一、非匹配不确定系统的显式反步变结构控制（论文文献综述）
吉鑫浩[1]（2021）在《全液压驱动球型手腕系统特性及姿态控制方法研究》文中认为本文以全液压驱动球型手腕为研究对象,以全液压驱动球型手腕的高性能姿态控制为目标,深入系统的研究了三自由度全液压驱动球型手腕的系统特性及高性能姿态控制策略。首先,详细分析了所研究全液压驱动球型手腕的机构组成与工作原理,并将液压驱动方案与电机驱动方案进行了对比分析。理论分析了球型手腕采用液压驱动方案的可行性,并在SOLIDWORK中建立了全液压驱动球型手腕的三维机构模型。其次,在综合考虑电液驱动系统特性以及手腕机械结构动力学特性的基础上,建立了全液压驱动球型手腕各关节独立运动的非线性综合动力学模型,实现了对全液压驱动手腕各关节整体动力学行为的综合描述,同时建立了各关节同时动作手腕输出端姿态轨迹跟踪系统模型,并对所建立的综合动力学模型中产生强非线性、强的非匹配不确定扰动以及强耦合性的原因进行了理论分析。基于所建立综合动力学模型研究了电液驱动系统动态以及手腕机械结构动态对手腕各关节动力学性能的影响。然后,针对全液压驱动球型手腕系统中存在的强非线性、强的非匹配不确定扰动以及强耦合等问题,提出一种滑模反步递推控制方法,将滑模控制理论与反步递推控制器设计方法相结合,充分发挥滑模控制与反步递推控制方法的优势,可在未知非匹配扰动的精确模型的情况下对其进行有效抑制。在滑模反步递推控制算法设计过程中,提出了一种新的光滑连续的滑模控制律,既解决了滑模理论与反步控制方法之间的设计冲突,同时改善了滑模控制中存在的输出抖振现象。通过李雅普诺夫理论对所提滑模反步控制算法的稳定性及跟踪误差的收敛性进行了理论定量分析。最后,在手腕各关节单独动作与同时动作时分别设计了用于手腕姿态控制的滑模反步控制器。在由Recur Dyn、Ame Sim以及Matlab/Simulik组成的联合仿真平台上建立了全液压驱动球型手腕的虚拟样机,并对比研究了滑模反步控制器和PID控制器对虚拟样机的控制表现。研究结果表明:滑模反步控制器能够有效的抑制系统中的不确定性,实现手腕输出端对参考姿态轨迹的高性能跟踪表现,与PID控制器相比,其跟踪效果明显优于PID控制器,并且具有更强的鲁棒性。
朱汉[2]（2020）在《无人直升机吊挂飞行抗扰控制律设计》文中研究表明无人直升机操控灵活,可实现悬停和小速度等特殊飞行方式,因而无人直升机吊挂运输在军事和民用领域应用广泛。为了实现无人直升机吊挂飞行在外界扰动作用下的振荡抑制,需要探索外界干扰对无人直升机吊挂飞行的扰动机理与耦合机制,在此基础上提出无人直升机吊挂飞行抗扰控制方法。本文主要内容如下:首先,根据无人直升机的构型特点选择合适的吊挂运输方式。依据无人直升机吊挂飞行时的气动力学特性,运用机理建模方法,建立了无人直升机/吊挂物耦合动力学模型,进行无人直升机有/无吊挂物的对比配平分析,分析了外吊挂对无人直升机的影响。其次,建立了各类常见风场的工程化模型,分析了常值风和动态风对无人直升机吊挂飞行的影响。存在风场干扰情况下,针对无人直升机的各个通道设计了相应的PID控制律,并对设计的飞行控制方法进行仿真验证。再次,考虑存在建模误差和外界扰动等因素对无人直升机吊挂飞行的影响,设计了无人直升机姿态的滑模反步控制器和位置的反步控制器,使用Lyapunov稳定性定理证明了控制系统的稳定性。仿真实验表明,闭环控制系统的姿态和位置具有良好的指令跟踪性能,对外界干扰具有良好的抑制性能。最后,为了进一步提高控制系统的扰动抑制能力,将非线性干扰观测器与滑模反步控制器相结合设计姿态控制器,干扰观测器对外界干扰进行估计,并在姿态控制律的设计中引入干扰估计值。将非线性干扰观测器与反步控制器相结合设计位置控制器,使用Lyapunov稳定性定理证明控制系统的稳定性。仿真实验表明,非线性干扰观测器能很好的观测出外界干扰,闭环控制系统对外界干扰具有很好的抑制性能。
宋红姣[3]（2020）在《基于反步法的永磁直线同步电机位移跟踪控制研究》文中研究说明传统的旋转电机通过齿轮、皮带和滚珠丝杠等装置间接获得直线运动,然而该驱动方式涉及的中间部件较多,使得系统存在着弹性变形、机械损耗、摩擦等问题,同时这种技术已经无法满足人们对加工精度的要求。而永磁直线同步电机（PMLSM）具有结构简单、响应快速、定位精密等特点,已在微电子生产、工业机器人、航空航天等领域广泛应用。但PMLSM易受到参数摄动、负载扰动等不确定因素的影响,进而影响系统的稳定运行及跟踪控制精度。为了削弱PMLSM中不确定因素对系统性能的影响,提高系统的跟踪控制精度,增强系统的鲁棒稳定性,本文主要进行了以下几个方面的研究:首先,针对PMLSM系统速度环受到参数摄动和负载扰动影响的问题,提出了一种基于非线性干扰观测器的反步滑模控制方法。该方法通过构造非线性干扰观测器对系统的不确定项进行观测估计,并将输出的观测值引入到而后设计的反步滑模控制器中进行补偿。仿真结果表明:所提控制方法有效提高了系统的动静态性能和鲁棒稳定性。其次,针对PMLSM系统速度环和电流环同时受到参数摄动、负载扰动和未建模动态影响的问题,提出了一种基于极限学习机（ELM）神经网络的动态面反步滑模控制方法。该方法通过构造非线性干扰观测器（NDO）和ELM神经网络分别对系统的非匹配不确定项和匹配不确定项进行观测估计,并将输出的观测值引入到而后设计的动态面反步滑模位移跟踪控制器中进行补偿;采用人工鱼群-蛙跳混合算法对所设计控制器的主要参数进行优化,有效提高了系统的位移跟踪精度和响应速度。最后,为了实现PMLSM位移跟踪误差在固定时间内收敛,提出了一种基于固定时间干扰观测器的动态面反步控制方法。该方法通过构造固定时间收敛观测器对系统的非匹配不确定项和匹配不确定项进行观测估计;将动态面与反步控制相结合完成PMLSM位移跟踪控制器的设计,有效避免了常规反步控制中存在的“微分爆炸”问题,简化了系统控制器的设计过程,并使系统状态能够在固定时间内收敛。
文成馀[4]（2020）在《高超声速飞行器爬升段不确定性控制研究》文中认为高超声速飞行器突防、侦察能力强,反应时间短,飞行速度快,在军事和民用邻域有着重要的应用前景。但是其具有的严重非线性,强耦合性以及严重不确定性等特性,给飞控系统的设计增加了难度,特别是在爬升段,飞行器要进行大包络飞行,不确定性因素更多。因此,本文对高超声速飞行器非线性建模、飞控系统设计以及爬升模态切换等问题进行研究,主要研究内容如下:首先,参考国内外公开的高超声速飞行器模型数据以及研究资料,分别建立了有风和无风条件下的高超声速飞行器非线性模型;根据不同飞行任务需求建立了不同飞行阶段的发动机推力模型;此外还建立了大气环境模型,气动力以及力矩模型。分析了飞行器存在的不确定性来源,并进行了不确定性分类,为高超声速飞行器的不确定性控制研究奠定了基础。其次,针对高超声速飞行器爬升段匹配不确定性控制问题,提出了一种快速平滑自适应二阶滑模控制方法。该方法在传统超螺旋算法中加入线性项以提高收敛速度;将积分项中不连续的符号函数连续化,保证控制输入的平滑性,更大程度削弱抖振;设计了一种使得参数可增大可减小的自适应律,既保证参数不过大估计,又可放宽初值的选取,保证收敛速度。仿真结果表明,该方法能够抑制高超声速飞行器爬升过程中的匹配不确定性,且能够实现快速反应和平滑控制,更具工程实用性。然后,针对高超声速飞行器爬升段非匹配不确定性控制问题,提出了一种区间二型模糊反步控制方法。该方法将反步法的规范化控制律设计能力与模糊逻辑系统的万能逼近能力进行有机结合,以反步法的设计思想为基础,考虑到二型模糊逻辑系统能够增强一型模糊逻辑的不确定性处理能力,采用区间二型模糊逻辑系统来逼近各个子系统中的不确定性。仿真结果表明,在存在风干扰等非匹配不确定性的影响下,该方法能够将其抑制,保证飞行速度和飞行高度准确地跟踪上指令信号值。最后,针对起飞上升段至加速爬升段的过渡过程中,存在的匹配/非匹配不确定控制器切换问题,通过分析直接切换的切换效果,说明了设计切换控制器的必要性。考虑到切换前后两种控制器结构相差较大,并且切换过程存在各种不确定性,由于在高度不确定的环境中,广义二型模糊控制优于区间二型模糊控制,故提出了一种广义二型模糊切换控制器。仿真结果表明,该方法的切换效果比传统惯性环节切换控制效果更加平滑。
陈海涛[5]（2019）在《航天器姿态跟踪及姿态协同有限时间控制方法研究》文中提出航天器姿态跟踪及姿态协同控制技术是实现多种航天任务的基础,并在不同的领域中有着重要应用,例如深空探测和对地观测等。然而,由于航天器系统中不可避免地存在着多种干扰性因素,为了保证航天任务的顺利进行,并获得满意的控制效果,必须确保所设计的姿态控制算法具有一定的鲁棒性。因此,本文针对存在外部干扰力矩、模型不确定性以及控制输入受限等系统不确定性的航天器姿态控制系统,基于滑模控制方法、反步控制方法、自适应控制方法、辅助系统、动态面控制方法和观测器等非线性控制方法对航天器姿态跟踪及姿态协同有限时间控制问题进行了深入研究,其主要内容如下。首先,针对以四元数为姿态参数的航天器姿态跟踪控制系统,利用误差四元数和误差角速度设计了若干滑模面,作为后续各章节设计控制器的基础,具体包括:线性滑模面、快速终端滑模面、快速非奇异终端滑模面和积分终端滑模面等。其中,通过分别将快速终端滑模面和快速非奇异终端滑模面与一阶滤波器结合,构造了两种新型的积分终端滑模面,以设计有限时间稳定的终端滑模控制器同时避免产生控制奇异问题。并且,详细分析了上述几种滑模面上系统状态变量的时域特性。其次,针对存在多种系统不确定性的航天器姿态跟踪控制系统,基于快速非奇异终端滑模面设计了三种有限时间稳定的姿态跟踪控制器。首先,对于系统中仅存在外部干扰力矩且其一阶导数上界已知的情况,基于快速非奇异终端滑模面、快速终端滑模面和符号函数设计了姿态跟踪控制器。由于所设计滑模面的分层式结构,使得相应的符号函数须经过积分环节的作用才施加于被控航天器,确保了姿态跟踪控制器的连续性并显着削弱了执行器的抖振;其次,对于系统中存在未知且有界的外部干扰力矩的情况,基于快速非奇异终端滑模面和快速终端滑模型趋近律设计了姿态跟踪控制器;最后,对于系统中同时存在外部干扰力矩和模型不确定性并且无法获取其先验信息的情况,基于快速非奇异终端滑模面、快速终端滑模型趋近律和连续自适应控制方法设计了姿态跟踪控制器。由于上述三种控制器均为连续的,所以可以显着削弱执行器的抖振。基于Lyapunov稳定性理论证明了上述各控制器的稳定性。再次,针对存在外部干扰力矩、模型不确定性以及控制输入饱和等系统不确定性的航天器姿态跟踪控制系统,基于积分终端滑模面设计了有限时间稳定的姿态跟踪控制器。首先,针对系统中同时存在上述系统不确定性并且无法获取其先验信息的情况,基于积分终端滑模面、快速非奇异终端滑模面和非连续自适应控制方法,设计了姿态跟踪控制器。由于所设计滑模面的分层式结构,使得相应的非连续函数须经过一阶滤波器的作用才施加于被控航天器,确保了姿态跟踪控制器的连续性并显着削弱了执行器的抖振;其次,对于系统中仅存在未知且有界的外部干扰力矩的情况,基于积分终端滑模面和快速终端滑模型趋近律设计了姿态跟踪控制器;最后,对于系统中同时存在外部干扰力矩、模型不确定性以及控制输入饱和等系统不确定性并且无法获取其先验信息的情况,基于积分终端滑模、快速终端滑模型趋近律和连续自适应控制方法设计了姿态跟踪控制器。上述三种控制器均为连续的,因此能够显着削弱执行器的抖振。基于Lyapunov稳定性理论证明了上述各控制器的稳定性。另外,针对存在外部干扰力矩、模型不确定性以及控制输入及其变化率饱和等系统不确定性的航天器姿态跟踪控制系统,分别设计了渐近稳定及有限时间稳定的姿态跟踪控制器。首先,基于线性滑模面、反步控制方法、自适应控制方法、辅助系统、动态面控制方法和观测器设计了两种渐近稳定的姿态跟踪控制器;然后,为设计有限时间稳定的控制器以提高系统的控制性能并避免控制奇异问题,通过结合积分终端滑模面、反步控制方法、自适应控制方法、辅助系统和观测器设计了姿态跟踪控制器。在上述三种控制器的设计过程中,主要通过引入具有饱和输入信号的一阶滤波器来约束执行器的动力学特性,并与辅助系统方法相结合以满足对控制输入及其变化率的饱和限制。与此同时,分别利用动态面控制方法和观测器解决了反步控制方法中的“复杂性爆炸”问题,避免了姿态跟踪控制器中直接包含期望虚拟控制信号的导数项,起到了简化控制器设计形式的作用。基于Lyapunov稳定性理论证明了上述各控制器的稳定性。最后,针对存在多种系统不确定性的航天器姿态协同控制系统,基于积分终端滑模面设计了有限时间稳定的姿态协同控制器。首先,考虑了系统通信拓扑为无向连通图并且同时存在外部干扰力矩和模型不确定性且无法获得其先验信息的情况,设计了适用于解决姿态协同控制问题的积分终端滑模面,并通过与连续自适应控制方法结合设计了姿态协同控制器;然后,考虑了系统通信拓扑为有向连通图并且同时存在外部干扰力矩、模型不确定性以及控制输入及其变化率饱和等系统不确定性的情况,基于积分终端滑模面、反步控制方法、自适应控制方法、辅助系统和观测器设计了姿态协同控制器。其中,利用以饱和函数为输入的一阶滤波器约束执行器的动力学特性,并结合辅助系统方法实现对控制输入及其变化率的饱和约束。并且,通过构造观测器解决了反步控制方法中的“复杂性爆炸”问题。基于Lyapunov稳定性理论证明了上述各控制器的稳定性。
周铭浩[6]（2019）在《无抖振终端滑模控制及其在感应电机转速控制中的应用》文中指出实际工程中的被控对象普遍存在匹配或非匹配不确定性,因而不确定系统的控制问题一直是控制领域关注的焦点。滑模控制因其对满足匹配条件的不确定性具有不变性而着称,在控制理论和实际工程中都获得了广泛应用,但对于非匹配不确定系统则失去了其不变性优势;终端滑模的提出虽使得滑模控制具备了有限时间收敛特性,也获得了更高的控制精度,但却导致了控制量出现奇异性问题;同时,抖振现象长期以来制约着滑模控制理论发展和应用,因而抑制抖振的方法也一直是国内外学者研究的重中之重。感应电机驱动控制系统即为一个非线性、多变量、强耦合的非匹配不确定系统,其应用也已经向着更高性能要求的工业领域发展,这要求控制系统具有更高的动静态性能,如对负载转矩干扰、给定突变以及定转子参数摄动等不确定性具有强鲁棒性等,同时也对转子磁链/转速的观测技术提出了更高的要求。因此,进一改进终端滑模控制方法、解决上述控制及观测问题、提出具有更高控制性能和更宽广适用范围的无抖振终端滑模控制策略、设计出具有更高动静态性能的感应电机驱动系统,具有深远的理论意义和重要的实际应用价值。本文提出了一种无抖振全阶终端滑模控制策略,解决了奇异性和抖振问题,并实现了非匹配不确定MIMO系统的高性能控制,所提出的控制策略具有无抖振、无奇异、强鲁棒以及有限时间收敛等特性。进而基于该理论方法,针对感应电机转速控制系统提出了新的控制策略以及转子磁链/转速观测器设计方法,提升了系统的动态性能和对负载扰动及参数摄动的鲁棒性,并通过仿真与实验与其他主流方法进行对比,验证了所提方法的正确性和优越性,具体如下:（1）针对一类匹配不确定SISO/MIMO系统的控制问题,提出了一种无抖振全阶终端滑模控制方法,解决了长期以来制约滑模控制理论应用的奇异性问题和抖振问题。在终端滑模控制律的设计中规避了对指数函数的微分,从而消除了奇异性问题;设计了全阶终端滑模面和无抖振滑模控制律以消除由高频切换控制带来的抖振。理论的创新之处在于:将滑模面设计成不可测量或者计算、却可以获得其符号以实现切换控制的形式,结构更加简单且容易实现;理想滑动模态的相对阶被设计为0,异于传统的大于或等于1的形式,即系统的控制特性为全阶动态特性,而非传统的降阶特性,因此获得了平滑的控制信号,消除了由高频切换信号引入的抖振。相比于其他主流的滑模控制策略,所提出的控制方法具有无抖振、无奇异、收敛快、精度高、强鲁棒、易于实现等特点,仿真研究验证了本文所提理论的优越性。（2）针对非匹配不确定MIMO系统的控制问题,提出了一种结合反步法的无抖振全阶终端滑模控制策略,同时作为感应电机滑模控制的理论基础。常规滑模控制只能使得非匹配不确定MIMO系统的输出在有限时间内收敛到平衡点附近的邻域,而无法真正到达平衡点;而且现有研究中大多数依赖于严格的限制条件,如虚拟控制增益矩阵右伪逆存在、不确定性必须为状态相关或者慢时变形式等。为了突破了上述条件限制,提高终端滑模的控制品质,首先设计虚拟控制律以补偿非控制信道中的不确定性;再利用实际控制信号迫使非输出状态变量精确逼近虚拟控制量,从而使得系统输出能够收敛到平衡点而非其邻域,且无抖振控制律和全阶滑模面的设计使得虚拟控制和实际控制均为连续信号。经过仿真分析,所提方法的正确性和优越性得到了有效验证。（3）基于所提出的无抖振全阶终端滑模控制理论,针对感应电机矢量控制系统提出了一种新的转子磁链/转速观测器设计方法,解决了常规滑模观测器由于抖振导致的低信噪比问题,提高了观测器的精度和动态性能,并使其具备了有限时间收敛特性以及对干扰的强鲁棒性。首先针对一类有转速传感器的矢量控制系统,提出了一种新的转子磁链观测器设计方法;其次为一类无转速传感器的矢量控制系统提出了一种新的转子磁链/转速观测器设计方法,实现了无速度传感器技术。最后,通过仿真和实验与其他观测器对比,本文所设计的观测器具有响应快速、对系统扰动具有强鲁棒性,以及无奇异,无抖振等优势,观测结果平滑而连续,信噪比高,不须经滤波处理即可直接应用于感应电机矢量控制系统的实现。（4）针对双闭环感应电机转速控制系统提出了一种具有精度高、抗扰性强以及有限时间收敛等特性的控制策略,消除了常规滑模控制器中的奇异性和抖振问题,提升了控制系统的稳态精度、动态性能和对不确定性的鲁棒性。首先,将所提出的无抖振终端滑模控制理论的适用范围推广至非匹配不确定MIMO非线性系统;在外环控制器中,将电流给定设计为虚拟控制信号以补偿负载扰动及参数摄动等非匹配不确定性,转速和磁链的跟踪误差能够在有限时间内快速收敛到零,无抖振控制律的应用使得定子电流的给定为平滑的连续信号,不存在抖振现象,因此可以被实际电流精确跟踪;在内环电流控制器中,实际电压控制信号能够迫使电流稳态误差在有限时间内收敛到零,跟踪精度和动态性能都获得了提升。最后,结合所提出的转子磁链/转速观测器,通过感应电机矢量控制系统的仿真和实验,验证了所提出的控制策略具有更高的性能优势。
