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题名欠驱动飞行器横侧向通道的自耦PD控制方法
- 1
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作者
喻乐言
曾喆昭
唐钰淇
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机构
长沙理工大学
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出处
《空间控制技术与应用》
CSCD
北大核心
2024年第3期60-67,共8页
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基金
湖南省教育厅重点资助项目(21A0183)。
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文摘
针对欠驱动高超声速飞行器横侧向通道的姿态控制问题,提出一种基于自耦PD(proportional-differential)控制理论的控制方法.该方法将欠驱动飞行器横侧向姿态模型转换为由速度倾斜角与侧滑角两个通道组成的二阶动态模型,并在速度倾斜角通道中引入一个侧滑角虚拟指令,再对速度倾斜角与侧滑角两个通道的内部动态与外部扰动分别定义两个总扰动,从而将非线性欠驱动扰动系统等价映射为虚拟全驱动线性扰动系统.使用最小速度因子及其自适应速度因子来设计外环速度倾斜角的自耦PD控制器,以便获得侧滑角虚拟指令,并根据该虚拟指令来设计内环侧滑角的自耦PD控制器,从而获得副翼偏角的控制力.分析了自耦PD控制系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性.仿真结果表明,本文设计的自耦PD控制器不仅具有良好的抗扰动鲁棒性,而且具有良好的动态品质和稳态性能.
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关键词
欠驱动飞行器
横侧向姿态模型
自耦pd控制
自适应速度因子
抗扰动鲁棒性
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Keywords
underactuated vehicle
lateral attitude model
auto-coupling pd control
adaptive speed factor
robust-ness against disturbance
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分类号
V448.22
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TP273
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名七阶混沌振荡电力系统的自耦PD控制
被引量：1
- 2
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作者
曾鹏
曾喆昭
熊屹林
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机构
长沙理工大学电气与信息工程学院
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出处
《电力系统保护与控制》
EI
CSCD
北大核心
2023年第9期13-20,共8页
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基金
国家自然科学基金项目资助(61040049)
湖南省教育厅重点项目资助(21A0183)。
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文摘
为了抑制七阶电力系统中的混沌振荡,根据自耦PID控制理论提出了一种简单的混沌控制方法。该方法首先将七阶混沌系统控制问题分解为三个严格反馈子系统的控制问题,然后将每个子系统已知和未知动态分别定义为一个总扰动,进而将三个子系统等价映射为一个三阶线性扰动系统和两个二阶线性扰动系统。据此分别构建了在总扰动反相激励下的三个受控误差系统。根据自耦PID控制理论,分别设计了一个扩展自耦PD控制器和两个自耦PD控制器。最后分析了每个子系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性。仿真结果验证了所提控制方法的有效性,每个状态变量均能由混沌振荡状态恢复到稳定运行状态,且控制信号光滑。因此该方法在电力混沌振荡控制系统领域具有良好的实际应用前景。
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关键词
七阶电力系统
混沌振荡
自耦pd控制
扩展自耦pd控制
自适应速度因子
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Keywords
seven-dimensional power system
chaotic oscillation
ACpd control
EACpd control
adaptive speed factor
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分类号
TM712
[电气工程—电力系统及自动化]
TP273
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名挠性航天器的自耦PD姿态控制方法
被引量：1
- 3
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作者
黄利容
曾喆昭
曾鹏
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机构
长沙理工大学
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出处
《空间控制技术与应用》
CSCD
北大核心
2024年第1期75-83,共9页
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基金
湖南省教育厅重点项目(21A0183)
长沙理工大学研究生科研创新项目(CXCLY2022085)
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文摘
针对存在模型参数不确定以及受到外部干扰的挠性航天器的高精度姿态控制和主动振动抑制问题,根据自耦PID(auto-coupling proportional integral derivative,ACPID)控制理论提出了一种简单的自耦PD(auto-coupling proportional derivative,ACPD)控制方法.将挠性航天器姿态运动的已知和未知内部动态以及外部干扰定义为一个总扰动,进而将其等价映射为一个二阶线性扰动系统.据此构建了在复合总扰动反相激励下的受控误差系统,根据ACPID控制理论分别设计了ACPD姿态控制器和ACPD主动振动控制器,并分析了每个系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性.仿真试验结果表明,ACPD姿态控制器对姿态角指令有较好的跟踪性能,ACPD主动振动控制器也能有效地抑制挠性附件的振动.
