惯性定向三轴稳定卫星姿态自适应滑模控制

在建立惯性定向三轴稳定卫星非线性耦合姿态运动模型的基础上,设计了姿态三轴稳定控制的自适应滑模变结构控制器。在控制器的设计中,考虑了小卫星惯量参数的不确定性以及外界力矩干扰的情况,利用自适应滑模变结构控制方法在线辨识干扰力矩的极值以及卫星惯量参数,并依此动态调整控制器的输出。基于Lyapunov稳定性原理证明了所设计的控制器能够使系统全局一致最终有界稳定。仿真结果表明了该控制方法的有效性和可行性。     

旋转导向钻井工具稳定平台模糊滑模控制研究

关于稳定平台是旋转导向钻井工具的重要环节.针对稳定平台存在的摩擦问题带来的不确定性,为提高平台系统的控制精度和稳定性,提出利用模糊控制理论与滑模变结构控制相结合的稳定平台控制系统.通过建立带摩擦的稳定平台模型,设计出变结构控制器和自适应模糊系统逐步逼近等效控制,并对切换项进行模糊逼近,以平滑不连续控制.仿真结果表明方法既保证了控制系统对外界扰动和参数不确定性具有较好的鲁棒性,也实现了较高的稳定平台姿态控制精度,使闭环系统具有良好的动态性能.     

摄像稳定平台中摩擦补偿变结构控制研究

为获取清晰稳定的视频图像,必须利用稳定平台给船载摄像机提供一个良好的空间稳定环境。该平台为一个三轴机械设备,当船体处于不同的运动姿态时,轴系间摩擦力矩会改变,因此提出一种考虑摩擦补偿的变结构控制方法。仿真和研究结果表明,与经典PID控制方法相比,变结构控制器能有效消除因摩擦引起的"爬行"和"平顶"现象。使用指数趋近律的变结构控制算法使系统快速跟踪指令信号,动态效果良好。     

分布式驱动电动车行驶稳定性控制建模与仿真

针对分布式驱动电动车的行驶稳定性控制问题,利用CarSim和MATLAB/Simulnk软件建立模型并搭建联合仿真平台。设计稳定性控制算法,包括横摆力矩控制、转矩协调控制和驱动防滑控制。以车辆横摆角速度和质心侧偏角作为控制变量,运用滑模变结构控制方法,设计横摆力矩控制器。通过转矩分配算法,对单个车轮施加驱动或制动力,产生稳定横摆力矩,并建立模糊控制器对车轮滑转率进行控制。在仿真平台完成了双移线工况的仿真,结果表明,该算法能提高车辆行驶稳定性。     

空间机器人分布式滑模变结构控制方法

针对空间机器人的动力学特性和星载控制系统的结构特点,分别基于干扰上确界和比例切换,设计了2种分布式滑模变结构控制方法,以实现在存在不确定干扰和关节摩擦力矩情况下基座姿态和关节运动的综合控制.首先给出了空间机器人的动力学模型和关节低速摩擦力矩模型,并以两自由度空间机器人为例,介绍了2种分布式滑模变结构控制方法的推导过程.通过仿真实验,对2种控制方法进行了对比,结果表明分布式变结构控制方法在简化算法的同时,能够保证系统控制性能,并对干扰和参数变化具有较强的鲁棒性.     

光电稳像平台扰动力矩估计与自适应补偿

针对飞行器光电稳像平台在强气流冲击下，质量不平衡等系统内在因素所引起的扰动力矩增大，导致系统视轴稳定（LOS）精度严重下降的问题，提出了一种典型两轴直角正交结构稳像平台的扰动力矩模型，此模型考虑了框架间运动耦合的影响.针对扰动力矩信号重构过程中的多传感器噪声影响问题，提出了无迹卡尔曼滤波扰动力矩在线估计方法，并构建力矩前馈控制回路，实现了对扰动力矩的自适应补偿.半实物仿真实验结果表明，扰动力矩估计的收敛速度快，估计过程平稳.在0.5 Hz～4 Hz特征频点的载体扰动下，相比于带有摩擦力矩补偿的扰动观测器控制方法，系统视轴稳定精度提高了10.9%～29.3%.     