梁坤[7]（2019）在《具有约束的动力定位船控制方法研究》文中研究表明动力定位控制是实现船舶高精度海洋作业的一项关键技术。在动力定位船控制系统中,由物理特性限制所造成的约束问题往往会导致动力定位船的控制性能下降,是影响高性能海洋作业的核心问题,也是制约动力定位船控制方法应用于实际工程中的瓶颈。本课题针对动力定位船控制系统中物理特性限制所带来的时滞约束、输入饱和约束、速度不可测约束以及不确定性约束问题,在考虑各类约束问题对动力定位船控制性能影响的前提下,设计出一系列控制方法,从而实现动力定位船高性能的定位或者轨迹跟踪控制。本文的主要研究内容如下:（1）针对动力定位船推进系统推力生成速度限制造成的时滞约束问题,提出了一种有限时间暂态H∞定位控制方法,保证动力定位船在时滞约束的影响下,能够在包含初始时刻的预设作业时间内定位于期望定位点附近,并且在定位过程中满足预设的作业状态要求。所设计的控制方法弥补了 Lyapunov方法无法定量分析在包含初始时刻的预设作业时间内动力定位船运动状态的局限性,消除了传统H∞控制对于初始状态为零的假设条件,减弱了作业时间内动力定位船的振荡;此外,对于有限时间稳定理论进行了研究,提出了一种改进的有限时间稳定分析方法,缩小了被控对象预设时间内运动状态的范围,降低了传统方法的保守性。（2）针对动力定位船推进系统所提供推力限制造成的输入饱和约束问题,提出了一种基于干扰观测器的鲁棒自适应双回路超前抗饱和轨迹跟踪控制方法,保证动力定位船在输入饱和约束的影响下,以较小的计算负担,稳定精确地跟踪到期望轨迹,并且超调量较小。首次研究了六自由度动力定位船运动模型化简为三自由度运动模型过程中产生的非匹配干扰问题,提升了动力定位船的轨迹跟踪精度;同时,通过集成不同性能的抗饱和补偿器,提出了一种改进的双回路超前抗饱和控制方法来处理动力定位船的输入饱和问题,相对于传统抗饱和控制,进一步降低了动力定位船在初始跟踪阶段的超调;此外,应用动态面技术有效解决了复合跟踪控制方法计算负担过重的问题,使得所设计的控制方法易于工程应用。（3）针对动力定位船传感器成本和精度限制造成的速度不可测约束问题,提出了一种基于有限时间收敛状态观测器的自适应滑模输出反馈轨迹跟踪控制方法,保证动力定位船在速度不可测约束与输入饱和约束的影响下,能够快速跟踪到期望轨迹。提出了一种连续有限时间收敛状态观测器来解决动力定位船速度不可测的问题,提高了传统动力定位船状态观测器的收敛速度,避免了滑模观测器的抖振问题;同时,为动力定位船设计了自适应滑模输出反馈轨迹跟踪控制器,减弱了动力定位船在轨迹跟踪初始阶段中的振荡,并使其具有更快的收敛速度;此外,所设计的标称自适应滑模输出反馈轨迹跟踪控制器避免了传统滑模控制器的抖振问题,保证了未触发输入饱和约束情况下动力定位船的跟踪精度。（4）针对动力定位船物理特性信息限制造成的不确定性约束问题,在此基础上考虑时滞、未知输入饱和以及计算负担等多重约束下动力定位船沿预设轨迹跟踪至定位点的跟踪控制问题,提出了一种基于最小参数学习的动力定位船鲁棒自适应神经网络跟踪控制方法,保证动力定位船在时滞约束、未知输入饱和约束以及不确定性约束的多重约束影响下,能够以较小的计算负担,沿着期望轨迹跟踪至期望位置。通过基于最小参数学习的径向基神经网络逼近动力定位船中的未知参数,解决了“维数灾难”和“计算爆炸”问题,使得控制方法结构简单、计算负担小、易于工程实现;同时,通过选择合适的Lyapunov-Krasovskii函数补偿了动力定位船状态延迟对于跟踪性能的影响;此外,通过鲁棒自适应技术对未知海洋环境干扰、未知输入饱和约束以及神经网络的逼近误差进行估计补偿,不仅弥补了抗饱和控制无法处理未知输入饱和约束问题的局限性,减弱了跟踪初始阶段由于饱和约束所引起的动力定位船的振荡,也降低了由于神经网络估计所引起的动力定位船跟踪误差,提高了动力定位船的跟踪精度。
程仙垒[8]（2018）在《弹性高超声速飞行器鲁棒自适应控制方法研究》文中进行了进一步梳理高超声速飞行器具有快速响应、高机动性等突出优点,是当前世界各主要国家争相研究的热点。高超声速飞行器具有较大的飞行马赫数,其运动过程具有非线性、快时变、强耦合和不确定性等特点。另外,弹体表面的烧蚀、湍流的影响以及细长的几何外形设计使得飞行器刚体/弹性耦合特性凸显,对控制系统的设计提出了更高的要求。本文针对弹性高超声速飞行器鲁棒自适应控制问题,开展了弹性抑制方法、不确定抑制控制方法、考虑执行机构动态的输入饱和控制方法及基于模糊重构的控制方法研究,并通过仿真实验验证了上述方法的适用性。首先,考虑弹性模态的影响,建立了高超声速飞行器纵向运动模型,并对其运动特性进行了分析。基于飞行器为自由梁结构的假设,建立了飞行器弹性振动方程,并基于Lagrange方程和虚功原理,建立了飞行器运动方程。分析比较了当前应用广泛的面向控制的弹性高超声速飞行器运动模型,并对其运动特性进行了分析,提炼总结了其面临的难点控制问题。其次,基于对飞行器运动模型的不同处理方式,采用两种典型控制方法研究了高超声速飞行器弹性抑制问题。第一种方式是将飞行器运动模型转换成能够完全输入输出线性化的形式,在反馈线性化方法的基础上,将预测控制方法和滑模控制方法相结合,研究了弹性高超声速飞行器预测滑模控制方法;第二种方式是将飞行器运动模型转换成严格反馈形式,研究了弹性高超声速飞行器动态面控制方法。通过对方法的分析以及仿真研究表明,自适应动态面方法更加适合弹性高超声速飞行器的控制器设计。再次,针对弹性高超声速飞行器面临的不确定性,开展不确定抑制控制方法研究。在对不确定性来源及其影响分析的基础上,提出了两种不确定抑制控制方法。第一种方法为自适应动态面控制方法,即通过设计自适应律对不确定性上界进行估计,进而设计鲁棒补偿控制器对不确定性进行补偿。该方法虽取得了良好的控制效果,但是具有较大的设计保守性。针对这一不足,进一步提出了基于非线性干扰观测器的弹性高超声速飞行器自适应动态面控制方法,即通过采用非线性干扰观测器对不确定性进行实时估计,实现对不确定性的高精度补偿。研究表明,该方法表现出了更好的控制精度和鲁棒性能。然后,针对考虑执行机构动态的弹性高超声速飞行器鲁棒控制问题,提出了基于非线性干扰观测器和Nussbaum函数的抗饱和动态面鲁棒自适应控制方法。在融合执行机构模型的基础上,得到了面向控制的弹性高超声速飞行器纵向运动模型。针对飞行器面临的饱和问题,利用双曲正切函数和Nussbaum函数处理非光滑函数表现出的优势,设计了辅助抗饱和控制器,并采用非线性干扰观测器对复合干扰进行估计并补偿。研究表明,提出的抗饱和控制方法能够有效降低控制量的峰值,改善控制性能,并对参数不确定性及外界干扰具有良好的适应性。最后,针对弹性高超声速飞行器运动模型未知及部分状态未知问题,提出了基于模糊重构的动态面鲁棒自适应控制方法。通过设计模糊系统对飞行器的未知动态进行逼近,实现对未知动态的重构。然而,当模糊逼近精度不高时,可能会影响控制系统的性能。为了进一步提高控制精度,设计非线性观测器对模糊逼近误差进行估计和补偿。另外,针对飞行器部分状态难以观测的问题,在模糊逼近模型及逼近误差估计信息的基础上,设计模糊状态观测器,重构飞行器的未知状态,并与动态面控制方法开展综合设计。研究表明,提出的模糊重构方法能够实现对未知动态和状态的高精度估计,提高飞行器的控制精度,并对参数不确定性及外界干扰具有良好的适应性。本论文较深入地研究了弹性高超声速飞行器弹性抑制问题、不确定抑制控制问题、考虑执行机构动态的输入饱和控制问题以及部分信息未知的鲁棒自适应控制问题,具有较强的理论性和工程实用性,可为高超声速飞行器控制技术的发展提供理论和技术支持。
黄煦[9]（2017）在《洛伦兹航天器姿轨动力学与控制理论研究》文中研究指明洛伦兹航天器通过表面带电的方式与空间磁场作用产生洛伦兹力,用以进行无工质推进消耗的机动控制。洛伦兹航天器的应用,可显着减少工质消耗、提升机动能力,延长工作寿命。但是,根据洛伦兹力产生机理,洛伦兹力的作用方向始终与当地磁场方向垂直,因而洛伦兹航天器姿轨动力学系统均为瞬时欠驱动控制系统。同时,洛伦兹航天器姿轨运动又具有强非线性、强耦合性的特点。因此,洛伦兹航天器的应用面临欠驱动、强非线性以及强耦合性等理论问题。论文以洛伦兹航天器为研究对象,深入研究其姿轨动力学与控制问题,针对欠驱动系统控制发展了一类降维滑模/反步控制理论,形成了一套系统的洛伦兹航天器姿轨解耦/耦合控制方法,并应用于悬停、编队以及交会等典型空间任务,全文取得的成果如下所述。在洛伦兹航天器轨道研究方面,首先研究了洛伦兹航天器相对轨道全驱动控制方法。基于洛伦兹航天器带电质点假设与地磁场倾斜磁轴近似假设,建立了椭圆轨道洛伦兹航天器相对轨道动力学模型,其中,控制输入为由洛伦兹力与推力器推力组成的混合动力。根据悬停、编队以及交会等相对轨道机动任务的不同特点,分别以解析法或数值法求解了开环最优混合控制输入。综合考虑外部扰动、线性以及非线性不确定等因素,基于滑模控制、自适应控制以及神经网络等方法提出了四类全驱动状态反馈控制器,以及对应的混合控制输入最优分配律。针对缺失速度测量的情况,进一步设计了三类观测器以及对应的全驱动输出反馈控制器。其次,研究了洛伦兹航天器相对轨道欠驱动控制方法。分径向与迹向欠驱动两类情况,系统分析了圆轨道与椭圆轨道悬停、编队重构以及交会任务的可行性。针对圆轨道欠驱动悬停任务,解析推导了径向与迹向欠驱动条件下的悬停方位可行集,并发展了一类降维滑模/反步控制方法,基此设计了三类欠驱动状态反馈控制器,解决了闭环控制中的非匹配性扰动以及输入饱和等问题。同时,对现有终端滑模控制中的间接法进行改进,保证了滑模面任意阶导数在切换点处的连续性。针对圆轨道欠驱动编队重构任务,推导了径向与迹向欠驱动编队重构最优解析解,并设计了一类新型欠驱动避撞机动策略。综合考虑非匹配性扰动、参数不确定、碰撞规避等因素,分析了零扰动系统的有限时间稳定性,设计了三类欠驱动状态反馈控制器。针对缺失速度测量的情况,发现提出了由欠驱动和缺失速度测量联合引起的未知参数问题,并设计了两类自适应降维观测器以及对应的欠驱动输出反馈控制器。对于上述欠驱动控制器,均针对迹向欠驱动情况进行了洛伦兹航天器实现设计。在洛伦兹航天器姿态研究方面,提出了一种由洛伦兹力矩与地磁力矩联合作用的新型全驱动姿态控制系统。以三轴正交构型洛伦兹航天器为研究对象,建立了由洛伦兹力矩与地磁力矩联合驱动的姿态动力学模型。基此,设计了洛伦兹航天器姿轨运动解耦充电策略,并解析推导了洛伦兹力矩与地磁力矩的最优分配律以及对应的最优混合控制输入,即充电量以及线圈磁矩。综合考虑未知扰动、模型近似误差等因素,基于自适应滑模控制方法设计了全驱动姿态跟踪控制器,实现了姿轨运动解耦控制。在洛伦兹航天姿轨一体化研究方面,提出了洛伦兹航天器姿轨耦合控制方法。基于对偶四元数建立了集群洛伦兹航天器相对姿轨运动的运动学与动力学模型,假设仅部分航天器已知参考姿轨信息,设计了有限时间稳定观测器、避撞机动策略以及滑模控制器,实现了六自由度姿轨协同控制。以三轴正交构型洛伦兹航天器进行实现设计,解析推导了混合控制输入的最优分配律,并设计了满足姿轨耦合控制要求的充电策略。综上,论文深入研究了洛伦兹航天器姿轨动力学与控制问题,提出了一类降维滑模/反步控制理论,对于欠驱动系统控制研究具有一定的理论意义;论文设计了一种由洛伦兹力矩与地磁力矩联合作用的新型全驱动姿态控制系统,形成了一套系统的洛伦兹航天器姿轨解耦/耦合控制方法,对推动空间环境力的应用以及无工质消耗的空间任务发展具有较大的意义。
