1 四川大学电气信息学院,成都 610065
2 国网宁夏电力公司电力科学研究院,银川 750011
针对一类存在非匹配干扰和建模误差的高阶非线性系统,结合滤波反步控制方法,设计一种基于非线性干扰观测器的自适应反步非奇异终端滑模控制方案。首先,设计一种有限时间稳定的非线性干扰观测器,以此对非匹配干扰进行估计和补偿。采用反步控制处理高阶不确定非线性系统,结合动态面控制设计虚拟控制律,避免传统反步设计中存在的“微分爆炸”问题；第n步结合自适应控制和非线性干扰观测器,设计非奇异终端滑模控制律,消除建模误差和非匹配干扰对系统的影响。基于Lyapunov理论证明跟踪误差一致最终有界。仿真结果验证了所设计控制方案的有效性。
非线性系统 非匹配干扰 滤波反步法 非线性干扰观测器 自适应控制 非奇异终端滑模控制 nonlinear system unmatched disturbance filtered backstepping method nonlinear disturbance observer adaptive control non-singular terminal sliding mode control
1 四川大学电气信息学院, 成都 610054
2 国网宁夏电力科学研究院, 银川 750011
3 中国人民解放军78618部队, 成都 610100
在复杂快速多维度约束系统中, 针对在显式模型预测控制离线计算时, 计算量大、处理缓慢、内存占用过高等问题, 提出了一种基于剥离饱和区域的高效显式模型预测控制算法。结合多面体、分段仿射等相关概念和波利亚定理, 利用显式控制器反馈饱和特性, 去除饱和区域, 保留非饱和临界区域, 从而达到减少状态分区数量和计算量的目的。根据解耦后四旋翼飞行器的两个状态空间子系统简化模型, 实现了姿态角在扰动后的快速准确调节。数值仿真和半实物仿真实验均验证了该算法在四旋翼飞行器姿态控制上的有效性和优越性。
四旋翼飞行器 高效EMPC算法 显式模型预测控制 状态分区 分段仿射 波利亚阶数 quad-rotor aircraft efficient EMPC algorithm explicit model predictive control state partition piecewse affine Polya order
