;在每个控制节拍中,预测、估计飞行器未来的状态变化及系统误差,根据飞行器姿态受控变化的动力学反演姿态控制指令;针对飞行器模型误差和内、外部扰动所导致的控制偏差设计控制补偿,提出了一种基于模型预测和动力学反演,满足时间约束的高超声速飞行器姿态高精度控制方法。考虑工程实际应用中存在的建模误差,对该方法进行了仿真验证。仿真结果表明该方法具有较好的控制精度和响应速度,对于模型参数的不确定和各种扰动具有良好的鲁棒性。
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关键词
高超声速飞行器
姿态
控制
模型预测与反演控制
离散时间
控制
系统
广义逆变换
原文传递
题名
永磁同步电机的模型预测与反演控制
被引量：
2
1
作者
谭天乐
尹俊雄
机构
上海航天控制技术研究所
上海市空间智能控制技术重点实验室
出处
《计算机仿真》
北大核心
2021年第4期213-217,共5页
基金
上海市自然科学基金(19ZR1423200)。
文摘
为提高永磁同步电机的控制精度、负载工作能力和响应速度,在d-q坐标系下分析了电机的电气特性与机械特性,建立了连续时间系统的状态空间模型。在离散控制系统中,利用状态转移模型预测电机状态,并根据估计的状态偏差运用广义逆矩阵理论反演控制指令。从系统状态可控性的角度,提出了一种基于模型预测与反演,转角转速联合控制的方法。并依据系统对扰动的响应机理,反演控制补偿量。在考虑摩擦力、负载及外部扰动的情况下,与PID控制方法进行了仿真对比,并对比了参数偏差的情况。结果表明所设计的控制器具有较好的响应速度、控制精度和对干扰与电机参数的鲁棒性。
关键词
永磁同步电机
状态转移
模型预测与反演控制
离散时间
控制
系统
广义逆变换
Keywords
Permanent magnet synchronous motor(PMSM)
State transition
Model predictive and inversive control
Discrete-time control system
Generalized inverse transform
分类号
TM351 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
无刷直流电机的模型预测与反演控制
被引量：
1
2
作者
谭天乐
尹俊雄
周恒杰
郑翰清
机构
上海航天控制技术研究所
上海市空间智能控制技术重点实验室
出处
《上海航天（中英文）》
CSCD
2020年第6期125-129,142,共6页
基金
上海市自然科学基金(19ZR1423200)。
文摘
为提高永磁无刷直流电机的控制精度、负载工作能力和响应速度,分析了电机的电气特性与机械特性,建立了连续时间系统下状态空间形式的电机模型,得到了电机转角、转速受控变化的规律;在离散时间控制系统中,采用了状态转移模型预测和估计系统误差,根据电机转动规律反演控制指令,提出了一种基于模型预测与反演,对电机转速、转角进行独立/联合控制的方法;在考虑工程实际应用中电机存在参数、测量等误差的情况下,与PID控制、滑模控制方法进行了负载情况下典型工况的对比仿真。仿真表明:所设计的控制器具有较好的控制精度、响应速度和鲁棒性。
关键词
无刷直流电机
状态转移
模型预测与反演控制
离散时间
控制
系统
广义逆变换
Keywords
brushless DC motor
state transition
model predictive and inversive control
discrete-time control system
generalized inverse transform
分类号
TM351 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
卫星姿态大角度机动的轨迹规划和模型预测与反演控制
被引量：
13
3
作者
谭天乐
尹俊雄
郑翰清
机构
上海航天控制技术研究所
上海市空间智能控制技术重点实验室
出处
《飞控与探测》
2019年第1期17-23,共7页
文摘
空间科学观测、态势感知、对地遥感、操控服务等应用对卫星提出了高精度、高稳定度、平稳柔顺大角度姿态机动的需求。采用欧拉角形式,对时变、非线性卫星姿态动力学系统进行了分析与建模,将每一个测控周期视为一个姿态机动过程。基于动力学系统受控运动的规律,在每一个姿态跟踪机动过程中,预测姿态偏差,通过卫星姿态演化的反演得到控制指令。以三角函数为基础,设计了一种卫星姿态大角度机动的运动轨迹规划方法。所述的轨迹规划及控制方法具有轨迹跟踪精度高、稳定性好,跟踪和机动过程平稳柔顺的特点。数学仿真验证了该方法的可行性和有效性。
关键词
轨迹规划
模型预测与反演控制
卫星姿态