张庆超[10]（2017）在《无刷直流电机转速伺服系统高阶滑模控制研究》文中研究表明无刷直流电机（Brushless DC Motor,BLDCM）因其结构简单、性能优异、可靠性高等优点,在多电/全电飞机、高超声速飞行器、纯电动汽车、伺服机器人等高科技装备领域中得到了愈加广泛地应用,而且对其控制系统的性能要求也越来越高。BLDCM转速伺服控制系统作为BLDCM系统在这些应用领域中的核心,提高其鲁棒性是保证系统具备较高动、静态性能和扩大应用场合的关键所在。本文在全面把握BLDCM控制技术和高阶滑模控制理论研究现状的基础上,以BLDCM非线性建模为基础,将提高BLDCM转速伺服控制鲁棒性的研究重点,放置于基于Super-Twisting Algorithm（STA）和Prescribed Convergence Law（PCL）两种二阶滑模算法的转速伺服控制律的设计上,并兼顾研究在减小转矩脉动、减小铜耗和减小转速超调等多方面提高系统综合性能的方法。首先,建立了基于两相导通回路的BLDCM纯反馈非线性模型,在此基础上,结合反步控制设计方法和STA,提出了二级滑模反步自适应二阶滑模BLDCM转速伺服控制方法,与传统二阶滑模控制方法相比,所提方法无需对滑模变量求导,避免了因求导而导致的噪声及信号干扰等对系统的不利影响。在控制律设计中,针对第一级转速子系统,提出了一种新型的自适应STA二阶滑模算法——SSTA,相比采用标准STA进一步提高了系统对阶跃负载扰动的鲁棒性,并减小了转速超调;针对第二级电流子系统,考虑了BLDCM梯形波反电势的非理想性和关断相续流对转矩控制的影响,并进行了相应的补偿设计,减小了转矩脉动,提高了转矩控制精度。为进一步简化控制律,将BLDCM以转速控制为目的的二阶系统模型降阶分解为两个一阶动力环节——转速环节和转矩环节,在此基础上,提出了一阶和二阶滑模级联式BLDCM转速转矩双闭环转速伺服控制方法。针对转速外环STA控制,通过分析得出了系统本身存在的比例滑模项不影响STA控制稳定性的结论,在此基础上,提出了一种具备比例滑模项的STA——PSTA,将其用于转速外环二阶滑模控制律设计,相比标准STA,提高了系统的收敛速度和对阶跃负载扰动的鲁棒性,减小了转速超调;针对转矩内环,结合非理想梯形波反电势、一阶滑模算法、两相导通非零电压矢量和三相同时关断的零电压矢量,提出了带电流直接限幅的BLDCM磁链不控一阶滑模直接转矩控制（Direct Torque Control,DTC）方案,减小了转矩脉动,提高了转矩响应的动态性能。研究结果表明,与传统的转速电流双闭环PI控制相比,上述两种方法均能够有效提高系统在不确定负载扰动下的鲁棒性和控制精度,并减小转速超调和转矩脉动;但二者相比,所提的一阶和二阶滑模级联式BLDCM双闭环转速伺服控制方法的控制律更简单,控制参数更少,同时仍具备无需对滑模变量求导的优点。尽管上述的BLDCM磁链不控一阶滑模DTC方案可消除由反电势非理想性带来的转矩脉动,但仍属于两相导通控制方式,无法消除BLDCM高速运行时的换相转矩脉动;此外,由于无磁链闭环,也无法通过设计磁链跟踪轨迹进一步优化系统性能。针对以上问题,本文结合坐标变换和BLDCM最大转矩电流比（Maximum Torque Per Ampere,MTPA）矢量控制原理,提出了基于三相导通电压矢量的BLDCM-MTPA磁链跟踪-DTC方法,并揭示了定子磁链MTPA跟踪轨迹随负载变化的机理。与传统的电流PI控制和BLDCM-磁链不控DTC方法相比,所提出的新型BLDCM-DTC方法能够同时消除反电势非理想性带来的转矩脉动和换相转矩脉动,进一步提高了转矩控制精度,而且所提方法中定子磁链的MTPA轨迹跟踪控制还可令BLDCM在输出相同转矩的条件下铜耗最小,提高了电机的运行效率。最后,针对传统的双闭环PI控制和本文所提的两种基于STA的转速伺服控制方法都存在转速超调的共性问题,将PCL算法与BLDCM-MTPA矢量控制原理相结合,提出了BLDCM-MTPA-PCL二阶滑模转速伺服控制方法。在具体的控制律设计方面,结合三相全桥逆变器的建模和相关坐标变换,解决了将PCL算法应用于BLDCM矢量控制时,无法对PCL算法不连续的二值型符号函数输出量进行SVPWM（SPWM）调制的问题;通过专门的滑模变量设计,解决了直轴电流和转速两个控制通道相对阶不相等的匹配设计问题;并针对所提方法中的电流不控问题,提出了基于电磁转矩一阶滑模控制的间接电流限幅方法。所提控制方法为转速转矩一体化控制方法,并且只存在1个需要调节的控制参数,大大简化了控制结构并减小了控制参数数量。研究结果表明,所提方法可令系统在具备强鲁棒性的同时转速无超调,并且,与BLDCM-MTPA矢量控制原理的结合有效地减小了转矩脉动,减小了铜耗,提高了BLDCM运行效率。
二、非匹配不确定系统的显式反步变结构控制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、非匹配不确定系统的显式反步变结构控制（论文提纲范文）
（1）全液压驱动球型手腕系统特性及姿态控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的目的和意义 |
| 1.2 课题相关研究综述 |
| 1.2.1 机械手腕研究综述 |
| 1.2.2 机械手(腕)控制系统研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 第2章 全液压驱动球形手腕机械结构分析 |
| 2.1 手腕机构组成与工作原理 |
| 2.1.1 手腕各关节机构组成 |
| 2.1.2 手腕各关节工作原理 |
| 2.2 手腕驱动方案分析 |
| 2.2.1 电机驱动方案存在的问题 |
| 2.2.2 液压驱动方案的优势 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 全液压驱动球型手腕系统模型及特性分析 |
| 3.1 侧摆关节单独运动系统模型与特性分析 |
| 3.1.1 侧摆关节单独运动系统模型建立 |
| 3.1.2 侧摆关节单独运动系统模型分析 |
| 3.2 俯仰关节单独运动系统模型与特性分析 |
| 3.2.1 俯仰关节单独运动系统模型建立 |
| 3.2.2 俯仰关节单独运动系统模型分析 |
| 3.3 手腕输出端姿态轨迹跟踪系统模型与特性分析 |
| 3.3.1 手腕输出端姿态轨迹跟踪系统动态模型建立 |
| 3.3.2 手腕输出端姿态轨迹跟踪系统模型特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 全液压驱动手腕控制策略研究 |
| 4.1 侧摆关节独自运动控制策略研究及仿真验证 |
| 4.1.1 侧摆关节独自运动控制策略研究 |
| 4.1.2 虚拟样机仿真平台简介 |
| 4.1.3 侧摆关节独自运动控制策略仿真研究 |
| 4.2 俯仰关节独自运动控制策略研究及仿真验证 |
| 4.2.1 俯仰关节独自运动控制策略研究 |
| 4.2.2 俯仰关节独自运动控制策略仿真研究 |
| 4.3 手腕关节同时动作姿态控制策略研究及仿真 |
| 4.3.1 手腕姿态控制策略研究 |
| 4.3.2 手腕各关节同时动作姿态控制策略仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）无人直升机吊挂飞行抗扰控制律设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 无人直升机吊挂技术研究现状 |
| 1.3 无人直升机吊挂飞行控制研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容及安排 |
| 第二章 无人直升机吊挂飞行建模与分析 |
| 2.1 无人直升机吊挂运输方式 |
| 2.1.1 吊挂物悬挂方式 |
| 2.1.2 直升机上吊挂点位置设计 |
| 2.1.3 吊索设计 |
| 2.1.4 吊挂物上吊挂点位置设计 |
| 2.2 无人直升机模型 |
| 2.2.1 坐标系定义 |
| 2.2.2 主旋翼气动力模型 |
| 2.2.3 机身气动力模型 |
| 2.2.4 尾桨气动力模型 |
| 2.2.5 直升机合外力及合力矩 |
| 2.2.6 直升机运动学方程 |
| 2.3 吊挂物数学模型 |
| 2.3.1 吊挂物在机体坐标系中的坐标 |
