Advertisement

考虑攻击角度限制的非奇异终端滑模固定时间收敛制导律

  •  5星
  •     浏览量: 0
  •     大小:None
  •      文件类型:None


简介:
本研究提出了一种新型制导律,结合非奇异终端滑模与攻击角度限制,确保了在固定时间内实现精确跟踪目标,具有快速响应和强鲁棒性。 针对拦截机动目标的末制导问题,设计了一种带攻击角度约束的末制导律。该制导律采用一种新型固定时间收敛非奇异终端滑模面,在解决终端滑模面奇异性的同时保证了滑模面、弹目视线角和弹目视线角速率在固定时间内快速收敛,并确保收敛时间上界独立于初始条件,可预先设定。相较于传统固定时间收敛控制方法,这种制导律通过调整趋近率指数加快了系统的响应速度。 为了应对目标机动引起的未知扰动影响,引入了一种扩张状态观测器进行实时估计和补偿,增强了系统鲁棒性并减少了颤振现象的发生。最终仿真结果表明所提出的末制导律能够实现不同攻击角度下的有效拦截,并且相比其他制导方法,在收敛速率、导弹拦截时间和精度上都有显著优势。

全部评论 (0)

还没有任何评论哟~
客服
客服
  • 优质
    本研究提出了一种新型制导律,结合非奇异终端滑模与攻击角度限制,确保了在固定时间内实现精确跟踪目标,具有快速响应和强鲁棒性。 针对拦截机动目标的末制导问题,设计了一种带攻击角度约束的末制导律。该制导律采用一种新型固定时间收敛非奇异终端滑模面,在解决终端滑模面奇异性的同时保证了滑模面、弹目视线角和弹目视线角速率在固定时间内快速收敛,并确保收敛时间上界独立于初始条件,可预先设定。相较于传统固定时间收敛控制方法,这种制导律通过调整趋近率指数加快了系统的响应速度。 为了应对目标机动引起的未知扰动影响,引入了一种扩张状态观测器进行实时估计和补偿,增强了系统鲁棒性并减少了颤振现象的发生。最终仿真结果表明所提出的末制导律能够实现不同攻击角度下的有效拦截,并且相比其他制导方法,在收敛速率、导弹拦截时间和精度上都有显著优势。
  • 代码研究
    优质
    本研究探讨了在导弹制导系统中引入滑模控制技术,并加入攻击时间和角度限制条件下的算法优化和仿真验证。通过Matlab等工具编写相关代码,旨在提高命中精度及稳定性。 滑模控制是一种先进的控制系统策略,在存在不确定性或干扰的动态系统中表现尤为出色。在军事及航空航天领域,这项技术被广泛用于导弹和飞行器的制导系统设计,以确保复杂环境下的高效与鲁棒性能。 本项目旨在通过MATLAB仿真代码展示如何应用滑模控制来满足含有攻击时间和角度限制条件下的制导律的设计要求。核心思想在于使系统状态沿预设“滑动表面”移动,在达到该平面时无论参数变化或外部扰动,均能保持稳定运行于其上。这赋予了滑模控制系统出色的抗干扰能力和快速响应特性。 在描述中提到的仿真代码着重考虑两个关键因素:攻击时间与角度。前者定义为从发射到命中目标所需的时间,是战术决策的重要组成部分;后者涉及弹道轨迹设计,影响导弹穿透力及生存几率。 该代码可能包括以下部分: 1. **滑模函数设计** - 定义描述系统行为的数学表达式。 2. **控制器设计** - 根据上述定义驱动状态向目标表面移动的设计方案。 3. **仿真模型构建** - 在MATLAB环境中建立导弹或飞行器的动力学模型,包括初始条件和空气动力参数等信息。 4. **约束处理** - 设计中嵌入攻击时间和角度的限制以确保有效制导。 5. **图形输出展示** - 利用MATLAB工具箱绘制弹道图、攻击角及其他关键图表。 作为数学计算与仿真分析的强大平台,MATLAB为实现滑模控制算法提供了便利。通过这段代码,研究人员和工程师可以深入理解该技术在实际问题中的应用,并进行各种假设及参数调整以优化制导性能。本项目展示了如何在不确定环境中设计高精度的制导策略,并有助于提升导弹与飞行器的打击精准度及其生存能力。 此基于滑模控制并加入攻击时间和角度限制条件下的仿真代码,对于提高系统在复杂环境中的适应性和效率具有重要意义。通过MATLAB进行的有效评估和改进方案的设计可以显著优化实际应用效果。