大角度机动
Keywords
trajectory planning
model predictive and inversive control
satellite attitude
large-angle maneuvering
分类号
V448.222 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
时间约束下帆板挠性振动抑制的预测与反演控制
4
作者
谭天乐
机构
上海航天控制技术研究所
上海市空间智能控制技术重点实验室
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第5期744-751,共8页
文摘
针对航天器挠性帆板的振动抑制问题开展研究,基于模态空间中状态方程形式的动力学模型,在离散时间系统中求解太阳帆板振动受控下模态坐标随时间变化的规律;对振动模态坐标的状态转移进行预测,利用模型预测方法外推预测挠性各振动模态坐标状态的预计偏差;采用广义逆方法,反演得到抑制挠性振动所需的控制序列;通过逐步逼近的方法,设计了在给定的振动抑制时间约束下,太阳帆板挠性振动抑制的模型预测与反演控制律;分析了该方法在应用中的一些特点;仿真结果表明,所提出的方法能够实现指定时间约束下航天器太阳帆板的快速振动抑制。
关键词
太阳帆板
振动抑制
模型预测与反演控制
挠性
时间约束
Keywords
solar arrays
vibration suppression
model predictive and inversive control
flexible
timing constraint
分类号
V414.33 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
TB535 [理学—声学]
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职称材料
题名
预测与反演交会制导的燃料消耗遗传算法寻优
被引量：
1
5
作者
谭天乐
机构
上海航天控制技术研究所
上海市空间智能控制技术重点实验室
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期1542-1549,共8页
基金
上海市自然科学基金(19ZR1423200)。
文摘
为了在航天器的多脉冲交会制导过程中寻找推力器的最佳工作时间以实现燃料消耗最优,基于模型预测与反演制导控制,提出了燃料消耗的遗传寻优方法。该方法根据轨控速度总量设计遗传个体的适应度函数;以推力器在一个控制周期中是否工作设置基因位的0-1状态,构造二进制编码形式的遗传个体;以等距稀疏控制的启发式方法生成初始种群;采用罚函数实现工程约束;通过选择淘汰、交叉变异等遗传操作的迭代,实现制导时长、控制周期确定情况下,多脉冲空间交会制导的燃料消耗寻优。仿真结果表明,遗传算法寻优得到的推力器工作模式具有较为显著的特征,可以有效减少制导中推力器工作时间,降低制导所需轨控速度总量,从而降低燃料消耗,同时仍然保证制导精度。
关键词
交会对接
多脉冲制导
模型预测与反演控制
燃料消耗
遗传算法
轨迹优化
Keywords
Rendezvous and docking
Multi-pulse guidance
Model predictive and inversive control(MPIC)
Propellant consumption
Genetic algorithm
Trajectory optimization
分类号
V448.234 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
神经网络类机理建模下的持续自学习控制
6
作者
谭天乐
张万超
何永宁
周恒杰
机构
上海航天控制技术研究所
上海市空间智能控制技术重点实验室
出处
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期885-894,共10页
文摘
针对未知、时变复杂动力学系统在基于模型的控制中的动态建模问题,本文采用前向全连接神经网络对动力学系统进行数据驱动下的非机理拟合建模.通过动态线性化和归一化/反归一化数据处理,基于前向传播算法,将神经网络的网络拓扑计算过程转化成动力学系统机理模型的同构等价表达形式.与基于模型的预测与反演控制相结合,提出了神经网络类机理建模下的持续自学习控制方法,探索了神经网络在动力学系统建模与控制中的可解释性问题.以机械臂为控制对象的仿真结果表明,神经网络类机理模型与机理模型在形式上同构,在参数上近似或等价,可用于控制系统控制品质的定性、定量分析.持续自学习控制对非线性未知、时变复杂系统具有较好的动态适应能力.