| 2.3.2 吊挂物的运动方程 |
| 2.4 无人直升机/吊挂物耦合动力学模型 |
| 2.5 无人直升机有/无吊挂物对比配平分析 |
| 2.5.1 无人直升机和吊挂物模型参数 |
| 2.5.2 配平方法 |
| 2.5.3 配平结果及分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 风场干扰下的PID控制策略研究 |
| 3.1 风场数学模型 |
| 3.1.1 常值风模型 |
| 3.1.2 阵风工程化模型 |
| 3.1.3 风切变模型 |
| 3.1.4 大气紊流模型 |
| 3.2 风场对无人直升机吊挂飞行的影响分析 |
| 3.2.1 常值风对无人直升机吊挂飞行的影响分析 |
| 3.2.2 动态风对无人直升机吊挂飞行的影响分析 |
| 3.3 常规PID控制律设计 |
| 3.3.1 姿态回路控制器设计 |
| 3.3.2 速度回路控制器设计 |
| 3.3.3 位置回路控制器设计 |
| 3.3.4 仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于滑模反步控制的抗扰控制律设计 |
| 4.1 滑模变结构控制 |
| 4.1.1 滑模变结构理论 |
| 4.1.2 控制器设计方法 |
| 4.2 反步法 |
| 4.3 基于滑模反步控制的姿态控制律设计 |
| 4.3.1 姿态环控制律设计 |
| 4.3.2 稳定性分析 |
| 4.4 基于反步法的位置控制律设计 |
| 4.4.1 位置环控制律设计 |
| 4.4.2 稳定性分析 |
| 4.5 仿真分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于干扰观测器的抗扰控制律设计 |
| 5.1 非线性干扰观测器 |
| 5.2 姿态环控制律设计 |
| 5.2.1 非线性干扰观测器设计 |
| 5.2.2 基于滑模反步法的控制律设计 |
| 5.2.3 稳定性分析 |
| 5.2.4 仿真分析 |
| 5.3 位置环控制律设计 |
| 5.3.1 非线性干扰观测器设计 |
| 5.3.2 基于反步法的位置控制律设计 |
| 5.3.3 稳定性分析 |
| 5.3.4 仿真分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（3）基于反步法的永磁直线同步电机位移跟踪控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 永磁直线同步电机的国内外研究现状 |
| 1.2.1 永磁直线同步电机发展历史 |
| 1.2.2 永磁直线同步电机位移跟踪控制的国内外研究现状 |
| 1.2.3 永磁直线同步电机不确定因素抑制的国内外研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 永磁直线同步电机的数学模型 |
| 2.1 永磁直线同步电机的结构和工作原理 |
| 2.1.1 永磁直线同步电机的基本机构 |
| 2.1.2 永磁直线同步电机的工作原理 |
| 2.2 永磁直线同步电机的矢量控制 |
| 2.3 永磁直线同步电机位移系统数学模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于非线性干扰观测器的永磁直线同步电机位移跟踪反步控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 非线性干扰观测器设计 |
| 3.3 永磁直线同步电机位移跟踪反步控制器设计 |
| 3.4 仿真研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于ELM的永磁直线同步电机位移跟踪反步滑模控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非匹配不确定项NDO构造 |
| 4.3 永磁直线同步电机位移跟踪控制器设计 |
| 4.3.1 反步滑模控制器设计 |
| 4.3.2 匹配不确定项的ELM自适应估计 |
| 4.3.3 控制器参数人工鱼群-蛙跳混合算法优化设计 |
| 4.4 收敛性及稳定性分析 |
| 4.4.1 收敛性分析 |
| 4.4.2 稳定性分析 |
| 4.5 仿真研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于固定时间干扰观测器的永磁直线同步电机位移跟踪动态面反步控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 预备知识和问题描述 |
| 5.3 固定时间干扰观测器设计 |
| 5.4 永磁直线同步电机位移跟踪动态面反步控制器设计 |
| 5.5 收敛性分析 |
| 5.6 仿真研究 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（4）高超声速飞行器爬升段不确定性控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 高超声速飞行器研究现状 |
| 1.3 高超声速飞行器飞行方式研究现状 |
| 1.4 高超声速飞行器控制的研究现状 |
| 1.5 主要内容 |
| 第二章 高超声速飞行器非线性建模与分析 |
| 2.1 高超声速飞行器的构型 |
| 2.2 高超声速飞行器动力学建模 |
| 2.2.1 大气环境模型 |
| 2.2.2 发动机推力模型 |
| 2.2.3 空气动力及力矩模型 |
| 2.2.4 飞行器非线性模型 |
| 2.3 高超声速飞行器气动参数分析 |
| 2.3.1 气动参数模型及定量分析 |
| 2.3.2 二维插值处理 |
| 2.4 不确定性来源分析及不确定性分类 |
| 2.4.1 不确定性来源分析 |
| 2.4.2 不确定性分类 |
| 2.5 飞行器爬升阶段不确定性成分分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于快速平滑自适应二阶滑模的匹配不确定控制律设计 |
| 3.1 高超声速飞行器纵向模型反馈线性化 |
| 3.2 高超声速飞行器爬升段匹配不确定控制律设计 |
| 3.2.1 快速平滑自适应超螺旋滑模控制律设计 |
| 3.2.2 闭环系统的稳定性分析 |
| 3.3 闭环系统仿真验证 |
| 3.3.1 爬升段匹配不确定控制律仿真 |
| 3.3.2 具有非匹配不确定性时的匹配不确定控制律仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于区间二型模糊反步法的非匹配不确定控制律设计 |
| 4.1 区间二型模糊逻辑系统 |
| 4.2 高超声速飞行器爬升段非匹配不确定控制律设计 |
| 4.2.1 面向控制的飞行器爬升段纵向模型 |
| 4.2.2 基于区间二型模糊的反步控制律设计 |
| 4.2.3 闭环系统的稳定性分析 |
| 4.3 闭环系统仿真验证 |
| 4.3.1 爬升段非匹配不确定控制律仿真 |
| 4.3.2 具有复合不确定性的非匹配不确定控制律仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 爬升段匹配/非匹配不确定控制器切换控制律设计 |
| 5.1 直接切换 |
| 5.2 惯性环节切换控制律设计 |
| 5.3 广义二型模糊切换控制律设计 |
| 5.3.1 广义二型模糊集 |
| 5.3.2 广义二型模糊切换控制律设计 |
| 5.4 广义二型模糊切换控制仿真验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 附录 |
（5）航天器姿态跟踪及姿态协同有限时间控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的来源、研究背景与研究意义 |
| 1.1.1 课题的来源 |
| 1.1.2 课题的研究背景与研究意义 |
| 1.2 航天器姿态控制的研究现状 |
| 1.2.1 航天器编队任务概述 |
| 1.2.2 航天器姿态控制方法 |
| 1.2.3 航天器姿态协同控制研究综述 |
| 1.2.4 存在的问题和不足 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 航天器姿态控制理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 常用变量及函数的定义 |
| 2.3 航天器姿态跟踪及姿态协同控制模型的建立 |
| 2.3.1 参考坐标系 |
| 2.3.2 航天器姿态跟踪控制模型 |
| 2.3.3 航天器姿态协同控制模型 |
| 2.4 稳定性理论基础 |
| 2.5 滑模面的定义及分析 |
| 2.5.1 线性滑模面 |
| 2.5.2 快速终端滑模面 |
| 2.5.3 快速非奇异终端滑模面 |
| 2.5.4 积分终端滑模面 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于快速非奇异终端滑模的姿态跟踪控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于符号函数的姿态控制 |
