公开(公告)号：CN112965364B

公开(公告)日：2021-11-26

申请号：CN202110170166.8

申请日：2021-02-08

Applicant: 南京工业大学

Inventor： 张广明 ,  吕筱东 ,  高鹏 ,  柏志青 ,  扈凯 ,  杨路

IPC: G05B11/42

Abstract: 本发明公开了一种高超声速飞行器气动热地面模拟系统建模及iPID方法，包括，根据能量守恒定律，建立高超声速飞行器气动热地面模拟系统输入输出能量守恒等式；基于交流调压电路，建立高超声速飞行器气动热地面模拟系统输入电能表达式；利用热力学和传热学，建立高超声速飞行器气动热地面模拟系统输出电热能表达式；联立所述输入电能表达式和所述输出电热能表达式，建立高超声速飞行器气动热地面模拟系统输入电能与输出温度的控制模型；对所述控制模型进行降阶，获得所述高超声速飞行器气动热地面模拟系统的iPID控制器以完成目标跟踪。本发明的控制算法更清晰，控制精度更精确，能够将所有扰动通过时间延时观测器来观测。

公开(公告)号：CN113625564A

公开(公告)日：2021-11-09

申请号：CN202110904108.3

申请日：2021-08-06

Applicant: 南京工业大学

Inventor： 张广明 ,  柏志青 ,  吕筱东 ,  高鹏

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了一种结构热试验基于系统模型的滑模控制方法，包括，根据能量守恒定律，建立高超声速飞行器气动热地面结构热试验系统数学模型；利用跟踪误差、非线性函数、分数阶微分和分数阶积分构建非线性分数阶滑模面方程；基于所述结构热试验系统数学模型、所述非线性分数阶滑模面、超螺旋趋近率和时间延时观测器，构建可控硅导通角α(t)的控制器；建立Lyapunov函数V(s)，满足V(s)正定，半负定，得到验证收敛性收敛于平衡状态。本发明提高了整体的到达阶段的控制效果，时间延时观测器对输入扰动进行观测，从而使整个系统形成了一个闭环控制，各部分相结合既保证了控制的稳定性、收敛速度同时也降低了系统的稳态误差和超调量。

公开(公告)号：CN112987569B

公开(公告)日：2021-11-02

申请号：CN202110180322.9

申请日：2021-02-08

Applicant: 南京工业大学

Inventor： 张广明 ,  吕筱东 ,  高鹏 ,  柏志青 ,  扈凯 ,  杨路

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了一种扰动上界自适应分数阶全局终端滑模无模型控制方法，包括，根据能量守恒定律，建立高超声速飞行器气动热地面模拟系统数学模型及无模型控制的超局部模型；利用时间延迟观测器对高超声速飞行器气动热地面模拟系统未知扰动进行预测；基于分数阶全局终端滑模面削弱高超声速飞行器气动热地面模拟系统状态高频抖振；根据滑模可达性条件和神经网络扰动上界自适应计算等效控制率和趋近率，完成分数阶全局终端滑模控制。本发明全局性的设计削弱了趋近过程中抖振现象，引入的分数阶反馈项，通过改变分数阶的值可以增加收敛速度、稳定性，降低稳态误差，利用神经网络无限逼近的能力，设计神经网络自适应率对扰动误差的上界进行跟踪。

公开(公告)号：CN112987569A

公开(公告)日：2021-06-18

申请号：CN202110180322.9

申请日：2021-02-08

Applicant: 南京工业大学

Inventor： 张广明 ,  吕筱东 ,  高鹏 ,  柏志青 ,  扈凯 ,  杨路

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了一种扰动上界自适应分数阶全局终端滑模无模型控制方法，包括，根据能量守恒定律，建立高超声速飞行器气动热地面模拟系统数学模型及无模型控制的超局部模型；利用时间延迟观测器对高超声速飞行器气动热地面模拟系统未知扰动进行预测；基于分数阶全局终端滑模面削弱高超声速飞行器气动热地面模拟系统状态高频抖振；根据滑模可达性条件和神经网络扰动上界自适应计算等效控制率和趋近率，完成分数阶全局终端滑模控制。本发明全局性的设计削弱了趋近过程中抖振现象，引入的分数阶反馈项，通过改变分数阶的值可以增加收敛速度、稳定性，降低稳态误差，利用神经网络无限逼近的能力，设计神经网络自适应率对扰动误差的上界进行跟踪。

公开(公告)号：CN112987566A

公开(公告)日：2021-06-18

申请号：CN202110170226.6

申请日：2021-02-08

Applicant: 南京工业大学

Inventor： 张广明 ,  柏志青 ,  吕筱东 ,  高鹏 ,  王恒强 ,  王月

IPC: G05B13/04

Abstract: 本发明公开了一种气动热的超螺旋非线性分数阶滑模无模型控制方法，包括，基于能量守恒定律，建立高超声速飞行器气动热地面模拟系统输入电能与输出温度之间的数学模型并转化为无模型控制的超局部模型；根据定义的输出跟踪误差、非线性函数和分数阶微积分，构建非线性分数阶滑膜面；结合所述非线性分数阶滑膜面、超螺旋趋近率、所述超局部模型及时间延时观测器，搭建超螺旋非线性分数阶滑膜的无模型控制器，抑制控制过程中的抖振。本发明对非线性分数阶滑模面的设计既保证了控制的稳定性、收敛速度又降低了稳态误差和饱和误差，而超螺旋趋近率的结合改善了滑模面的抖动问题。