导读:本文包含了编队动力学论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:卡车编队控制,模型预测控制,H_∞状态反馈控制,叁步法
编队动力学论文文献综述
黄河[1]（2019）在《基于动力学一致性的高速公路卡车编队控制研究》一文中研究指出在道路运输交通系统不断智能化、信息化发展的背景下,高速公路卡车编队控制行驶因其对节约能源消耗、保护环境、减少拥堵及提升道路潜在容量的重要价值,已成为公路运输智能交通建设的关键,并逐渐受到了众多研究学者、工程人员以及各国政府的高度关注。卡车编队行驶的目的在于利用领航车的气流屏障作用,控制跟随车进入前车尾流区,降低队列整体平均空气阻力,达到在高速行驶过程中提升燃油经济性的目的。为了实现编队行驶提升燃油经济性的效果并满足在行驶过程中的安全性要求,车辆编队中前后车之间应保持行驶速度一致并采取合理的间距策略控制车间的安全距离,因此卡车编队控制的首要控制目标在于保持前后车的动力学一致并控制车间保持期望安全距离,本文针对实现卡车编队控制所面临的动力学一致、参数及外部干扰、多车队列行驶的问题,基于叁种不同控制理论设计控制器,满足了卡车编队行驶控制的需求。本论文在国家自然科学基金重大项目课题叁(No.61790563)“极限工况下的人机协同机理及切换控制”、国家自然科学基金国际(地区)合作与交流重点项目(No.61520106008)“面向安全性的电动化汽车能效滚动优化”的资助下,研究基于动力学一致性的高速公路卡车编队控制,主要研究内容如下:针对编队车辆控制器在优化决策并控制跟随车跟踪前车状态的过程中,前后车之间存在的动力学不一致问题。本文基于模型预测控制理论设计跟随车在线优化求解控制器,结合车辆模型中物理执行机构以及道路交通法规建立状态及控制约束条件,在卡车编队行驶控制需求基础上建立优化目标函数完成控制器求解优化问题的设计,同时基于所建立的车辆动力学模型预测前车下一时刻动态变化,并将这一信息考虑在参考输入与目标函数设计之中,以保证前后车动力学一致。编队在行驶过程中控制器将会面临车辆传动系延迟、外部风速变化以及道路坡度变化的影响。本文基于车辆动力学推导出干扰量的数学表达形式,采用模型逆补偿的办法消除动力学方程中的非线性项,以期望加速度为控制量,以车速、位移偏差及自己车加速度为状态量,建立两车相互运动线性状态空间方程,基于H∞状态反馈控制理论设计控制器,并采用LMI线性矩阵不等式方法完成对控制器增益的求解。针对编队中车辆数目不断增多的情况,控制器需要在决策过程中把前后车的状态变化信息同时考虑进来同时需要满足队列稳定性的控制需求,因此本文基于前后车状态偏差设计李雅普诺夫函数并构造参考输入信号,应用叁步法控制理论设计控制器,保证控制车辆对参考输入的跟踪性能,并基于李雅普诺夫第二定律及Ls Salle不变集定理在理论上验证了该控制方法能满足编队控制的渐近稳定性及队列稳定性。针对所提出的控制器设计方法,本文基于Truck Sim-Simulink联合仿真环境设计道路仿真试验及车辆仿真数学模型,并基于Matlab软件优化工具箱完成了模型预测控制器仿真模型搭建以及H∞状态反馈控制增益求解,最终在此仿真试验环境下结合多种不同仿真路况对控制方法进行了有效性验证。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
孙俊,黄静,张宪亮,黄庭轩[2]（2019）在《地球轨道航天器编队飞行动力学与控制研究综述》一文中研究指出航天器编队飞行被定义为跟踪或维持航天器之间的期望相对间隔、期望指向和相对位置。本文概括介绍了近年来地球轨道飞行编队的动力学和控制方面研究的发展状况,包括传统推进系统和新型无推进剂编队系统的动力学建模方法和控制器设计技术等。在传统推进编队系统中,航天器由使用化学燃料或等离子体的推进器提供推力,可以实现高精度地相对姿态/位置保持或重构,控制简单,灵活性高,但是需要消耗较多的能源。相比之下,在新型无推进剂编队系统中,航天器通过新的推力方式,如大气阻力作用,非接触内力,地磁洛伦兹力,动量交换等,将大大延长编队任务的寿命,并有效地避免羽流污染,但会带来新的控制问题。本文总结了这些领域中动力学与控制方面的研究方法及取得的成果,并提出了相关领域值得深入研究的问题和后续发展的方向。(本文来源于《力学与实践》期刊2019年02期）