| 3.2.1 考虑一阶导数上界已知的干扰力矩的的控制器设计 |
| 3.2.2 数值仿真分析 |
| 3.3 基于趋近律和连续自适应控制方法的姿态控制 |
| 3.3.1 考虑未知外部干扰力矩的控制器设计 |
| 3.3.2 考虑未知外部干扰力矩和模型不确定性的控制器设计 |
| 3.3.3 数值仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于积分终端滑模的姿态跟踪控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于非连续自适应控制方法的姿态控制 |
| 4.2.1 考虑未知干扰力矩和模型不确定性的饱和控制器设计 |
| 4.2.2 数值仿真分析 |
| 4.3 基于趋近律和连续自适应控制方法的姿态控制 |
| 4.3.1 考虑未知干扰力矩的控制器设计 |
| 4.3.2 考虑未知干扰力矩和模型不确定性的饱和控制器设计 |
| 4.3.3 数值仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 考虑控制输入及其变化率饱和的姿态跟踪控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 问题描述 |
| 5.3 渐近稳定的姿态跟踪控制 |
| 5.3.1 基于动态面控制方法的控制器设计 |
| 5.3.2 基于观测器的控制器设计 |
| 5.3.3 数值仿真分析 |
| 5.4 有限时间稳定的姿态跟踪控制 |
| 5.4.1 基于观测器的控制器设计 |
| 5.4.2 数值仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 航天器姿态协同控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 问题描述 |
| 6.3 基于无向通信拓扑的姿态协同控制 |
| 6.4 基于有向通信拓扑的姿态协同控制 |
| 6.5 数值仿真分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）无抖振终端滑模控制及其在感应电机转速控制中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究目的和意义 |
| 1.1.1 课题的来源 |
| 1.1.2 研究的目的及意义 |
| 1.2 滑模控制理论的国内外研究现状 |
| 1.2.1 滑模面与控制律的设计 |
| 1.2.2 滑模控制抖振现象的抑制 |
| 1.2.3 非匹配不确定系统的滑模控制 |
| 1.3 感应电机控制技术的国内外研究现状 |
| 1.3.1 感应电机的主要控制策略 |
| 1.3.2 转子磁链/转速的观测技术 |
| 1.3.3 感应电机驱动系统的滑模控制 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 论文组织结构 |
| 第2章 匹配不确定系统的无抖振全阶终端滑模控制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 问题描述 |
| 2.3 抑制滑模控制抖振问题的主要方法 |
| 2.3.1 基于扰动观测器的滑模控制 |
| 2.3.2 准滑模控制 |
| 2.3.3 分数阶滑模控制 |
| 2.3.4 高阶滑模控制 |
| 2.4 一类SISO系统的无抖振全阶终端滑模控制 |
| 2.4.1 控制算法及稳定性分析 |
| 2.4.2 仿真结果及分析 |
| 2.5 一类MIMO系统的无抖振全阶滑模控制 |
| 2.5.1 系统描述 |
| 2.5.2 控制算法及稳定性分析 |
| 2.5.3 仿真结果及分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 非匹配不确定MIMO系统的无抖振滑模控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.2.1 非匹配不确定系统描述 |
| 3.2.2 非匹配不确定系统的滑模控制 |
| 3.3 MIMO系统的终端滑模控制 |
| 3.4 MIMO系统的无抖振全阶终端滑模控制 |
| 3.4.1 m≥n/2型MIMO系统的控制 |
| 3.4.3 仿真结果及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于无抖振滑模的感应电机磁链/转速观测器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 感应电机矢量控制系统 |
| 4.2.1 感应电机数学模型 |
| 4.2.2 矢量控制系统 |
| 4.3 无抖振全阶终端滑模转子磁链观测器 |
| 4.3.1 转子磁链观测器设计 |
| 4.3.2 仿真结果及分析 |
| 4.3.3 感应电机实验平台 |
| 4.3.4 实验结果及分析 |
| 4.4 无抖振全阶终端滑模转速观测器 |
| 4.4.1 转速观测器设计 |
| 4.4.2 仿真结果及分析 |
| 4.4.3 实验结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 感应电机无抖振全阶终端滑模转速控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 非线性MIMO系统的无抖振滑模控制 |
| 5.3 感应电机矢量控制系统及其子系统 |
| 5.3.1 转速/转子磁链外环子系统 |
| 5.3.2 定子电流解耦内环子系统 |
| 5.4 无抖振全阶滑模感应电机控制系统设计 |
| 5.4.1 控制器设计及稳定性分析 |
| 5.4.2 仿真结果及分析 |
| 5.4.3 实验结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）具有约束的动力定位船控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究目的和意义 |
| 1.2 动力定位船控制方法研究现状 |
| 1.3 研究领域所存在的问题 |
| 1.4 课题的研究内容与组织结构 |
| 1.4.1 论文的研究内容 |
| 1.4.2 论文的组织结构 |
| 第2章 动力定位船运动建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 动力定位船运动模型建立 |
| 2.2.1 参考坐标系 |
| 2.2.2 船舶三自由度运动模型 |
| 2.2.3 动力定位船参数 |
| 2.3 动力定位船控制系统中约束问题分析 |
| 2.3.1 时滞约束分析 |
| 2.3.2 输入饱和约束分析 |
| 2.3.3 速度不可测约束分析 |
| 2.3.4 不确定性约束分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 时滞约束下动力定位船有限时间暂态H∞控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于线性矩阵不等式的时滞系统有限时间稳定描述 |
| 3.3 有限时间控制器设计 |
| 3.3.1 包含输入时滞的动力定位船线性化模型 |
| 3.3.2 有限时间暂态H∞控制器设计 |
| 3.4 时滞约束下动力定位船有限时间暂态H∞控制仿真验证 |
| 3.4.1 有限时间暂态H∞控制仿真案例 |
| 3.4.2 传统有限时间H∞控制对比仿真案例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 输入饱和约束下动力定位船鲁棒自适应抗饱和控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 具有非匹配干扰的非线性系统反步控制描述 |
| 4.2.1 反步法理论 |
| 4.2.2 动态面控制 |
| 4.3 鲁棒自适应抗饱和控制设计 |
| 4.3.1 具有输入饱和约束和非匹配干扰的动力定位船运动模型 |
| 4.3.2 基于干扰观测器的鲁棒自适应双回路抗饱和控制设计 |
| 4.3.3 稳定性分析 |
| 4.4 输入饱和约束下动力定位船抗饱和控制仿真验证 |
| 4.4.1 基于干扰观测器的鲁棒自适应抗饱和跟踪控制仿真案例 |
| 4.4.2 不考虑非匹配干扰的控制对比仿真案例 |
| 4.4.3 输入饱和无补偿的控制对比仿真案例 |
| 4.4.4 传统抗饱和控制对比仿真案例 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 速度不可测约束下动力定位船滑模输出反馈控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 非线性系统有限时间收敛控制描述 |
| 5.2.1 有限时间收敛理论 |
| 5.2.2 终端滑模控制理论 |
| 5.3 基于有限时间收敛状态观测器的滑模输出反馈控制设计 |
| 5.3.1 包含输入饱和约束的动力定位船非线性模型 |
| 5.3.2 鲁棒自适应滑模输出反馈控制器设计 |
| 5.4 速度不可测约束下动力定位船滑模输出反馈控制仿真验证 |
