一种基于Backstepping法的无人机姿态系统控制方法

    公开(公告)号:CN104536448A

    公开(公告)日:2015-04-22

    申请号:CN201410653271.7

    申请日:2014-11-17

    Abstract: 本发明的目的在于提供一种基于Backstepping法的无人机姿态系统控制方法,以姿态控制力矩作为输入,以姿态角为输出设计姿态控制系统。将无人机复杂的非线性姿态系统分为角运动系统和动力系统,三个姿态角的变化率作为中间变量将两个子系统连接在一起。针对角运动系统设计虚拟控制律,作为对系统的静态补偿。构造子系统的Lyapunov函数,使得子系统每个状态变量具有适当的渐近稳定特性,在此基础上反推到整体系统,用子系统的Lyapunov函数表示出整体系统的Lyapunov函数,并根据Lyapunov稳定定理设计出满足控制要求的控制律并通过自动驾驶仪产生相应的力矩作为姿态系统的控制输入量,使系统达到期望状态。本发明能够消除无人机飞行过程中的偏差,回使其到正常轨迹线上。

    一种基于综合减摇混沌系统的PID控制器优化控制方法

    公开(公告)号:CN104527944A

    公开(公告)日:2015-04-22

    申请号:CN201410653259.6

    申请日:2014-11-17

    Abstract: 本发明的目的在于提供一种基于综合减摇混沌系统的PID控制器优化控制方法,针对船舶减摇问题,对综合减摇系统动力学模型方程进行分析,得到该系统为混沌系统。利用相图与Lyapunov指数谱分析方法,验证该系统在特定条件下的混沌行为,通选取受控参数,利用非线性反馈控制方法使系统的混沌行为得到有效控制。本发明不仅使系统混沌动力学行为得到了改善,还保留系统原有的动力学特性。将混沌搜索算法与蚁群算法相结合,实现对PID控制参数寻优,使混沌蚁群算法不仅具备较强全局优化能力,同时还加快了系统收敛速度,从而使控制系统性能得到明显提高。对于有效设计出船舶横摇运动的控制器设备具有较强的应用价值。

    一种基于能量优化的综合减摇装置双重神经网络自整定PID控制方法

    公开(公告)号:CN104527943A

    公开(公告)日:2015-04-22

    申请号:CN201410653257.7

    申请日:2014-11-17

    Abstract: 本发明的目的在于提供一种基于能量优化的综合减摇装置双重神经网络自整定PID控制方法,建立综合减摇系统模型,以海浪波倾角作为综合减摇系统输入。根据建立的综合减摇系统模型创建性能指标,性能指标主要包括横摇角方差,鳍角饱和率以及驱动减摇鳍系统能量消耗。利用双重神经网络在线调整PID控制器的参数,实现PID参数自整定。在实时海况条件下,PID控制器中加入延迟环节。实时调整延迟时间,使综合减摇系统能够充分发挥减摇鳍和减摇水舱的减摇能力。实时更新PID控制参数,得到最优的PID参数值,优化综合减摇系统性能指标。本发明不仅可以满足船舶减摇性能指标,而且可以节约PID参数寻优时间,提高实际应用效率。

    一种基于能量优化的综合减摇装置双重神经网络自整定PID控制方法

    公开(公告)号:CN104527943B

    公开(公告)日:2017-05-24

    申请号:CN201410653257.7

    申请日:2014-11-17

    Abstract: 本发明的目的在于提供一种基于能量优化的综合减摇装置双重神经网络自整定PID控制方法,建立综合减摇系统模型,以海浪波倾角作为综合减摇系统输入。根据建立的综合减摇系统模型创建性能指标,性能指标主要包括横摇角方差,鳍角饱和率以及驱动减摇鳍系统能量消耗。利用双重神经网络在线调整PID控制器的参数,实现PID参数自整定。在实时海况条件下,PID控制器中加入延迟环节。实时调整延迟时间,使综合减摇系统能够充分发挥减摇鳍和减摇水舱的减摇能力。实时更新PID控制参数,得到最优的PID参数值,优化综合减摇系统性能指标。本发明不仅可以满足船舶减摇性能指标,而且可以节约PID参数寻优时间,提高实际应用效率。

    一种基于综合减摇混沌系统的PID控制器优化控制方法

    公开(公告)号:CN104527944B

    公开(公告)日:2017-05-24

    申请号:CN201410653259.6

    申请日:2014-11-17

    Abstract: 本发明的目的在于提供一种基于综合减摇混沌系统的PID控制器优化控制方法,针对船舶减摇问题,对综合减摇系统动力学模型方程进行分析,得到该系统为混沌系统。利用相图与Lyapunov指数谱分析方法,验证该系统在特定条件下的混沌行为,通选取受控参数,利用非线性反馈控制方法使系统的混沌行为得到有效控制。本发明不仅使系统混沌动力学行为得到了改善,还保留系统原有的动力学特性。将混沌搜索算法与蚁群算法相结合,实现对PID控制参数寻优,使混沌蚁群算法不仅具备较强全局优化能力,同时还加快了系统收敛速度,从而使控制系统性能得到明显提高。对于有效设计出船舶横摇运动的控制器设备具有较强的应用价值。

    一种用于捷联惯性/多普勒组合导航系统的自适应滤波方法

    公开(公告)号:CN103389095A

    公开(公告)日:2013-11-13

    申请号:CN201310313649.4

    申请日:2013-07-24

    Abstract: 本发明公开了一种用于捷联惯性/多普勒组合导航系统的自适应滤波方法,其目的是提高滤波器在动态条件下的响应速度和滤波精度,并提高捷联惯性/多普勒组合导航系统的定位精度。该方法通过引入关于新息协方差的限定窗口平滑器,利用该新息协方差平滑值直接修正滤波器中的增益矩阵,并引入调节因子对一步预测均方误差进行修正,进而达到改善滤波器动态响应速度以及提高滤波精度的目的。本发明所设计的自适应滤波方法用于捷联惯性/多普勒组合导航系统中,有效地提高了组合系统在动态条件下的导航定位精度。

    一种基于Backstepping法的无人机姿态系统控制方法

    公开(公告)号:CN104536448B

    公开(公告)日:2017-02-22

    申请号:CN201410653271.7

    申请日:2014-11-17

    Abstract: 本发明的目的在于提供一种基于Backstepping法的无人机姿态系统控制方法,以姿态控制力矩作为输入,以姿态角为输出设计姿态控制系统。将无人机复杂的非线性姿态系统分为角运动系统和动力系统,三个姿态角的变化率作为中间变量将两个子系统连接在一起。针对角运动系统设计虚拟控制律,作为对系统的静态补偿。构造子系统的Lyapunov函数,使得子系统每个状态变量具有适当的渐近稳定特性,在此基础上反推到整体系统,用子系统的Lyapunov函数表示出整体系统的Lyapunov函数,并根据Lyapunov稳定定理设计出满足控制要求的控制律并通过自动驾驶仪产生相应的力矩作为姿态系统的控制输入量,使系统达到期望状态。本发明能够消除无人机飞行过程中的偏差,回使其到正常轨迹线上。

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