  • 基于指数趋近
    优质
    本研究提出了一种基于指数趋近律的非奇异终端滑模控制方法,有效解决了系统在有限时间内稳定控制的问题,并增强了系统的鲁棒性。 针对一类二阶非线性不确定系统,本段落分析了传统Terminal滑模控制的奇异问题以及调整时间的问题。为了提高到达滑模面的速度,结合趋近律的思想,提出了基于指数趋近律的非奇异Terminal滑模控制器的设计方法和两种新的控制策略,在克服奇异问题的基础上提高了系统的收敛速度并缩短了调整时间。仿真结果表明所设计的控制策略可以使系统在较短时间内达到平衡点,验证了该方法的有效性。
  • 基于ESO复合
    优质
    本研究提出了一种结合扩展状态观测器(ESO)与非奇异快速终端滑模(SISO)及常规滑模(SM)技术的新型复合控制系统,旨在提升系统动态响应速度和鲁棒性。 为解决传统非奇异终端滑模控制中存在的收敛速度慢及控制输入抖振的问题,本段落提出了一种结合复合滑模面函数与扩张状态观测器的控制器设计方法。首先通过引入分阶段控制律并利用复合滑模面来加快系统的响应速度;其次,在此基础上应用扩张状态观测器在线估计和补偿系统中的不确定因素,以减轻未建模动态效应引起的抖振现象。最后证明了上述两种策略在有限时间内均能实现快速收敛的效果。仿真结果表明所提方法的有效性,并展示了其具备的快速收敛能力和强大的鲁棒性能等优点。
  • 系统設計方法
    优质
    本研究探讨了非奇异终端滑模控制的设计与实现,提出了一种新的算法以提高系统响应速度和鲁棒性,适用于复杂动态环境中的精确控制。 本段落提出了一种全局非奇异终端滑模控制器,适用于带有参数不确定性和外部扰动的二阶非线性系统。证明了该系统的状态能够从任意初始位置在有限时间内进入滑模,并且同样能在有限的时间内达到平衡点。此外,分析了终端滑模控制对不确定性系统的跟踪精度,并推导出系统跟踪误差与用于消除抖振的饱和函数宽度之间的数学关系。根据所需的跟踪精度可以设计合适的饱和函数。仿真结果验证了所提出方法的有效性。
  • 【气动学】MATLAB带约束【附MATLAB源码 8808期】.mp4
    优质
    本视频讲解了基于MATLAB的滑模控制技术,用于实现带有约束条件(如攻击时间和角度)的气动学制导律设计,并提供相关MATLAB源代码下载。 在Matlab领域上传的视频均附有对应的完整代码,并且所有代码均已测试可运行,非常适合初学者使用。 1. 代码压缩包内容包括: - 主函数:main.m; - 调用函数:其他m文件;这些调用函数无需单独运行。 - 运行结果效果图展示。 2. 所有代码均在Matlab 2019b版本上测试通过。如果使用过程中遇到问题,根据错误提示进行相应修改即可。如有疑问,请联系博主寻求帮助。 3. 具体的操作步骤如下: 步骤一:将所有文件放置于Matlab的当前工作目录下; 步骤二:双击打开main.m文件; 步骤三:点击运行,等待程序执行完毕以获取结果; 4. 如果需要进一步的帮助或服务,请联系博主。 例如: - 获取博客或资源中的完整代码提供 - 复现期刊论文或参考文献中的内容 - 定制Matlab程序 - 科研合作
  • 基于自适应积分方法
    优质
    本研究提出了一种新颖的自适应积分滑模制导策略,通过考虑终端角度限制,增强了导弹在复杂环境下的跟踪精度和鲁棒性。 针对机动目标拦截末制导问题,本段落提出了一种考虑终端角度约束的自适应积分滑模制导律。首先设计了一个有限时间收敛的非线性积分滑模面,并采用快速终端滑模趋近律;接着,通过估计目标机动加速度上界平方,引入了自适应律,从而构建出具有光滑特性的自适应积分滑模制导律;最后基于有限时间理论证明闭环系统的有限时间收敛特性并给出滑模变量、视线角以及视线角速率的收敛域。数值仿真结果验证了该设计方案的有效性。
