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公开(公告)号：CN112965382B
公开(公告)日：2021-12-17
申请号：CN202110178100.3
申请日：2021-02-08
Applicant: 南京工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于神经网络观测器非线性全局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；利用三次b样条基函数构建径向三次b样条基自适应神经网络，对所述高超声速飞行器气动热地面模拟系统未知扰动进行预测；基于非线性全局滑模面削弱趋近状态下的高频切换抖振；根据滑模可达性条件建立非线性等效控制率、非线性趋近率，得到非线性全局滑模控制率。本发明保证了系统初始状态就处于滑动模态，系统在响应全过程中减小了抖动和稳态误差，同时在滑模面上引入跟踪误差的一次项，加快了系统在滑动模态上的线性反馈增益和收敛速度，改善了动态性能。
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公开(公告)号：CN112965364A
公开(公告)日：2021-06-15
申请号：CN202110170166.8
申请日：2021-02-08
Applicant: 南京工业大学
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。
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公开(公告)号：CN113900373B
公开(公告)日：2023-11-03
申请号：CN202110904138.4
申请日：2021-08-06
Applicant: 南京工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种结构热试验的全局非奇异快速终端滑模控制方法，包括，构建结构热试验系统输出温度和可控硅导通角关系的数学模型；利用跟踪误差和积分型终端滑模面搭建全局非奇异快速终端滑模面；建立线性扩展状态观测器，观测输入扰动和外部扰动；基于所述结构热试验系统数学模型、所述线性扩展状态观测器、所述全局非奇异快速终端滑模面和等速趋近率，建立可控硅导通角α(t)的控制器；构造Lyapunov函数V(s)，满足Lyapunov稳定性条件V(s)>0，#imgabs0#得到#imgabs1#验证收敛性收敛于平衡状态。本发明通过快速项和非奇异项分别保证了在滑动阶段的收敛速度的加快和消除了奇异现象，等速趋近率加入，能够有效解决控制过程中的收敛停滞问题进一步保证了收敛速度加快。
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公开(公告)号：CN113900373A
公开(公告)日：2022-01-07
申请号：CN202110904138.4
申请日：2021-08-06
Applicant: 南京工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种结构热试验的全局非奇异快速终端滑模控制方法，包括，构建结构热试验系统输出温度和可控硅导通角关系的数学模型；利用跟踪误差和积分型终端滑模面搭建全局非奇异快速终端滑模面；建立线性扩展状态观测器，观测输入扰动和外部扰动；基于所述结构热试验系统数学模型、所述线性扩展状态观测器、所述全局非奇异快速终端滑模面和等速趋近率，建立可控硅导通角α(t)的控制器；构造Lyapunov函数V(s)，满足Lyapunov稳定性条件V(s)>0，得到验证收敛性收敛于平衡状态。本发明通过快速项和非奇异项分别保证了在滑动阶段的收敛速度的加快和消除了奇异现象，等速趋近率加入，能够有效解决控制过程中的收敛停滞问题进一步保证了收敛速度加快。
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公开(公告)号：CN112965384A
公开(公告)日：2021-06-15
申请号：CN202110180328.6
申请日：2021-02-08
Applicant: 南京工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种自适应神经网络全局非奇异快速终端滑模无模型方法，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电能与输出温度之间的数学模型并转化成无模型控制的超局部模型；基于所述超局部模型构建线性扩展状态观测器LESO，观测外部扰动；利用输出的高超声速飞行器气动热地面模拟系统跟踪误差e，建立全局非奇异快速终端滑模面；将所述全局非奇异快速终端滑模面作为基础，根据滑模的可达性条件定义滑模控制趋近状态下的趋近率；利用自适应神经网络算法作为辅助控制器，无限逼近观测扰动以抵消所述观测扰动；建立Lyapunov稳定性判据模型，验证自适应神经网络全局非奇异快速终端滑模无模型方法的收敛性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112965382A
公开(公告)日：2021-06-15
申请号：CN202110178100.3
申请日：2021-02-08
Applicant: 南京工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于神经网络观测器非线性全局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；利用三次b样条基函数构建径向三次b样条基自适应神经网络，对所述高超声速飞行器气动热地面模拟系统未知扰动进行预测；基于非线性全局滑模面削弱趋近状态下的高频切换抖振；根据滑模可达性条件建立非线性等效控制率、非线性趋近率，得到非线性全局滑模控制率。本发明保证了系统初始状态就处于滑动模态，系统在响应全过程中减小了抖动和稳态误差，同时在滑模面上引入跟踪误差的一次项，加快了系统在滑动模态上的线性反馈增益和收敛速度，改善了动态性能。
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公开(公告)号：CN112965384B
公开(公告)日：2021-11-16
申请号：CN202110180328.6
申请日：2021-02-08
Applicant: 南京工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种自适应神经网络全局非奇异快速终端滑模无模型方法，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电能与输出温度之间的数学模型并转化成无模型控制的超局部模型；基于所述超局部模型构建线性扩展状态观测器LESO，观测外部扰动；利用输出的高超声速飞行器气动热地面模拟系统跟踪误差e，建立全局非奇异快速终端滑模面；将所述全局非奇异快速终端滑模面作为基础，根据滑模的可达性条件定义滑模控制趋近状态下的趋近率；利用自适应神经网络算法作为辅助控制器，无限逼近观测扰动以抵消所述观测扰动；建立Lyapunov稳定性判据模型，验证自适应神经网络全局非奇异快速终端滑模无模型方法的收敛性。
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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
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。
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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
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。
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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
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。
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