《多執行器動態控制分配的理論及算法研究》是依託北京大學，由楊瑩擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多執行器動態控制分配的理論及算法研究
- 項目負責人：楊瑩
- 項目類別：面上項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目以工程中具有冗餘執行機構的系統為研究對象，研究其在多通道控制配置下的輸入動態配合與協調控制問題。主要研究內容包括：複雜多約束、多準則下控制系統設計、分析與最佳化的理論及算法研究；基於非線性最佳化模型及執行器動態特性，能處理多種約束、快速、實時的動態控制分配算法實現；具有參數不確定性的魯棒控制分配算法；輸入動態分配對系統穩定性和魯棒性影響的理論分析及魯棒控制設計方法。採用理論研究和仿真實驗相結合的方法，針對本項目提出的關鍵技術問題，進行理論分析與算法設計，並在數字仿真平台上驗證，為解決具有不同類型多執行機構的複雜運動體控制提供理論框架和設計方法。
結題摘要
本項目以具有冗餘執行機構的系統為研究對象，建立了多輸入控制分配與協調控制的系列結果。項目的主要進展和取得的成果有：①對具有多輸入通道的控制系統，提出了系統參數具有不確定性時的魯棒控制分配算法，分析了冗餘輸入對系統性能的影響，給出了定性和定量分析的結果；②研究了系統存在執行器故障時的控制分配與控制器重構相結合的容錯控制問題，給出了控制再分配算法，以及通過故障估計進行控制器參數重構的設計方法；③研究了關聯約束條件下時間最優、二次型性能最優控制問題，建立了關聯約束下正常性、最優解存在性等基本結果，給出了性能指標隨控制通道數量增加而嚴格下降的充分必要條件；④研究了執行器或元部件發生故障時的故障診斷與容錯控制問題，給出了基於模型/數據驅動的故障診斷和容錯控制方法。進一步研究了帶有擾動的非線性系統故障診斷問題，建立了基於輸入輸出理論的非線性系統故障診斷設計方法。⑤針對工程系統中對線上故障診斷和控制器參數重構的實時性要求，建立了線上求解非線性方程的快速數值算法，與現有算法相比，在收斂速度和魯棒性上均有顯著提高。本項目的成果可為空天飛行器等具有冗餘執行機構的複雜運動體控制提供理論依據和設計方法。
