基本信息
- 項目名稱：
- 非線性系統(tǒng)的實用輸出跟蹤控制設計
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 目前，實際應用中廣泛應用的飛機、輪船、汽車導航和導彈發(fā)射、雷達跟蹤普遍采用可測狀態(tài)輸出的標準跟蹤控制形式。我們的設計思路主要是把標準跟蹤問題的輸出由單一的可測狀態(tài)改變?yōu)榭蓽y狀態(tài)和參考信號的誤差，達到解決系統(tǒng)的全局實用輸出跟蹤控制問題的目的。主要的技術指標在于跟蹤的圖像效果和控制器的可實用性，關鍵技術在于控制器的設計。
- 詳細介紹：
- 隨著全球經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，GPS技術不僅在軍事上應用廣泛，其民用市場也不斷壯大。作為先進的測量手段和新的生產(chǎn)力，已經(jīng)融入了國民經(jīng)濟建設、國防建設和社會發(fā)展的各個領域。諸如，地面車輛追蹤、緊急救生、工程機械、船舶輪吊、精細農(nóng)業(yè)等。據(jù)有關專家預測，單單是汽車導航系統(tǒng)的市場潛在價值就達50億人民幣?？梢娖鋺们熬笆挚捎^。正是由于其應用價值，技術上的任何一點突破和創(chuàng)新都會給人們帶來極大的便利。 我們所做的改進創(chuàng)新有以下四個方面： 1、泛化了系統(tǒng)結構，盡可能考慮跟蹤過程所有的不確定因素； 2、改善了傳統(tǒng)跟蹤問題繁瑣的控制器設計過程； 3、簡化了傳統(tǒng)跟蹤需要植入內(nèi)模才能抑制干擾和保系統(tǒng)穩(wěn)定的模式； 4、改進了系統(tǒng)輸出，從而拓寬了實際應用的范圍，也使操作更加便利。
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 發(fā)明目的： 隨著科學技術的迅猛進步和世界經(jīng)濟的飛速發(fā)展，GPS定位系統(tǒng)的民用信號精度在全球范圍內(nèi)得到改善，利用C/A碼進行單點定位的精度有100米提高到10米，這將進一步推動GPS技術的應用，提高生產(chǎn)力、作業(yè)效率、科學水平以及人們的生活質(zhì)量。在美國，汽車導航系統(tǒng)的市場在21世紀將達到30億美元。 跟蹤控制無疑是對GPS起支撐作用的關鍵技術，如何設計穩(wěn)定的能抑制外界干擾的跟蹤控制器一直是研究者力求的目標。 基本思路： 1、通過對兩個系統(tǒng)模型的控制系統(tǒng)設計，我們展示了相對簡單便利的效果模擬。作品中所考慮的非線性系統(tǒng)完美的涵蓋了當前甚至將來可能遇到的系統(tǒng)模型，方便了今后跟蹤控制的研究； 2、對控制輸出的設計上一改傳統(tǒng)的以可測狀態(tài)為主的模式，我們設定可測狀態(tài)與參考信號的誤差為控制輸出?？此莆⑿∽兓?，卻改善了選取參考信號的靈活性，減少了系統(tǒng)對參考信號的依賴； 3、常見的跟蹤效果展示多以一對一為主，而對于一對多的跟蹤，往往會使操作人員很難于操作或辨別效果的優(yōu)劣。我們改進后的跟蹤效果展示，可以直接判斷跟蹤是否準確，特別是一對多的情形；（在作品說明中會詳細展示） 我們的設計思路主要是把標準跟蹤問題的輸出由單一的可測狀態(tài)改變?yōu)榭蓽y狀態(tài)和參考信號的誤差，進而設計觀控器，達到解決系統(tǒng)的全局實用輸出跟蹤控制問題的目的。主要的技術指標在于跟蹤的圖像效果和控制器的可實用性，關鍵技術在于控制器的設計。
科學性、先進性
- 【1】Z. Y. Sun, Y. G. Liu. Adaptive pratical output tracking control for high-order nonlinear uncertain systems[J], Acta Automatic Sinica, 2008, 34(8): 984-989. 【2】Z. Y. Sun, Y. G. Liu. Adaptive state-feedback stabilization for a class of high-order nonlinear uncerain systems[J], Automatica, 2007, 43(10): 1772-1783. 與上述兩文獻結論和實效性相比，我們的結論具有顯示效果清楚、直接，操作步驟簡單的優(yōu)點，從理論角度講，對理論的推廣也具有很大創(chuàng)新性。特別是提出了很有理論意義的齊性域方法，在國內(nèi)還很少見，對中文讀者有很好的借鑒作用。
獲獎情況及鑒定結果
- 所創(chuàng)作作品最初稿被ISTP收錄、EI檢索，在第22屆國際控制與決策大會的小組討論中交流過，制作的論文展板也一并張貼。
作品所處階段
- 理論向實踐轉換階段
技術轉讓方式
- 授權
作品可展示的形式
- 圖片
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 隨著全球經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，GPS技術不僅在軍事上應用廣泛，其民用市場也不斷壯大。作為先進的測量手段和新的生產(chǎn)力，已經(jīng)融入了國民經(jīng)濟建設、國防建設和社會發(fā)展的各個領域。諸如，地面車輛追蹤、緊急救生、工程機械、船舶輪吊、精細農(nóng)業(yè)等。據(jù)有關專家預測，單單是汽車導航系統(tǒng)的市場潛在價值就達50億人民幣?？梢娖鋺们熬笆挚捎^。正是由于其應用價值，技術上的任何一點突破和創(chuàng)新都會給人們帶來極大的便利。
同類課題研究水平概述
- 本文屬于數(shù)理控制類科技創(chuàng)作，主要是解決非線性實用跟蹤控制問題，實踐中廣泛應用于GPS導航系統(tǒng)。 隨著現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展, 人們對實際生產(chǎn)過程的分析要求越來越高. 在控制領域, 傳統(tǒng)的線性反饋控制已經(jīng)很難滿足各種現(xiàn)實需求. 這是因為幾乎所有實際控制系統(tǒng)都是非線性的, 采用近似的線性模型可以使我們對系統(tǒng)特性的研究更加容易, 但卻難以刻畫出系統(tǒng)的非線性本質(zhì). 另外, 有許多非線性現(xiàn)象也是無法用線性系統(tǒng)描述的. 如二進制邏輯電話問題、范德普爾類方程表征的模擬心跳和神經(jīng)脈動問題以及被稱為混沌或復雜的動態(tài)系統(tǒng)問題等. 因此, 自80年代以來, 非線性系統(tǒng)的控制問題受到研究者的普遍重視。 我們針對非線性跟蹤問題，結合實踐，在理論上提出了更為泛化的實際模型和具體的解決方法。與國際國內(nèi)先進水平先比，有理論創(chuàng)新和實踐步驟簡單，效果明顯的優(yōu)點，尤其是一對多的跟蹤上。如果我們的結論能借助實驗進一步驗證完善，相信在以后會有很大的實際價值。