| 5.4.1 标称自适应滑模输出反馈控制仿真案例 |
| 5.4.2 输入饱和约束下自适应滑模输出反馈控制仿真案例 |
| 5.4.3 基于传统状态观测器的控制对比仿真案例 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 多重约束下动力定位船神经网络控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 不确定性系统神经网络控制描述 |
| 6.3 鲁棒自适应神经网络控制器设计 |
| 6.3.1 包含时滞的不确定性动力定位船运动模型 |
| 6.3.2 基于最小参数学习的鲁棒自适应神经网络控制器设计 |
| 6.3.3 稳定性分析 |
| 6.4 多重约束下动力定位船神经网络控制仿真验证 |
| 6.4.1 鲁棒自适应神经网络仿真案例 |
| 6.4.2 无输入饱和补偿的控制对比仿真案例 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）弹性高超声速飞行器鲁棒自适应控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的和意义 |
| 1.2 高超声速飞行器研究现状 |
| 1.2.1 美国 |
| 1.2.2 俄罗斯 |
| 1.2.3 其他国家 |
| 1.3 相关技术研究现状 |
| 1.3.1 高超声速飞行器建模研究综述 |
| 1.3.2 高超声速飞行器控制方法研究综述 |
| 1.3.3 高超声速飞行器不确定控制研究综述 |
| 1.3.4 高超声速飞行器抗饱和控制研究综述 |
| 1.3.5 高超声速飞行器部分信息未知的控制研究综述 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 高超声速飞行器弹性模型及其特性分析 |
| 2.1 弹性高超声速飞行器第一定律模型 |
| 2.1.1 飞行器构型 |
| 2.1.2 弹性振动方程 |
| 2.1.3 飞行器运动模型 |
| 2.2 弹性高超声速飞行器常用简化运动模型 |
| 2.2.1 Parker模型 |
| 2.2.2 Lisa模型 |
| 2.2.3 Sigthorsson模型 |
| 2.3 弹性高超声速飞行器运动特性分析 |
| 2.3.1 模态分析 |
| 2.3.2 飞行器气动特性分析 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 高超声速飞行器弹性抑制控制方法 |
| 3.1 问题描述及理论基础 |
| 3.1.1 问题描述 |
| 3.1.2 反馈线性化方法 |
| 3.1.3 反步控制方法 |
| 3.2 弹性高超声速飞行器预测滑模控制方法 |
| 3.2.1 模型处理 |
| 3.2.2 预测滑模控制方法 |
| 3.2.3 弹性高超声速飞行器预测滑模控制器设计 |
| 3.2.4 预测滑模控制仿真结果与分析 |
| 3.3 弹性高超声速飞行器动态面控制方法 |
| 3.3.1 模型处理 |
| 3.3.2 动态面控制方法 |
| 3.3.3 弹性高超声速飞行器动态面控制器设计 |
| 3.3.4 动态面控制仿真结果与分析 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 弹性高超声速飞行器不确定抑制控制方法 |
| 4.1 问题描述与理论基础 |
| 4.1.1 问题描述 |
| 4.1.2 非线性干扰观测器 |
| 4.2 不确定性分析 |
| 4.2.1 未建模动态不确定性 |
| 4.2.2 参数不确定性 |
| 4.2.3 外界干扰 |
| 4.3 弹性高超声速飞行器自适应动态面控制方法 |
| 4.3.1 弹性高超声速飞行器自适应动态面控制器设计 |
| 4.3.2 弹性高超声速飞行器自适应动态面控制仿真结果与分析 |
| 4.4 基于NDO的弹性高超声速飞行器动态面控制方法 |
| 4.4.1 DSC-NDO控制器设计 |
| 4.4.2 DSC-NDO仿真结果与分析 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 弹性高超声速飞行器输入饱和控制方法 |
| 5.1 问题描述与理论基础 |
| 5.1.1 问题描述 |
| 5.1.2 Nussbaum函数 |
| 5.2 输入饱和控制器设计 |
| 5.2.1 速度子系统 |
| 5.2.2 高度子系统 |
| 5.2.3 稳定性分析 |
| 5.3 仿真结果与分析 |
| 5.3.1 DSC-NDO仿真分析 |
| 5.3.2 输入饱和控制仿真分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 基于模糊重构的弹性高超声速飞行器控制方法 |
| 6.1 问题描述与理论基础 |
| 6.1.1 问题描述 |
| 6.1.2 模糊系统 |
| 6.2 基于模糊重构的控制器设计 |
| 6.2.1 模糊状态观测器 |
| 6.2.2 控制器设计 |
| 6.2.3 稳定性分析 |
| 6.3 基于模糊重构的控制仿真结果与分析 |
| 6.3.1 有效性分析 |
| 6.3.2 鲁棒性分析 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 研究成果及主要创新点 |
| 7.1.1 论文研究成果 |
| 7.1.2 论文的主要创新点 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 附录A 飞行器相关参数 |
| 附录B 各偏导数表达式 |
（9）洛伦兹航天器姿轨动力学与控制理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 洛伦兹航天器基本概念与关键技术 |
| 1.2.1 洛伦兹航天器基本概念 |
| 1.2.2 洛伦兹航天器关键技术 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 洛伦兹航天器轨道动力学与控制 |
| 1.3.2 洛伦兹航天器姿态动力学与控制 |
| 1.3.3 欠驱动相对轨道控制 |
| 1.4 论文研究内容与结构安排 |
| 第二章 洛伦兹航天器相对轨道全驱动状态反馈控制 |
| 2.1 渐近稳定控制 |
| 2.1.1 相对轨道动力学模型 |
| 2.1.2 开环最优控制 |
| 2.1.3 闭环渐近稳定控制 |
| 2.1.4 数值仿真与分析 |
| 2.2 有限时间稳定控制 |
| 2.2.1 相对轨道动力学模型 |
| 2.2.2 开环最优控制 |
| 2.2.3 闭环有限时间稳定控制 |
| 2.2.4 数值仿真与分析 |
| 2.3 满足线性参数化条件的自适应控制 |
| 2.3.1 相对轨道动力学模型 |
| 2.3.2 闭环自适应控制 |
| 2.3.3 数值仿真与分析 |
| 2.4 一般条件的自适应控制 |
| 2.4.1 相对轨道动力学模型 |
| 2.4.2 闭环自适应控制 |
| 2.4.3 数值仿真与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 洛伦兹航天器相对轨道全驱动输出反馈控制 |
| 3.1 渐近稳定控制 |
| 3.1.1 相对轨道动力学模型 |
| 3.1.2 开环最优控制 |
| 3.1.3 闭环渐近稳定控制 |
| 3.1.4 数值仿真与分析 |
| 3.2 一般条件的自适应控制(I) |
| 3.2.1 相对轨道动力学模型 |
| 3.2.2 闭环自适应控制 |
| 3.2.3 数值仿真与分析 |
| 3.3 一般条件的自适应控制(II) |
| 3.3.1 相对轨道动力学模型 |
| 3.3.2 闭环自适应控制 |
| 3.3.3 数值仿真与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 洛伦兹航天器相对轨道欠驱动状态反馈控制(悬停) |
| 4.1 典型欠驱动相对轨道控制任务分析 |
| 4.1.1 圆轨道悬停 |
| 4.1.2 圆轨道编队重构 |
| 4.1.3 圆轨道交会 |
| 4.1.4 椭圆轨道悬停 |
| 4.1.5 椭圆轨道编队重构 |
| 4.1.6 椭圆轨道交会 |
| 4.1.7 结论 |
| 4.2 圆轨道欠驱动悬停渐近稳定控制 |
| 4.2.1 径向欠驱动控制 |
| 4.2.2 迹向欠驱动控制 |
| 4.2.3 基于扰动观测器的渐近稳定控制 |
| 4.2.4 数值仿真与分析 |
| 4.3 圆轨道欠驱动悬停饱和渐近稳定控制 |
| 4.3.1 饱和欠驱动悬停可行方位 |
| 4.3.2 径向欠驱动控制 |
| 4.3.3 迹向欠驱动控制 |
| 4.3.4 数值仿真与分析 |
| 4.4 圆轨道欠驱动悬停有限时间稳定控制 |
| 4.4.1 径向欠驱动控制 |
| 4.4.2 迹向欠驱动控制 |
| 4.4.3 数值仿真与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 洛伦兹航天器相对轨道欠驱动状态反馈控制(编队重构) |
| 5.1 圆轨道欠驱动编队重构渐近稳定控制 |
| 5.1.1 径向欠驱动控制 |
| 5.1.2 迹向欠驱动控制 |
| 5.1.3 改进径向/迹向欠驱动控制 |