张少坡,陆文高,赵川,王梦园[3]（2019）在《EtherCAT在编队卫星动力学仿真测试中的应用研究》一文中研究指出针对编队卫星在轨的精确队形控制需求,以及卫星研制中地面动力学仿真测试需结合编队飞行的特点,提出一种基于EtherCAT总线的编队卫星动力学分布式仿真测试系统。该仿真系统在传统单星动力学仿真计算的基础上,通过EtherCAT网络实现了分布式仿真系统构建,充分利用EtherCAT网络实时性高、拓扑结构灵活、可扩展的特点,实现编队卫星在轨星间数据、队形拓扑、动力学特性实时仿真,并具备综合调度和数据管理功能。通过构建EtherCAT分布式仿真测试系统,设计综合调度软件,对分布式仿真测试系统的实时性进行了验证。经验证分布式仿真系统能够实现优于1 ms的系统实时性,可以满足编队卫星动力学仿真测试的要求。(本文来源于《电子测量技术》期刊2019年03期）
操珍文[4]（2018）在《多无人直升机相对动力学建模及其编队控制》一文中研究指出本文以无人直升机为研究对象,对单机动力学模型、多机编队模型以及编队控制器进行了研究。目的是为了应用“长机-僚机”编队形式建立编队的相对动力学模型,并基于此模型设计出一个能够保证编队飞行稳定及安全的编队控制器,为后续无人直升机编队飞行的实现打下理论基础。主要研究工作分为以下叁个方面:1.建立无人直升机模型。首先分析无人直升机的机体结构框架,然后计算其各结构的力与力矩,再将这些力与力矩合成,以此得出无人直升机的非线性模型。在保证仿真与实际飞行所涉及的控制和结构参数完全一致的情况下,分别以“亚拓”700与“雷虎”90型无人直升机为平台对模型进行仿真和实际飞行试验,将得到的姿态角数据进行对比,以此验证模型的准确性。最后采用小扰动法对无人直升机非线性模型进行线性化,得到线性状态空间模型。为之后编队建模及其控制器设计打下基础。2.建立多无人直升机相对动力学模型。根据机器人学中旋转齐次坐标变换与姿态运动学中的相关理论,分析得到编队中“长机-僚机”之间的位姿关系,对位姿关系式进行微分变换,再结合牛顿-欧拉方程得到包含相对平动动力学和相对转动运动学的相对动力学方程。最后将单机模型和相对动力学方程结合便构成了多机相对动力学模型。本文在研究建立两机相对动力学模型的基础上建立叁机编队相对动力学模型。经过对两机编队模型和叁机编队模型的仿真分析,从中总结出多机建模的有关规律。为以后的叁机以上编队建模提供了参考。3.多无人直升机编队飞行控制器设计。以两机相对动力学模型为研究对象,进行解耦变换,先对Y通道和Z通道进行鲁棒H_∞控制器的设计,然后再整合到一起对X通道设计控制器。采用“雷虎”90型无人直升机为平台,将其结构参数与飞行数据代入模型,最后通过MATLAB仿真验证了控制器的有效性。(本文来源于《南昌航空大学》期刊2018-06-01）
耿凌璐[5]（2018）在《叁体自旋绳系编队系统动力学及控制》一文中研究指出随着人类对宇宙空间探索的不断深入,空间绳系编队系统作为一种新型的在轨航天器,以其机动性强、观测范围广、可重复使用等优点正受到越来越多的关注。绳系编队系统的稳定性保持、动力学响应、收放控制及相关的地面模拟实验都是当前热门的研究课题。如何保证绳系编队系统的在轨稳定性、如何对其进行有效且可行的释放/回收,都直接关系到系统能否真正地投入使用,而由于真实的在轨实验代价极高,如何在地面对相关理论进行模拟实验验证则显得尤为重要。基于绳系编队系统广阔的应用前景,本文对一种自旋叁体绳系编队系统进行研究。主要研究内容如下:1.建立叁体绳系编队系统在非惯性参考系下的动力学方程,通过动力学仿真研究叁体绳系编队系统保持稳定自旋的临界转速,并利用Floquet理论对系统周期运动解的稳定性进行理论证明。同时,研究J_2摄动、热效应及大气阻力等摄动因素对系统稳定性的影响。2.研究叁体自旋绳系编队系统的释放控制策略,分别对系统的自由释放、匀速释放及减速释放过程进行分析。其中自由释放是利用系统自旋过程中产生的离心力将系绳展开;匀速释放是利用星体末端的系绳释放装置进行速度和拉力的控制,并通过喷气力对负拉力进行补偿;减速释放是使用喷气力的反作用力将释放过程中在系绳方向上的速度逐步减小至零,使系统达到有效的工作状态。3.采用气浮法模拟太空的微重力环境,并将非惯性参考系中的惯性力等效到地面实验平台,通过地面物理仿真实验验证叁体绳系编队系统的自旋稳定性。验证当系统的自旋速度大于临界转速时,系统便能够保持自旋状态稳定。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2018-03-01）
吴云华,牛康,李磊,陈志明[6]（2018）在《基于3D-APF和约束动力学的无人机编队飞行控制》一文中研究指出针对无人机编队的路径规划和队形保持问题,提出了一种基于叁维人工势能场(three-dimensional artifical potential field,3D-APF)的无人机编队路径规划与队形保持方法。对于无人机的路径规划,建立了改进的叁维人工势函数。在此基础上,建立并推导了虚拟力环境下的无人机运动学模型。对于无人机的队形保持问题,运用约束动力学理论引入拉格朗日乘子建立含有队形约束的编队无人机约束动力学方程组,使编队无人机在整个飞行过程中保持期望队形。采用Penalty-Formulation对拉格朗日乘子进行求解,得到编队无人机约束动力学方程组。最后基于Matlab的仿真实验验证了所提方法的有效性。(本文来源于《系统工程与电子技术》期刊2018年05期）
