广州大学赵志甲获国家专利权
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龙图腾网获悉广州大学申请的专利具有输入饱和约束的直升机系统自适应神经网络控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115903520B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211726623.8,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权具有输入饱和约束的直升机系统自适应神经网络控制方法是由赵志甲;吴嘉乐;蔡磊;邹涛设计研发完成,并于2022-12-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本具有输入饱和约束的直升机系统自适应神经网络控制方法在说明书摘要公布了:本说明书实施例提供了一种具有输入饱和约束的直升机系统自适应神经网络控制方法,其中,方法包括:根据拉格朗日力学模型,建立2‑DOF直升机系统的非线性动力学模型;将输入饱和约束近似为一个光滑函数,采用径向基函数神经网络对系统进行近似,构建直升机系统方程;定义跟踪误差变量,根据所述跟踪误差变量设计控制器和自适应律;构建李雅普诺夫方程;根据所述李雅普诺夫方程、控制器和自适应律,证明2‑DOF直升机系统的稳定性;通过Matlab平台进行仿真,分析仿真结果。本发明能够避免系统出现输入饱和的问题,提高系统的稳定性。
本发明授权具有输入饱和约束的直升机系统自适应神经网络控制方法在权利要求书中公布了:1.一种具有输入饱和约束的直升机系统自适应神经网络控制方法,其特征在于,包括: S1.根据拉格朗日力学模型,建立2‑DOF直升机系统的非线性动力学模型; 步骤S1所述根据拉格朗日力学模型,建立2‑DOF直升机系统的非线性动力学模型中,建立的2‑DOF直升机系统的非线性动力学模型具体如下: 12其中,和分别是俯仰运动和偏航运动的转动惯量,和是粘性摩擦系数,是俯仰螺旋桨中作用于俯仰轴上的扭矩推力增益,是偏航螺旋桨中作用于俯仰轴上的扭矩推力增益,是俯仰螺旋桨中作用于偏航轴上的扭矩推力增益,是偏航螺旋桨中作用于偏航轴上的扭矩推力增益,代表是俯仰角,代表的是偏航角,表示距离机身固定框架远点的质心距离,表示直升机的质量,表示重力加速度,和分别表示控制俯仰和偏航运动的电机电压输入; 定义系统的输出向量为,其中,;为了简化控制器的设计,将2‑DOF直升机系统模型简化为: 345其中为输出角度变量和角速度变量,和是系统的不确定项,、分别表示角度变量的导数和角速度变量的导数,和是系统的增益矩阵,分别表示为: 67同时,是控制器的输入,表示系统的饱和输入,表示为: 8其中是的一个已知的边界; S2.将输入饱和约束近似为一个光滑函数,采用径向基函数神经网络对系统进行近似,构建直升机系统方程; 步骤S2所述将输入饱和约束近似为一个光滑函数具体为:所述光滑函数定义为: 9显然,在和之间存在偏差,由于函数和函数的有界性,可以知道偏差是一个有界函数,其界可以推导为: 10调用中值定理,存在一个常数,0 1,使得: 11其中1213选择,重新得到: 14进而重新得到: 15其中,由于和是直升机系统的不确定项,所以是系统的一个未知方程;同时,,且是有界的,满足,其中和是未知的正常数;由式11可知,是有界的,所以是有界的,满足,其中是一个未知的正常数,定义为,其中是补偿误差,是估计补偿量; S3.定义跟踪误差变量,根据所述跟踪误差变量设计控制器和自适应律; S4.构建李雅普诺夫方程; S5.根据所述李雅普诺夫方程、控制器和自适应律,证明2‑DOF直升机系统的稳定性; S6.通过Matlab平台进行仿真,分析仿真结果。
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