大型射电望远镜悬挂馈源舱体结构的振动控制

将结构被动控制技术推广应用于射电天文领域，提出拉索－吊重振动控制方案，控制新一代大型射电望远镜悬挂馈源舱结构的风险振响应，首先，由非线性静力分析确定结构初始静态参考位形和初应力。其次，针对结构特点模拟作用在悬索和馈源舱上的随机风荷，在上述模型的基础上，在时域中模拟分析稳定索系对结构风振的抑制效果，同时，通过典型节点时域响应的FFT变化，绘出响应自动功率谱，进一步描述了振动控制的效果。     

柔性机械臂的轨迹跟踪与振动模糊控制

由于柔性机械臂的动态模型较为复杂,传统的基于模型的控制策略一般难以处理.基于PD型模糊控制器,提出一种基于新型的模糊控制的柔性机械臂轨迹跟踪与振动控制策略.首先推导用于柔性机械臂角控制的PD型并联模糊控制器,随后将其改进,提出了一种非并联型模糊控制器,并结合输入整形策略,推导了一种新型的柔性机械臂的混合模糊控制器.在此基础上,构建了柔性机械臂实验平台,开展实时控制实验,给出了相关的时域和频域控制效果.相关的实验结果表明,所提出的新型模糊控制器能够较好地完成柔性机械臂的轨迹跟踪任务,并显著降低柔性机械臂的振动.     

单神经元模糊PID控制在光电跟踪系统中的应用

为提高ATP系统的跟踪精度和快速性,将模糊控制引入单神经元自适应PID控制中,提出单神经元模糊PID控制。它运用有监督的Hebb学习规则在线修正PID参数,而神经元的比例系数则由Sugeno模糊逻辑系统根据系统的误差和误差变化量大小进行调整,使控制系统对动态过程信息的利用程度达到最优。仿真和实验结果表明,系统不仅具有自学习和自适应能力,且动态性能和稳态性能都优于经典PID控制,超调量减小0.95%;上升时间和调节时间均减小1s左右;稳态误差减小1.19′。满足现代高精度跟踪系统的需求。     

移动机器人的滑模轨迹跟踪控制

采用变结构控制方法对移动机器人的轨迹跟踪问题进行研究。多输入非线性系统变结构控制器设计的关键之一是寻求切换函数使得滑动模态渐近稳定。本文在后退(backstepping)方法的思想基础上设计了变结构控制的切换函数,并由此构造了具有全局渐近稳定性的滑模跟踪控制器。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于模糊自适应PID焊缝轨迹跟踪的机器人焊接前瞻控制方法

研究了机器人焊接的控制.针对当前传统焊接工业机器人通常仅按照示教点进行既定轨迹运动,不能适应小批量多品种的柔性与智能生产线的问题,将工业相机、图像处理技术与智能机器人相结合,提取出焊缝轨迹发送给机器人,同时为提高机器人焊接过程中的轨迹跟踪精度问题,提出了一种基于模糊自适应PID焊缝轨迹跟踪的前瞻控制方法.在工程大型薄壁结构件的焊接过程中,该方法将视觉检测与识别用于焊缝轨迹跟踪,以提高焊接机器人的作业精度.最后通过实验,验证了该方法具有良好的自适应性和控制精度,能够实现前瞻偏差补偿控制.     

高速工况中无人驾驶车辆轨迹跟踪控制技术

为提高无人驾驶车辆在高速工况中轨迹跟踪控制的稳定性,设计一种模糊控制与模型预测控制相结合的车辆轨迹跟踪控制器,针对大曲率或低附着系数道路环境中车辆行驶轨迹易出现偏移与车身失稳问题,应用模糊控制器根据当前车辆相关状态参数对于预测时域N_P与控制时域N_C进行模糊调节,同时给予前轮转角补偿修正。通过搭建MIL联合仿真平台,验证该控制器在高速工况中车辆轨迹跟踪控制效果。结果表明：相比于传统MPC控制器,该控制器可有效避免车辆高速行驶中响应滞后与轨迹偏移问题,提高无人驾驶轨迹跟踪控制的精确度与稳定性。     