轮毂驱动电动车辆动力学稳定性滑模控制策略研究

为了提高轮毂驱动电动车辆的操纵稳定性,理论分析了车辆横摆角速度和质心侧偏角对于车辆稳定性的影响.设计了基于滑模变结构控制理论和直接横摆力矩控制的双层控制器.在Carsim中搭建了四轮轮毂电机驱动车辆仿真实验平台,并进行了Carsim/Simulink联合仿真,在标准换道工况下,分别验证了基于质心侧偏角的滑模变结构控制和基于横摆角速度的滑模变结构控制策略的效果,验证了双层车辆稳定性控制策略的有效性和稳定性.     

增广非最小状态空间法的稳定平台预测控制研究

针对传统的模型预测控制器鲁棒性较差及模糊PID控制系统比较复杂的问题,提出了利用增广非最小状态空间模型与模型预测控制相结合的稳定平台预测控制。建立了稳定平台广义被控对象的数学模型,以增广形式的非最小状态空间模型为基础,结合滚动时域控制原则和线性二次型最优控制,通过对稳定平台离散模型的非最小状态空间形式进行增广变换,给出了基于Laguerre函数的状态反馈增益矩阵算法,设计了增广非最小状态模型下的预测控制器,实现了对导向钻井稳定平台控制系统的仿真研究。仿真结果表明稳定平台预测控制系统可以很好地满足钻井工程对控制精度和动态特性的要求,而且对有时变性的盘阀摩擦干扰力矩及模型参数摄动具有较强的鲁棒性。     

轮腿式平衡机器人控制

针对轮腿平衡机器人的整体控制问题展开研究,建立了机器人动力学模型,采用LQR(linear quadratic regulator)算法对解耦后的平衡与纵向运动子系统进行分析,并设计控制器。利用VMC(virtual model control)的思路,将倒立摆机器人中的力矩转换成轮腿结构中关节力矩。通过搭建仿真平台(Simulink Mulitibody)对控制器的性能进行仿真实验。设计相应控制器对机器人高度与横滚姿态等状态进行控制,并在实际机器人中进行验证整套控制器的性能,具有一定的理论价值和实际应用价值。     

自由飞行空间机器人系统的协调运动控制

考虑由载体和机械臂组成的空间机器人系统的协调控制问题,提出了一种新的协调 控制策略.该策略首先利用简单的变结构控制器粗略控制载体的运动,进而设计机械臂控制 器以保证手端精确跟踪其期望的运动轨迹.应用该策略分别对手端自由运动和受限运动设计 了相应的控制器,并对两杆平面空间机器人系统进行了仿真,证实了控制策略的有效性.     

减摇水舱试验台架横摇阻尼系数的试验研究

针对某型船舶横摇运动数学模型,依据缩尺比通过硬件和软件相结合的方法在减摇水舱试验台架装置上实现对该船舶横摇运动的模拟。应用角度传感器数据对台架摇摆的机械摩擦阻尼进行计算,并结合角速度传感器数据来模拟台架横摇阻尼力矩;通过台架横摇试验,绘制了力矩和角度试验曲线。对试验曲线的分析可知,应用传感器确定的台架阻尼系数能够满足台架模拟船舶横摇运动的要求。     

基于ESMF 算法的GPS 信号多普勒频率估计

针对GPS 接收机对载波信号的跟踪性能受到不同类型噪声的影响, 且这些噪声的统计特性很难得到的问题, 提出一种基于扩展集员滤波(ESMF) 的解决方法. 该方法根据载波信号中噪声统计特性未知但有界(UBB) 的特点, 设定合理的噪声边界, 将UBB噪声包含在椭球集合内; 利用集员的思想实现载波信号多普勒频率的在线非线性估 计, 且估计过程中同时能够检测系统坏值的发生时刻. 仿真中, 模型选取三维空间运动的载体. 仿真结果表明, ESMF在处理该模型时是一种有效的鲁棒估计算法.