杨博,田苗,魏延明[7]（2018）在《皮纳卫星编队保持动力学分析》一文中研究指出针对皮纳卫星在编队飞行中的控制精度要求已提高到微米甚至纳米级,文章研究了小推力作用下高精度的皮纳卫星编队构型保持问题,在考虑摄动影响下,推导维持编队构型需要的控制力与编队距离、编队空间方位等参数之间的关系,为皮纳卫星编队构型的设计提供理论指导;同时基于bang-bang控制理论,使用有限状态机设计了一种高精度的编队控制律。仿真表明,提出的控制方法不但可以使系统快速收敛,同时还能使皮纳卫星编队的星间控制精度达到1μm,与滑模控制律相比较,精度提高近103倍。(本文来源于《中国空间科学技术》期刊2018年01期）
于晓敏[8]（2018）在《无人机的动力学方程式和编队控制》一文中研究指出介绍无人机的动力学方程,同时将人工势场与旋转矢量结合来控制无人机编队。无人机编队的队形是以领队无人机为球心,其他无人机均匀散布于空间球面上。(本文来源于《现代计算机(专业版)》期刊2018年02期）
施强,袁长清,孙云龙,于海莉[9]（2017）在《共线叁星库仑编队动力学与自适应控制研究》一文中研究指出针对地球同步轨道处共线叁星库仑编队队形保持的自适应控制问题进行研究,建立共线叁星库仑编队在地球同步轨道的非线性相对运动动力学模型,研究仅使用库仑力作为控制力,实现共线叁星库仑编队径向静态稳定的控制方案,并在库仑力建模中考虑德拜效应的影响.基于建立的非线性化动力学模型,同时考虑到外部扰动力的影响,设计叁星共线库仑编队在地球同步轨道的构型保持自适应控制律,并利用Lyapnuov稳定性理论证明系统的闭环稳定性,进行数值仿真.(本文来源于《空间控制技术与应用》期刊2017年06期）
唐晓腾,林子扬,谢志兴,杨亮亮,林静滢[10]（2017）在《近地轨道卫星电磁编队的动力学建模》一文中研究指出以电磁编队飞行动力学为研究对象,建立基于地心惯性坐标系的电磁编队动力学方程,推导出相对轨道动力学模型.考虑到工作姿态对于编队卫星工作的重要性,对基于反应轮调整卫星姿态的姿态动力学方程也进行了公式推导.该工作可以为后续的电磁编队控制方案及其仿真的研究工作提供必要的理论基础.(本文来源于《闽江学院学报》期刊2017年05期）
编队动力学论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
航天器编队飞行被定义为跟踪或维持航天器之间的期望相对间隔、期望指向和相对位置。本文概括介绍了近年来地球轨道飞行编队的动力学和控制方面研究的发展状况,包括传统推进系统和新型无推进剂编队系统的动力学建模方法和控制器设计技术等。在传统推进编队系统中,航天器由使用化学燃料或等离子体的推进器提供推力,可以实现高精度地相对姿态/位置保持或重构,控制简单,灵活性高,但是需要消耗较多的能源。相比之下,在新型无推进剂编队系统中,航天器通过新的推力方式,如大气阻力作用,非接触内力,地磁洛伦兹力,动量交换等,将大大延长编队任务的寿命,并有效地避免羽流污染,但会带来新的控制问题。本文总结了这些领域中动力学与控制方面的研究方法及取得的成果,并提出了相关领域值得深入研究的问题和后续发展的方向。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
编队动力学论文参考文献
[1].黄河.基于动力学一致性的高速公路卡车编队控制研究[D].吉林大学.2019
[2].孙俊,黄静,张宪亮,黄庭轩.地球轨道航天器编队飞行动力学与控制研究综述[J].力学与实践.2019
[3].张少坡,陆文高,赵川,王梦园.EtherCAT在编队卫星动力学仿真测试中的应用研究[J].电子测量技术.2019
[4].操珍文.多无人直升机相对动力学建模及其编队控制[D].南昌航空大学.2018
[5].耿凌璐.叁体自旋绳系编队系统动力学及控制[D].南京航空航天大学.2018
[6].吴云华,牛康,李磊,陈志明.基于3D-APF和约束动力学的无人机编队飞行控制[J].系统工程与电子技术.2018
[7].杨博,田苗,魏延明.皮纳卫星编队保持动力学分析[J].中国空间科学技术.2018
[8].于晓敏.无人机的动力学方程式和编队控制[J].现代计算机(专业版).2018
[9].施强,袁长清,孙云龙,于海莉.共线叁星库仑编队动力学与自适应控制研究[J].空间控制技术与应用.2017
[10].唐晓腾,林子扬,谢志兴,杨亮亮,林静滢.近地轨道卫星电磁编队的动力学建模[J].闽江学院学报.2017