南京信息工程大學周麗獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉南京信息工程大學申請的專利一種基于粒子濾波器的高超聲速飛行器固定時間預測滑模控制方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120469253B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-16發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510978583.3,技術領域涉及:G05B13/04;該發明授權一種基于粒子濾波器的高超聲速飛行器固定時間預測滑模控制方法是由周麗;李碩設計研發完成,并于2025-07-16向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于粒子濾波器的高超聲速飛行器固定時間預測滑模控制方法在說明書摘要公布了:本發明提供一種基于粒子濾波器的高超聲速飛行器固定時間預測滑模控制方法,通過在高超聲速飛行器系統的輸入端增加過程噪聲,在高超聲速飛行器系統的輸出端增加測量噪聲,構建受擾系統狀態方程,利用粒子濾波器得到受擾系統濾波后的狀態;然后在未受干擾的系統狀態下,選取系統離散狀態空間方程作為預測模型對滑模面進行預測,并設計固定時間趨近律,利用固定時間趨近律得到固定時間預測滑模趨近律;最后用受擾系統濾波后的狀態替代未受干擾的系統狀態,得到固定時間預測滑模控制器。本發明解決了預測滑模控制在非高斯分布隨機干擾下控制效果不佳的問題,實現高超聲速飛行器在隨機干擾下的快速穩定控制。
本發明授權一種基于粒子濾波器的高超聲速飛行器固定時間預測滑模控制方法在權利要求書中公布了:1.一種基于粒子濾波器的高超聲速飛行器固定時間預測滑模控制方法,其特征在于,包括以下步驟: S1、在高超聲速飛行器系統的輸入端增加過程噪聲,在高超聲速飛行器系統的輸出端增加測量噪聲,構建受擾系統狀態方程,利用粒子濾波器得到受擾系統濾波后的狀態; S2、在未受干擾的系統狀態下,選取系統離散狀態空間方程作為預測模型對滑模面進行預測,并設計固定時間趨近律,利用固定時間趨近律得到固定時間預測滑模趨近律; 所述固定時間收斂趨近律為: , 式中:為設計參數,、、為冪次指數,為符號函數,為系統校正后的預測輸出與系統參考軌跡的誤差; 所述固定時間預測滑模趨近律計算方式為:根據系統離散狀態空間方程,利用系統校正后的預測輸出與系統參考軌跡的誤差設計滑模面,再對設計的固定時間收斂趨近律離散化,得到預測時域內的固定時間滑模趨近律,再設計優化函數和性能指標函數,求解優化函數得到參考輸入后,再利用參考輸入求解性能指標函數,得到固定時間預測滑模趨近律; 所述預測時域內的固定時間滑模趨近律為: , 式中:為預測時域內的固定時間滑模趨近律,代表離散系統第k+i個采樣時刻,為離散系統采樣時間,為滑模面; 所述優化函數為: , 式中:為預測時域的初始時刻,為預測時域的結束時刻,為參考輸入,、為權重矩陣,為系統參考軌跡,為系統實際輸出向量; 所述性能指標函數為: , 式中:為性能指標函數,為實際輸入,、為權重矩陣; 當時,得到固定時間預測滑模趨近律: , 式中:為固定時間預測滑模趨近律,為常數矩陣,為未受干擾的系統狀態向量,、和為算子,為設定值; S3、利用步驟S1受擾系統濾波后的狀態替代步驟S2未受干擾的系統狀態,得到固定時間預測滑模控制器。
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