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关键词
挠性航天器
姿态控制
主动振动控制
自耦pd控制
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Keywords
flexible spacecraft
attitude control
active vibration control
ACpd control
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分类号
V448.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名双摆起重机的过阻尼自耦PD消摆控制方法
- 4
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作者
唐钰淇
曾喆昭
张昌琪
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机构
长沙理工大学电气与信息工程学院
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出处
《兵器装备工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期302-308,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(61040049)
湖南省教育厅重点项目(21A0183)。
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文摘
针对欠驱动双摆起重机系统的负载摆角在实际工作中难以有效测量和消摆时间长的问题,提出了一种无需负载摆角反馈的过阻尼自耦PD方法。该方法首先通过坐标变换来解决控制输出的耦合,然后引入虚拟控制量将双摆起重机系统分解为外环位移控制与内环吊钩摆角控制,同时将负载摆动的影响以及外部扰动定义为总扰动,进而将其等价映射为一个线性扰动系统。为了进一步提高控制系统的鲁棒性,在自耦PID控制理论的基础上提出自耦PD临界阻尼控制系统的思想,据此分别设计了外环与内环的过阻尼自耦PD控制器。且理论上分析了控制系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性。最后通过仿真实验证明了本文控制方法可以实现双摆起重机的消摆控制。过阻尼自耦PD方法不仅具有较快的响应速度,而且不依赖模型参数以及对外部扰动具有良好的鲁棒性,能有效的解决双摆起重机系统的现有问题。
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关键词
双摆起重机
欠驱动系统
消摆
过阻尼自耦pd控制
自适应速度因子
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Keywords
double pendulum crane
underactuated system
swing suppression
over-damped ACpd control
adaptive speed factor
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分类号
TP273
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名基于自耦PD的四旋翼无人机轨迹跟踪控制
- 5
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作者
梁洪基
李俊丽
张元耀
陈河江
王安琪
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机构
昆明理工大学信息工程与自动化学院
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出处
《陕西理工大学学报（自然科学版）》
2024年第1期47-55,79,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(61163051)
云南省重点研发计划项目(202002AC080001)。
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文摘
针对输入受限的四旋翼无人机,为了使其能够快速稳定地跟踪期望轨迹,使用了一种基于自耦PD(SCPD)的轨迹跟踪控制方法。该方法将四旋翼无人机系统不确定性和内外扰动等复杂因素定义为总和扰动,进而将非线性不确定系统映射为未知线性系统。根据自耦PID控制理论,为四旋翼无人机位置环和姿态环各控制通道设计了独立的SCPD控制器,并设计了一种基于误差的速度因子模型。以定点悬停、轨迹跟踪等方式,与基于传统PID和滑模控制的飞行控制系统进行了动态响应性能测试和抗干扰性能对比。仿真结果表明:基于SCPD控制的四旋翼飞行控制系统具有较优的动态响应性能和较强的抗干扰能力,验证了SCPD控制旋翼无人机轨迹跟踪的有效性。
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关键词
旋翼无人机
自耦pd控制
定点悬停
轨迹跟踪
抗干扰能力
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Keywords
quadcopter UAV
self-coupling pd control
fixed-point hovering
trajectory tracking
anti-interference ability
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分类号
TP273
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名具有执行器故障的四旋翼无人机姿态容错控制
- 6
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作者
陈河江
李俊丽
王安琪
张元耀
梁洪基
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机构
昆明理工大学信息工程与自动化学院
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出处
《飞行力学》
CSCD
北大核心
2024年第3期52-59,共8页
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基金
国家自然科学基金资助(61163051)
云南省重点研发计划资助(202002AC080001)。
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文摘
针对受多源干扰影响且具有执行器故障的四旋翼姿态系统,研究了在姿态误差变化率未知情况下指令跟踪控制问题,结合高阶滑模观测器提出了一种基于预设性能的滑模自适应自耦PD容错控制策略。首先,构建带有外部干扰和执行器故障的四旋翼姿态动力学模型,并引入虚拟控制量进行姿态跟踪误差系统的三通道解耦;其次,使用高阶滑模观测器对各通道的跟踪误差变化率和集总扰动进行有限时间估计,并引入预设性能函数,使姿态角跟踪误差限定在预设边界内;最后,基于四旋翼无人机姿态系统模型设计了一种自耦PD容错控制律,并使用积分滑模面优化传统自耦PD速度因子,实现速度因子在线自适应,并采用Lyapunov分析方法证明了控制器的稳定性。仿真结果表明,所提控制方法具有良好的容错性能和抗干扰性能。
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关键词
四旋翼无人机
执行器故障
滑模观测器
预设性能
自耦pd控制
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Keywords
quadrotor UAV
actuator failure
sliding mode observer
prescribed performance
self-coupling pd control
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分类号
V279
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
V249.1
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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