| 5.1.4 数值仿真与分析 |
| 5.2 圆轨道欠驱动编队重构最优控制 |
| 5.2.1 开环最优控制(固定终端约束) |
| 5.2.2 开环最优控制(自由终端约束) |
| 5.2.3 闭环自适应控制 |
| 5.2.4 数值仿真与分析 |
| 5.3 圆轨道欠驱动编队重构避撞控制 |
| 5.3.1 径向欠驱动控制 |
| 5.3.2 迹向欠驱动控制 |
| 5.3.3 数值仿真与分析 |
| 5.4 椭圆轨道欠驱动编队重构渐近稳定控制 |
| 5.4.1 径向欠驱动控制 |
| 5.4.2 迹向欠驱动控制 |
| 5.4.3 数值仿真与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 洛伦兹航天器相对轨道欠驱动输出反馈控制 |
| 6.1 由欠驱动和缺失速度测量联合引起的新问题 |
| 6.1.1 问题分析 |
| 6.2 圆轨道欠驱动悬停渐近稳定控制 |
| 6.2.1 径向欠驱动控制 |
| 6.2.2 迹向欠驱动控制 |
| 6.2.3 数值仿真与分析 |
| 6.3 圆轨道欠驱动悬停饱和渐近稳定控制 |
| 6.3.1 径向欠驱动控制 |
| 6.3.2 迹向欠驱动控制 |
| 6.3.3 数值仿真与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 洛伦兹航天器姿态控制 |
| 7.1 洛伦兹航天器姿态控制机理 |
| 7.1.1 航天器姿态动力学模型 |
| 7.1.2 洛伦兹力矩 |
| 7.1.3 磁力矩 |
| 7.1.4 洛伦兹力矩与磁力矩最优分配律设计 |
| 7.1.5 结论 |
| 7.2 洛伦兹航天器姿态跟踪控制 |
| 7.2.1 航天器姿态误差动力学模型 |
| 7.2.2 控制器设计 |
| 7.2.3 稳定性分析 |
| 7.2.4 数值仿真与分析 |
| 7.2.5 结论 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 洛伦兹航天器姿轨一体化控制 |
| 8.1 集群洛伦兹航天器姿轨一体化动力学建模 |
| 8.1.1 数学基础 |
| 8.1.2 六自由度姿轨一体化建模 |
| 8.1.3 结论 |
| 8.2 集群洛伦兹航天器姿轨一体化协同控制 |
| 8.2.1 分布协同控制器设计 |
| 8.2.2 数值仿真与分析 |
| 8.3 本章小结 |
| 第九章 总结与展望 |
| 9.1 论文主要研究成果 |
| 9.2 进一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（10）无刷直流电机转速伺服系统高阶滑模控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 研究对象特点 |
| 1.1.2 研究背景 |
| 1.2 无刷直流电机控制系统的研究现状 |
| 1.2.1 无刷直流电机建模方法 |
| 1.2.2 无刷直流电机控制技术的发展与研究现状 |
| 1.3 高阶滑模控制理论的发展与应用 |
| 1.3.1 高阶滑模控制理论的发展与研究现状 |
| 1.3.2 二阶滑模控制理论的发展与研究现状 |
| 1.3.3 高阶滑模在电机控制系统中的应用 |
| 1.4 研究目的和意义 |
| 1.5 研究内容与结构安排 |
| 2 BLDCM转速伺服系统多滑模反步自适应二阶滑模控制 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 BLDCM非线性分析与建模 |
| 2.2.1 按导通回路划分的BLDCM微分方程模型 |
| 2.2.2 用于反步法设计的BLDCM纯反馈系统描述 |
| 2.3 BLDCM反步自适应高阶滑模控制律设计 |
| 2.3.1 一种改进的自适应STA设计 |
| 2.3.2 一级转速子系统自适应二阶滑模控制律设计 |
| 2.3.3 二级电流子系统控制律设计 |
| 2.3.4 控制输出量奇异问题分析与限幅设置 |
| 2.3.5 系统全局稳定性分析及控制原理框图 |
| 2.4 仿真分析 |
| 2.4.1 参数设置 |
| 2.4.2 阶跃响应 |
| 2.4.3 改进的SSTA与标准STA控制效果对比 |
| 2.4.4 正弦响应 |
| 2.5 小结 |
| 3 一阶和二阶滑模级联式BLDCM转速转矩双闭环转速伺服控制 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 BLDCM误差状态方程模型的降阶分解 |
| 3.2.1 BLDCM微分方程模型 |
| 3.2.2 BLDCM二阶转速误差状态方程 |
| 3.2.3 BLDCM二阶误差状态方程降阶分解及扰动匹配性分析 |
| 3.3 一阶和二阶滑模级联式BLDCM双闭环控制 |
| 3.3.1 电机转速环节的统一跟踪误差状态方程模型及扰动匹配性分析 |
| 3.3.2 转速闭环STA二阶滑模控制律设计方法研究 |
| 3.3.3 比例滑模项对系统的稳定性及收敛速度的影响分析 |
| 3.3.4 BLDCM磁链自控一阶滑模直接转矩控制 |
| 3.3.5 BLDCM一阶和二阶滑模级联式双闭环控制原理 |
| 3.4 实验分析 |
| 3.4.1 实验平台及电机参数 |
| 3.4.2 比例滑模项对系统性能的影响分析 |
| 3.4.3 与转速电流双闭环PI控制系统性能对比 |
| 3.5 小结 |
| 4 BLDCM-MTPA磁链跟踪-DTC技术研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 BLDCM-MTPA矢量控制原理 |
| 4.2.1 不同坐标系下的BLDCM建模 |
| 4.2.2 BLDCM-MTPA矢量控制原理 |
| 4.3 BLDCM-MTPA磁链跟踪-DTC研究 |
| 4.3.1 BLDCM-MTPA磁链跟踪-DTC原理 |
| 4.3.2 电压矢量选择 |
| 4.3.3 负载对定子磁链MTPA跟踪轨迹的影响 |
| 4.3.4 定子磁链MTPA给定轨迹设计与磁链反馈计算 |
| 4.3.5 转矩反馈计算 |
| 4.4 实验分析 |
| 4.4.1 实验平台及控制参数设置 |
| 4.4.2 反电势波形函数与磁链轨迹 |
| 4.4.3 电磁转矩控制性能及其对外环转速控制的影响 |
| 4.4.4 电流波形与MTPA特性分析 |
| 4.4.5 铜耗分析 |
| 4.5 小结 |
| 5 BLDCM-MTPA-PCL二阶滑模转速伺服控制 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 PCL算法二阶滑模控制原理 |
| 5.2.1 二阶滑模控制问题描述 |
| 5.2.2 PCL算法与收敛特性分析 |
| 5.3 BLDCM-PCL算法二阶滑模转速伺服控制方法研究 |
| 5.3.1 全桥逆变器三相导通电压矢量及基于符号函数的逆变器建模 |
| 5.3.2 BLDCM-MTPA-PCL算法二阶滑模直接斩波控制律设计 |
| 5.4 电流限幅控制方法研究 |
| 5.4.1 电流不控问题分析及电流限幅控制原理 |
| 5.4.2 基于电磁转矩滑模控制的电流限幅控制律设计 |
| 5.4.3 带电流限幅的BLDCM-MTPA-PCL二阶滑模转速伺服控制系统原理 |
| 5.5 仿真分析 |
| 5.5.1 参数设置 |
| 5.5.2 电流限幅控制分析 |
| 5.5.3 系统的二阶滑模收敛特性分析 |
| 5.5.4 与转速电流双闭环PI控制系统性能对比 |
| 5.6 小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 主要研究工作与创新点 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
四、非匹配不确定系统的显式反步变结构控制（论文参考文献）
- [1]全液压驱动球型手腕系统特性及姿态控制方法研究[D]. 吉鑫浩. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]无人直升机吊挂飞行抗扰控制律设计[D]. 朱汉. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [3]基于反步法的永磁直线同步电机位移跟踪控制研究[D]. 宋红姣. 燕山大学, 2020(01)
- [4]高超声速飞行器爬升段不确定性控制研究[D]. 文成馀. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [5]航天器姿态跟踪及姿态协同有限时间控制方法研究[D]. 陈海涛. 哈尔滨工业大学, 2019
- [6]无抖振终端滑模控制及其在感应电机转速控制中的应用[D]. 周铭浩. 哈尔滨工业大学, 2019
- [7]具有约束的动力定位船控制方法研究[D]. 梁坤. 哈尔滨工程大学, 2019(04)
- [8]弹性高超声速飞行器鲁棒自适应控制方法研究[D]. 程仙垒. 国防科技大学, 2018(01)
- [9]洛伦兹航天器姿轨动力学与控制理论研究[D]. 黄煦. 国防科技大学, 2017(02)
- [10]无刷直流电机转速伺服系统高阶滑模控制研究[D]. 张庆超. 西北工业大学, 2017(01)