基于模型参考控制和误差反向传播的边界预测方法

01研究介绍

控制做动器存在不连续地理特征的动力系统存在流转化奇异性问题，该系统被觉得在状态空间中的不同子域属于不同的动力学模型，针对不同的动力学模型设计相应的控制方式可以实现控制效率的提高，例如常见的滑模控制器等。虽然，当成动器的不连续特征出现建模偏差时，控制器的切换和材料属性的转化会发生失配现象，影响控制疗效，并且或许出现控制失稳。 #

最近控制理论与控制工程，北京交通学院民航航天大学敬忠良校长、黄健哲副校长课题组在不连续动力系统的控制方面取得了重要进展。课题组在AIP出版新乡下的Chaos刊物中首次提出了一种基于模型参考控制和偏差逆向传播的边界预测方式（图1），并给出了流穿过作动器地理特征导致的不连续边界的解读串扰。设计了自适应滑模控制算法，随着控制切换边界模型渐渐迫近作动器地理特征转化边界（图2a,2b），同时更新控制器参数控制理论与控制工程，与传统固定参数的滑模控制算法相比，所提出的新算法可以使系统响应更好地跟踪期望轨迹，使得控制键入不会出现低频震荡（如图2c）。这项工作为选用具备不连续特征材料驱动的新型柔性机械臂的高精度、稳定控制提供了理论基础和新的思路。 #

图1带边界预推算法的自适应滑模控制步骤图设计

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图2基于模型参考控制和偏差逆向传播的边界预测方式疗效验证自适应滑模控制与传统滑模控制键入和输出的对比 #

02团队介绍 #

敬忠良校长、黄健哲副主任课题组常年从事复杂系统动力学、感知与控制方面的研究工作。针对多种场景下的空间任务，设计并制做富含柔性驱动的复杂精细操作装置，并提出针对存在局部奇异性系统的不连续动力学剖析方式、先进控制器设计新亮点，为空间机械臂的稳定、精准控制提供理论根据。课题组先后承当了国家自然科学基金项目、国家国防科技重点项目、国家863计划项目、国家科技预研计划重点项目等。

近些年来课题组在SCI刊物（,inand,ofandChaos,IEEEonand,IEEEonand,IEEEon）等发表文章八十多篇。 #

03原文信息

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标题：andmodeforthewithduetothe

作者：Xiao,Huang,Jing #

刊物:Chaos33,(2023)

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原文链接:

04刊物介绍

Chaos是同行评议刊物，出刊于1991年，从而促使对非线性动力学和复杂系统演变的理解，并以广泛学科的研究人员可以理解的形式描述其表现方式。 #

05关于AIP出版社 #

中国地理联合会出版社（AIP出版社）是日本地理联合会（AIP）旗下的非营利独资出版社。AIP出版社的使命是在化学和相关科学领域召开学术出版活动，以支持AIP的公益、科学和教育目标。我们也代表出版合作伙伴进行出版活动，以帮助其积极推动自身的使命。 #

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