关键词
黑箱系统
时变系统
非机理建模
神经网络建模
同构等价表达
模型预测与反演控制
持续自学习
控制
机械臂
控制
Keywords
black box system
time varying system
non mechanism modeling
neural network modeling
isomorphic equivalent expression
model prediction and inversion control
continuous self-learning control
manipulator control
分类号
TP183 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
TP13 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
航天器交会对接的模型预测与反演制导控制
被引量：
3
7
作者
谭天乐
机构
上海航天控制技术研究所
上海市空间智能控制技术重点实验室
出处
《控制与决策》
EI
CSCD
北大核心
2019年第4期793-798,共6页
文摘
面向空间交会对接和停靠的任务需求,将航天器相对制导控制系统视为离散时间控制系统.利用系统状态转移模型外推预测相对运动状态偏差,在每个控制周期中推力恒定的假设下,根据轨控作用对系统状态的影响规律,采用广义逆方法反演得到交会对接制导控制序列.对时间约束下的基于空间相对运动状态转移预测与反演的相对制导控制律进行设计,讨论该方法在实际应用中的一些特点.预测与反演制导控制中的控制输出直接表示为轨控加速度,更符合工程实际情况.近圆轨道的交会对接仿真结果表明,所提出的方法能够实现精度更高、更为柔顺平滑的交会对接,在轨控速度增量和推力器输出上也具有更好的工程适用性.
关键词
交会对接
状态转移
模型预测与反演控制
多脉冲制导
离散时间
控制
系统
航天器
Keywords
rendezvous and docking
state transition
model predictive and inversive control
multiple impulses guidance
discrete-time control system
spacecraft
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
原文传递
题名
高超声速飞行器的模型预测与反演姿态控制
被引量：
2
8
作者
谭天乐
张万超
倪昊
孙晓晖
史树峰
机构
上海航天控制技术研究所
上海市空间智能控制技术重点实验室
出处
《战术导弹技术》
北大核心
2023年第6期70-76,共7页
文摘
针对面对称高超声速飞行器的飞行姿态控制问题,分析了姿态动力学系统的复杂非线性和各通道间的强耦合特性,建立了高超声速飞行器在离散域上的状态空间模型,得到高超声速飞行器受控飞行下的姿态演化规律;在每个控制节拍中,预测、估计飞行器未来的状态变化及系统误差,根据飞行器姿态受控变化的动力学反演姿态控制指令;针对飞行器模型误差和内、外部扰动所导致的控制偏差设计控制补偿,提出了一种基于模型预测和动力学反演,满足时间约束的高超声速飞行器姿态高精度控制方法。考虑工程实际应用中存在的建模误差,对该方法进行了仿真验证。仿真结果表明该方法具有较好的控制精度和响应速度,对于模型参数的不确定和各种扰动具有良好的鲁棒性。
关键词
高超声速飞行器
姿态
控制
模型预测与反演控制
离散时间
控制
系统
广义逆变换
Keywords
hypersonic vehicle
attitude control
model prediction and inversion control
discrete time control system
generalized inverse transform
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
永磁同步电机的模型预测与反演控制
谭天乐
尹俊雄
《计算机仿真》
北大核心
2021
2
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职称材料
2
无刷直流电机的模型预测与反演控制
谭天乐
尹俊雄
周恒杰
郑翰清
《上海航天（中英文）》
CSCD
2020
1
下载PDF
职称材料
3
卫星姿态大角度机动的轨迹规划和模型预测与反演控制
谭天乐
尹俊雄
郑翰清
《飞控与探测》
2019
13
下载PDF
职称材料
4
时间约束下帆板挠性振动抑制的预测与反演控制
谭天乐
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2018
0
下载PDF
职称材料
5
预测与反演交会制导的燃料消耗遗传算法寻优
谭天乐
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
1
下载PDF
职称材料
6
神经网络类机理建模下的持续自学习控制
谭天乐
张万超
何永宁
周恒杰
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
7
航天器交会对接的模型预测与反演制导控制
谭天乐
《控制与决策》
EI
CSCD
北大核心
2019
3
原文传递
8
高超声速飞行器的模型预测与反演姿态控制
谭天乐
张万超
倪昊
孙晓晖
史树峰
《战术导弹技术》
北大核心
2023
2
原文传递
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