模糊PID控制在光电跟踪控制系统中的应用

频率特性法和PID控制是光电跟踪控制系统中普遍采用的方法,对于稳态过程它们具有良好的控制性能,但对控制环境以及目标状态发生较大变化时却无法处理。介绍一种既能改善控制系统的过渡过程、减小超调量,又能保证系统跟踪精度的模糊PID控制算法,并给出了相应的实验数据。实验结果表明,模糊PID控制可显著改善控制系统对高速动态目标的捕获跟踪能力,提高跟踪精度,增强系统的鲁棒性。     

基于模糊迭代Q-学习的冶金工业机器人轨迹跟踪控制研究

冶金工业机器人在现代工业生产中扮演着越来越不可替代的角色。由于工业自动化程度的大幅提升,人们对冶金工业机器人的性能也不断地提出新要求,尤其是对其控制系统的稳定性提出了更高的要求。针对目前冶金工业机器人轨迹跟踪精度较低且不具有自适应动态调节特性等问题,提出了一种模糊迭代Q-学习控制算法。以6-DOF（six degree-of-freedom,六自由度）双臂机器人为研究对象,利用Fuzzy工具箱编写模糊控制规则,以机器人产生的位置误差以及位置误差的变化率为模糊控制器的输入量,并引入Q-学习策略,以调整模糊控制器中的量化因子、比例因子以及迭代学习控制中的PD（proportional derivative,比例微分）参数,完成模糊迭代Q-学习控制器的设计。然后,联合ADAMS（automatic dynamic analysis of mechanical systems,机械系统动力学自动分析）和MATLAB软件搭建6-DOF双臂机器人仿真平台,开展高精度轨迹跟踪的轴孔装配任务模拟。仿真结果表明,6-DOF双臂机器人关节空间的轨迹跟踪精度较高,同时可以完成双臂轴孔协调装配任务,验证了所提出控制算法的有效性和先进性。研究结果可为双臂协作机器人实现高精度轨迹跟踪的轴孔装配提供参考,具有一定的实际应用价值。     

基于改进趋近律滑模控制的钢结构柔性探伤机器人轨迹跟踪

为解决钢结构柔性探伤机器人在轨迹跟踪中存在控制模型复杂、跟踪速度慢和跟踪精度不高的问题,提出一种基于改进趋近律的滑模控制方法。将柔性机器人前后车体作为单独的移动机器人进行运动学分析,通过欧拉-伯努利梁方程求解前后车体与连接钢带之间的运动约束,得出柔性机器人整体运动学模型。在此基础上,通过反演方法设计一种基于改进趋近律的滑模控制器,加快跟踪误差的收敛速度并降低控制系统抖振。基于改进趋近律滑模控制对柔性机器人小车轨迹跟踪进行仿真实验,结果表明,改进趋近律滑模控制方法可以使柔性机器人快速跟踪期望轨迹进行运动,并且具有较好的跟踪精度和稳定性。     

模糊PID控制在电阻炉炉温系统中的应用

电阻炉是热处理生产中应用最广的加热设备,加热时均温过程的测量与控制就成为关键性的技术,促使人们更加积极地研究控制热加工工艺过程的方法。因此本文将模糊控制算法引入传统的加热炉控制系统构成智能模糊控制系统,利用模糊控制规则自适应地在线对PID参数进行修改,借此提高其控制效果。     

40米口径射电望远镜索支撑系统误差分析与补偿

主要研究了40米口径射电望远镜索支撑系统的误差分析与补偿问题,提出了一种基于索直线模型弹性变形的实时误差补偿方法。在索支撑系统运动学和静力学分析的基础上,建立了兼顾索弹性变形的误差模型,分析了索弹性变形对馈源跟踪精度的影响情况。针对天文规划给定的两条典型路径,根据索弹性变形量和实时控制要求,提出了一种基于索弹性变形的大跨度索支撑系统误差补偿方法,该方法不需要迭代,计算量小。仿真结果表明,该误差补偿方法提高了索支撑系统跟踪精度,同时满足射电望远镜的观测要求。     

