大射电望远镜FAST 馈源舱位姿控制

针对大射电望远镜(FAST)馈源舱位姿控制问题进行了研究．根据馈源舱、塔柱的固定顶点及与其相联的6根钢索组成的stewart平台结构，提出利用自抗扰控制技术(ADRC)来调节6根钢索的长度，使馈源舱姿态跟踪给定理想轨迹．数字仿真表明了该方案的可行性．     

悬索驱动的新型柔性并联机器人

介绍了500米口径球面射电望远镜FAST馈源支撑结构创新设计方案,该方案采用六根悬索和馈源舱构成的新型柔性并联机器人系统,建立了柔性机器人系统的逆动动学模型,设计并制造了该系统的5米模型,实验结果表明这种新型柔性并联系统在原理上是可行的。     

基于多波束馈源阵列的目标角捕获方法

针对我国Ka频段测控系统的发展需求,提出了一种基于多波束馈源阵列的目标角捕获方案,采用14×16馈源阵列实现了3° ×3° 波束覆盖空域,角捕终端采用先进的循环谱算法,实现低信噪比下的信号能量估计.该方案解决了Ka频段窄波束天线对高速飞行目标的角度捕获技术难点,为高动态目标和窄波束条件下的角度引导和捕获提供了一种解决方案,样机验证了该方案的可行性.     

超大型天线馈源舱柔索支撑结构动力学分析与跟踪控制

根据悬链线解析表达式推导出柔索两端固定时索端拉力与索长之间的关系,用于求解特定长度的驱动柔索对处于某一位姿的馈源舱作用力,在此基础上应用Newton-Euler法建立了超大型射电望远镜馈源舱柔索支撑系统的简化动力学模型.采用具有二次收敛性的Newton-Raphson迭代法进行求解,得到较快的求解速度以满足实时控制要求.针对该系统的非线性、慢时变、多变量耦合等特点,提出了一种自适应双模糊控制器来实现馈源舱轨迹跟踪.该控制器采用模糊推理完成两组控制器的平稳过渡.最后,通过仿真计算结果验证了该控制策略的有效性.     

双层pillbox天线蝶形馈源研究

研究了双层pillbox天线一种新型的馈源结构。利用矢量有限元方法结合PML边界条件分析馈源腔内场分布和回波损耗,研究了不同反射板形状对腔体电场分布及照射角度的影响,优化设计了一种具有蝶形副反射板的馈源腔。在Ku频段,该馈源腔-3 dB波束宽度达到160°,与传统的馈源形式相比提高了馈源的照射角度,改善了口面的辐射效率。     

模糊控制的典型结构

本文研究了评述了模糊控制的典型结构方案，包括模糊控制器的一般结构，ＰＩＤ模糊控制器，自组织模糊控制器，自校正模糊控制器，自学习模糊控制器和专家模型控制器等。文中着重讨论了控制结构机理。许多结构方案都获得应用验证。     

大射电望远镜轨迹跟踪模糊学习控制

1　引言“新一代大射电望远镜光机电一体化设计”[1～ 4 ]创新设计方案中 ,大跨度悬索拖动装有Stewart平台的馈源舱提供较大的工作空间 ,并实现馈源轨迹的粗调控制 ,Stewart精调平台在粗调的基础上实现馈源轨迹跟踪的精调控制 ,满足馈源轨迹跟踪精度要求 .馈源轨迹跟踪控制过程     

巨型柔性Stewart平台解空间的研究

本文针对大型射电天文望远镜FAST中馈源系统的柔索结构及运动要求，提出了巨型柔 性Stewart平台的概念，并由馈源舱的非线性静平衡方程给出了解空间的定义．通过计算发 现六悬索巨型柔性Stewart平台的工作空间中存在六个解空间为零的面，不能保证馈源舱连 续平稳地做空间扫描．在综合考虑馈源舱运行规律及悬索受力特点的基础上，本文通过增加 两根向下拉的冗余悬索，设计了八悬索巨型柔性Stewart平台．计算结果表明八悬索巨型柔 性Stewart平台消除了解空间为零的位置，为大型射电天文望远镜FAST中采用八悬索而不是 六悬索巨型柔性Stewart平台提供理论基础和数值依据．     