  • 一种持续快速策略
    优质
    本研究提出了一种新颖的控制策略,旨在实现系统的快速稳定响应。通过采用连续而非奇异的设计方法,该策略有效避免了传统滑模控制系统中的抖振问题,并确保了动态过程的高效与精确性。 为了解决现有终端滑模控制算法在收敛速度及抖振方面的问题,本段落提出了一种连续非奇异快速终端滑模控制方法。该方法采用变系数双幂次趋近率与非奇异快速终端滑模面相结合的设计方式,旨在提升系统状态在接近和稳定阶段的收敛效率。通过Lyapunov稳定性理论证明了所提出的控制策略能够在扰动条件下使状态轨迹于有限时间内迅速进入一个特定区域。相较于传统方法,本段落提出的连续性控制方案能够有效抑制抖振现象,并提供更高的控制精度。最后,将该算法应用于光电稳定平台并通过仿真验证其有效性。
  • 基于二自由机械臂轨迹跟踪器
    优质
    本研究提出了一种基于非奇异终端滑模控制策略的二自由度机械臂控制系统,有效提升了复杂轨迹下的实时跟踪精度与稳定性。 快速终端滑模控制能使系统状态在有限时间内收敛到零,突破了传统滑模控制在线性滑模面条件下状态渐近收敛的限制,提高了系统的动态性能。与线性滑模控制相比,终端滑模控制不含切换项,能有效消除抖动。此外,终端滑模控制具有快速响应能力,在有限时间内可以实现高精度稳态跟踪。
  • 六自由机械臂分数阶自适应设计
    优质
    本研究聚焦于六自由度机械臂系统的高精度控制问题,提出了一种结合分数阶、自适应及非奇异终端滑模技术的创新性控制策略,显著提升了系统响应速度与鲁棒性能。 本段落主要探讨了六自由度机械臂的分数阶非奇异快速终端滑模控制方法的设计与实现。六自由度机械臂在现代工业、服务机器人及高科技领域中应用广泛,其控制系统需要能够准确且迅速地跟踪预定轨迹,并确保在各种环境和负载条件下保持高精度操作性能。随着应用场景不断扩展以及要求提高,对机械臂的运动控制提出了更高挑战。设计者面临的关键问题之一是如何保证系统存在未建模动态与外部干扰时仍能维持精确度。 滑模控制是一种解决此类问题的有效方法,它具备强鲁棒性,并且能够应对系统的不确定性和外界干扰。在机器人控制系统中,滑模控制特别适用于非线性系统并提供准确的轨迹跟踪性能。然而,在实际应用中,机械臂系统往往是一个复杂的非线性环境,参数难以精确测量并且模型匹配问题明显;同时,未知外部干扰的影响进一步增加了对控制算法的要求。 针对上述挑战,本段落提出了非奇异快速终端滑模(NFTSM)控制方法。该方法引入了分数阶切换律,并通过自适应律估计机械臂系统的不确定性上界。此方法避免传统滑模中出现的奇异问题,并使系统状态在有限时间内迅速达到平衡;同时解决了控制信号抖振的问题,提高了稳定性和可操作性。 文章详细介绍了六自由度机械臂分数阶非奇异快速终端滑模控制方法的具体实现步骤:构建数学模型、提出分数阶滑模律并引入自适应算法估计不确定性上界。选择合适的滑动面是关键所在;此外采用积分处理方式消除了抖振现象,确保输出信号连续。 通过仿真验证了所提控制策略的有效性,在无建模误差和存在外部干扰的情况下仍能快速准确跟踪预定轨迹,这对于实际应用至关重要。研究创新点在于结合分数阶控制理论与快速终端滑模,并利用自适应算法处理模型不确定性,为机械臂高精度控制提供新思路;同时避免抖振现象提升了稳定性和可靠性。 该方法在工业自动化生产线、航天、海洋勘探、医疗机器人及服务机器人等众多领域具有广泛应用前景。随着对控制精度和稳定性需求的提升,本段落提出的控制策略在未来机器人控制系统中具备重要研究价值与应用潜力。