基于自适应模糊PID控制的四旋翼飞行器的自主跟踪

为了提高四旋翼飞行器控制系统的动态性能和工作效率,研究了自适应模糊PID控制。目前在实际应用中,四旋翼的控制算法主要采用经典PID算法和模糊控制算法,然而经典PID算法,系统容易超调,动态性能较差;模糊控制算法,系统的稳态误差难以消除,工作效率不高。为此采用了经典PID与模糊控制的分段策略,提出了一种新的控制算法:当误差较大时,为提高系统的动态性能,控制器选取模糊控制算法;当误差较小时,为减小稳态误差,提高工作效率,选取经典PID算法。完成了悬停飞行实验,对自适应模糊PID、模糊控制和经典PID三种控制算法进行性能对比,结果表明自适应模糊PID算法能有效解决上述问题。采用自适应模糊PID算法完成了自主跟踪实验,将该算法成功应用到导航制导领域。     

超精密装置PID振动控制系统的仿真研究

 在仿生啄木鸟头部独特生物构造和隔振机理的基础上，采用主动隔振技术建立了超精密装置隔振系统结构及动力学模型． 结合超精密装置隔振系统的结构特点和性能要求，采用闭环PID主动控制系统，用Matlab软件进行了仿真分析．仿真分析结果表明，该振动控制系统宽频率范围内具有良好的减振效果，该系统可应用于超精密\测量、超精密制造设备的隔振领域．     

吹膜机的模糊自整定PID温度控制系统的设计及应用

根据吹膜机温度控制系统的大滞后、非线性等特点,将常规PID控制和模糊控制相结合,设计了一种模糊自整定PID温度控制系统,该系统通过模糊控制规则实现PID控制器的参数的在线调整,以获得PID温度控制的最佳控制效果。建立了Simulink仿真模型,并对吹膜机温度控制系统的简化模型进行了仿真和分析。仿真结果表明:模糊自整定PID控制器有更小的超调量和更快的调节时间,使系统具有更好的控制性能。     

Measurements of the suitability of large rock salt formations for radio detection of high-energy neutrinos

We have investigated the possibility that large rock salt formations might be suitable as target masses for detection of neutrinos of energies about 10 PeV and above. In neutrino interactions at these energies, the secondary electromagnetic cascade produces a coherent radio pulse well above ambient thermal noise via the Askaryan effect. We describe measurements of radio-frequency attenuation lengths and ambient thermal noise in two salt formations. Measurements in the Waste Isolation Pilot Plant, located in an evaporite salt bed in Carlsbad, NM yielded short attenuation lengths, 3–7 m over 150–300 MHz. However, measurements at United Salt's Hockley mine, located in a salt dome near Houston, Texas yielded attenuation lengths in excess of 250 m at similar frequencies. We have also analyzed early ground-penetrating radar data at Hockley mine and have found additional evidence for attenuation lengths in excess of several hundred meters at 440 MHz. We conclude that salt domes, which may individually contain several hundred cubic kilometer water-equivalent mass, provide attractive sites for next-generation high-energy neutrino detectors.     

基于模糊策略的液压系统油温自适应PID控制

研究了液压系统的油温控制。考虑到液压系统油温具有大滞后、非线性、时变性特点,传统的PID控制难以取得满意的控制效果,提出了一种基于模糊策略的自适应PID控制方法。该方法采用模糊推理实现PID控制器参数的在线自寻优,根据PID参数对输出响应的影响实现不同工况下PID参数的最佳匹配。通过Matlab/Simulink软件进行了传统PID控制和基于模糊策略的PID控制的仿真比较,结果表明,基于模糊策略的PID控制方法在调节速度、超调量及稳定性方面均有良好的表现。将该方法用于JM128MK型注塑机液压系统的实验,已验证了该方法的有效性和合理性。     

An optical system and technique for position testing of segments of the compound parabolic mirror of the radio telescope of the millimetron space observatory

An optical system and technique for position testing of segments of the compound parabolic mirror of the telescope of the Millimetron space observatory are proposed. Results of an analysis of the testing precision assured by the proposed technique are presented and recommendations for practical implementation of the technique are given. Translated from Izmeritel’naya Tekhnika, No. 5, pp. 29–31, May, 2008.     

一种球形机器人高速直线运动的自适应控制方法

具备高速精准运动能力是球形机器人技术发展的重要方向.针对高速运动状态下外界扰动和系统抖振等因素对球形机器人精准直线运行产生的影响,开展面向高速直线运动的分数阶自适应分层积分滑模控制方法的研究.提出面向高速直线运动的球形机器人标准动力学模型并且以此作为控制方法的研究基础,将积分项和分数阶微积分项与分层滑模控制方法相结合,...