重心时变的多级混联支撑系统终端精度分析

为保证天文观测的跟踪精度,针对500m口径大型球面射电望远镜(FAST)的多级混联馈源支撑系统因重心实时变化带来的终端馈源接收机位姿误差问题,本文首先构建索并联机构的弹性力学模型,建立馈源舱的重心位置和馈源接收机位姿误差的关系模型.然后,研究馈源舱重心的时变规律.最后,采用Newton-Raphson法迭代确定重心时变...     

基于超材料的椭圆波束馈源技术研究

针对传统工程用椭圆波束馈源带宽窄、加工难度大等问题,设计了一种新型的椭圆波束馈源,即在角锥喇叭内壁加载超材料层,使得馈源在水平极化和垂直极化两个极化辐射相同椭圆外形的波束。根据阻抗匹配原理,当电磁波水平极化和垂直极化入射时波阻抗的乘积与真空中波阻抗乘积相等时,超材料单元的性能达到最优,将优化后的超材料单元周期排布为超材料层加载到喇叭内壁,即可形成椭圆波束馈源。在Grasp软件中仿真计算了该馈源作为前馈馈源和后馈馈源使用时,反射面天线的电气性能。仿真结果表明：在工作频带10.95GHz-14.5GHz内,基于超材料的椭圆波束馈源实现了良好的极化波束等化,波束宽度比在0.9-1.14之间,驻波小于1.55。前馈照射反射面时,天线效率在65%-75%之间,交叉极化电平低于-30dB;后馈照射反射面时,天线效率在61%-72%之间,交叉极化电平低于-30dB,验证了馈源设计的可行性。     

大射电望远镜馈源轨迹跟踪自适应控制

针对大射电望远镜悬索馈源为一非线性慢时变多变量耦合的系统特点, 提出用多变量极点配置自校正预测控制器 (MPSTPC)来实现馈源轨迹的跟踪控制. 建立了悬索 馈源系统的数学模型, 在有随机风扰动和无随机风扰动的情况下, 进行了数字仿真. 结果表明, 该控制算法可以很好地满足馈源系统轨迹跟踪高精度要求.     

A real‐coded genetic optimal kinematic design of a Stewart fine tuning platform for a large radio telescope

A real‐coded genetic design methodology for an optimal kinematic Stewart platform is presented in this article. The Jacobian matrix connecting the dexterity performance of the parallel platform is first deduced, and then the condition number of Jacobian matrix is employed as the objective function to implement the optimal kinematic design of Stewart fine tuning platform for a large spherical radio telescope. A niched‐penalty approach is used to transform this optimal kinematic design problem to an unconstrained one, and a niching technique and the dynamic mutation operator are applied. A kinematic accuracy comparison of the genetically designed Stewart fine tuning platform with the quasi‐Newtonian designed platform is made. The comparison results have shown that the kinematic accuracy of the genetically designed Stewart fine tuning platform has a much higher accuracy and compact structure than that of the quasi‐Newtonian designed platform, which guarantees the implementation of high accuracy requirement of trajectory tracking and reduces the disturbance of random wind for large radio telescopes. © 2001 John Wiley & Sons, Inc.     

基于广义双曲正切模型的机器人模糊自适应控制

利用广义模糊双曲正切模型的全局逼近特点，设计一种直接模糊自适应控制器用于机器人轨迹跟踪控制．模糊控制器的输入变量经过平移变化后得到的广义输入变量能够覆盖整个输入空间，因此，模糊控制器能以任意精度逼近系统的最优控制；由于双曲正切模型的特殊结构，在保证跟踪精度的同时，避免了因模糊子集数目增加而带来的计算负担的增加，满足了机器人实时控制的需要．仿真结果表明，该控制算法具有较强的鲁棒性和较好的跟踪性．     

适用于路径跟踪控制的自适应MPC算法研究

为提高自动驾驶车辆在不同工况下的路径跟踪精度和行驶稳定性,基于车辆的单轨模型和模型预测控制（MPC）理论,提出一种依据跟踪偏差和道路曲率自适应调整成本函数权重系数的路径跟踪控制算法。该算法主要是通过模糊控制理论动态优化传统MPC路径跟踪控制器中权重系数矩阵,使得当车辆与参考路径偏差比较大时,能够快速减小跟踪偏差,保证车辆行驶的安全性;当路径跟踪偏差比较小,且参考路径曲率比较小时,使得系统更加侧重行驶稳定性的要求。为验证所设计的路径跟踪控制器的性能,搭建CarSim/Simulink联合仿真模型,在联合仿真过程中,基于权重系数自适应的MPC路径跟踪控制器与基于权重系数为常量的MPC路径跟踪控制器相比,路径跟踪精度和车辆的行驶稳定性均得到了提高。     

自适应模糊PID前馈补偿在机载挂飞摆扫转台控制中的应用

针对机载挂飞转台的摆扫速度控制问题,提出了一种利用模糊自适应PID技术进行前馈补偿的复合控制策略。首先根据实际应用提出摆扫转台的期望摆扫速度曲线,并对直流力矩电机驱动的摆扫转台进行了建模;然后根据扰动前馈补偿的控制原理,提出了模糊自适应PID前馈补偿方法,为摆扫转台的速度环设计了模糊PID控制器,并在此基础上设计了与之相适应的的自适应前馈补偿函数;最后进行了仿真结果验证。通过Matlab仿真结果表明,相对于模糊PID控制,所设计的模糊自适应PID前馈补偿控制器能有效的跟踪期望的转台摆扫速度,大幅地提高了在有稳定干扰和摆扫速度越变情况下的跟踪精度。     

模糊预测控制发展的概况

模糊预测控制(FPC)是近年来发展起来的新型控制算法,是模糊控制和预测控制相结合的产物。在预测控制的模型预测、反馈校正、滚动优化的机理下,对模糊预测控制近20年来的发展概况和实现形式作了归纳,指出模糊模型引入预测控制,体现了预测控制向智能控制方向拓展的趋势,更符合人们的控制思想,可进一步提高控制的效果,并就其有待解决的问题发表了一些看法。     

基于跟踪误差调节的非线性自适应模糊预测控制

将模糊逻辑系统引入预测控制，对一类非线性离散系统提出了直接自适应模糊预测控制的方法，此方法首先建立被控对象的预测模型;然后基于此模型直接利用模糊逻辑系统设计预测控制器，并基于跟踪误差对控制器参数中的未知向量进行自适应调整;最后证明了此方法可使跟踪误差收敛到原点的一个小邻域内。     

一种改进的模糊PD 控制器

充分利用非线性跟踪微分器获得高质量微分信号的特性，将跟踪微分器与传统的简单模糊PD控制器相结合，提出一种简单的高性能的改进的模糊PD控制器．该改进模糊控制器的最显著特点是对测量噪声的强鲁棒性和工程易实现性．数值仿真证明了其有效性和高效性．     

结晶器液位控制系统的设计与实现

提出了一种简单有效的结晶液位智能控制控制方法，它包括一个基于模型降阶和内模控制的非线性滑动水口及其液压机构控制器、一个中间包重量前馈控制器和一个结晶液位模糊预测控制器，实验和现场使用表明，该方法能够准确可靠应用于连铸过程控制之中。     

AGV路径模糊─变结构滑模─模型参考协调控制

针对自动导向车（ＡＧＶ）的路径跟踪，提出一种新的模型参考－模糊变结构滑模－ＰＩ组合跟踪控制方案。该方案将ＡＧＶ设计成左右轮行走距离跟踪系统，并引进参考模型，组合了模糊控制和变结构滑模控制以及比例加积分（ＰＩ）控制。模糊变结构滑模控制提供了跟踪的快速性和稳定性，ＰＩ控制则消除稳态抖动，提高了稳态精度。仿真及实测结果表明，这种新的设计方案能达到较高的跟踪精度。