     

研华蜕变为“Trusted ePlatform Services!”

2005年蜕变为“Trusted ePlatform Services”的研华如何推动成长飞轮?     

DSP在天线平台控制系统中的应用

合成孔径雷达要得到高分辨率的成像,必须保证天线波束指向恒定。本文以DSP为核心构造天线平台数字控制系统来对大气扰动造成的雷达载体的角运动进行补偿,当雷达载体在方位向、横滚向及俯仰向发生角运动时,天线平台数字控制系统控制平台向相反方向转动,从而保证天线指向恒定,得到高分辨率的雷达图像。     

扭转激励下螺纹连接结构动力学行为

根据真实螺纹的几何参数,运用Abaqus建立螺纹连接结构的精确有限元模型,采用扭矩法施加预紧力,分析在扭转载荷作用下螺纹连接结构的动力学行为。结果表明：当螺钉与被连接件之间的摩擦力矩小于螺纹接触界面的摩擦力矩时,连接结构在扭转交变载荷作用下容易发生松动;当螺钉与被连接件和内外螺纹2组接触副之间的摩擦因数增大时,螺纹连接结构的摩擦耗散能变化较小,而当被连接件之间的摩擦因数增大时,连接结构的摩擦耗散能呈线性增加;根据三阶修正Iwan模型得到的响应曲线与有限元分析结果吻合。     

Optimal deceleration of rotation of a dynamically symmetric body with a cavity filled with viscous liquid in a resistive medium

The problem of time-optimal deceleration of rotation of a free solid body is studied. It is assumed that the body contains a spherical cavity filled with highly viscous liquid. Low decelerating moment of viscous friction forces also acts on the solid body. It is assumed that the body is dynamically symmetric. The optimal control law for deceleration of rotation of the carrier solid body in the form of synthesis, the operation time, and the phase trajectories are determined.     

摩擦力作用下转台驱动系统模糊控制研究

本文分析了变论域模糊控制的位置环控制算法,研究摩擦力对系统低速性能的影响,得出基于stribeck摩擦模型的摩擦力矩补偿方法,最终可消除摩擦对系统低速性能的影响,提高系统精度。     

基于ARM7TDMI核微处理器的嵌入式系统设计

开发出了一种用于移动载体（车、船、舰等）上利用稳定平台来进行卫星通信与电视信号接收的系统,采用基于ARM7TDMI核微处理器的嵌入式系统来跟踪与控制稳定平台的运动;重点介绍了爱特梅尔91X40系列芯片的硬件结构及其功能,论述了整个嵌入式系统的机制及其硬件与软件设计,实现了移动载体与卫星之间的实时通信。     

A micromachined reaction force actuator (RFA) for a nanomanipulator preparation

A reaction force actuator (RFA) was fabricated to translate a microstage with nanostep movement, and its performance was experimentally evaluated using an optical fiber based built-in microinterferometer. The proposed RFA consists of a shuttle mass, movable electrode, fixed electrode, springs, and spring anchor, all of which reside on the movable substrate. The RFA placed on the platform is free to move when the driving force is larger than the static friction. The fixed electrodes are gold-wired to the external electrodes on the platform covered with a dielectric layer for electrical isolation. When external voltage is applied to the electrodes, the springs experience deflections, and the electrostatic force and restoring force react on the movable substrate through the spring anchor and the fixed electrode, respectively. If the driving voltage is large enough that the resultant force overcomes the friction from the platform, the RFA including the movable substrate can make a displacement with no physical collision between the movable and fixed electrodes. In order to suppress the drift motion due to external noise, electrostatic pressure was applied between the movable substrate and the platform on which a 100-/spl mu/m-thick dielectric thin film is positioned. The nanomotion of the fabricated actuator was evaluated with various voltages using an optical fiber interferometer. The minimum step movement 1.21/spl plusmn/0.24 nm was experimentally obtained at the driving voltage of 18 V, and the estimated total displacement was 450 nm at the highest affordable driving voltage of 85 V.