Uncertainty modeling and robust minimax LQR control of multivariable nonlinear systems with application to hypersonic flight
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Notice bibliographique
Résumé
Abstract For a class of multi‐input and multi‐output nonlinear uncertainty systems, a novel approach to design a nonlinear controller using minimax linear quadratic regulator (LQR) control is proposed. The proposed method combines a feedback linearization method with the robust minimax LQR approach in the presence of time‐varying uncertain parameters. The uncertainties, which are assumed to satisfy a certain integral quadratic constraint condition, do not necessarily satisfy a generalized matching condition. The procedure consists of feedback linearization of the nominal model and linearization of the remaining nonlinear uncertain terms with respect to each individual uncertainty at a local operating point. This two‐stage linearization process, followed by a robust minimax LQR control design, provides a robustly stable closed loop system. To demonstrate the effectiveness of the proposed approach, an application study is provided for a flight control problem of an air‐breathing hypersonic flight vehicle (AHFV), where the outputs to be controlled are the longitudinal velocity and altitude, and the control variables are the throttle setting and elevator deflection. The proposed method is used to derive a linearized uncertainty model for the longitudinal motion dynamics of the AHFV first, and then a robust minimax LQR controller is designed, which is based on this uncertainty model. The controller is synthesized considering seven uncertain aerodynamic and inertial parameters. The stability and performance of the synthesized controller is evaluated numerically via single scenario simulations for particular cruise conditions as well as a Monte‐Carlo type simulation based on numerous cases. It is observed that the control scheme proposed in this paper performs better, especially from the aspect of robustness to large ranges of uncertainties, than some controller design schemes previously published in the literature. Copyright © 2011 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle