非线性奇异时滞系统的鲁棒同时保性能优化控制

针对一组非线性奇异时滞系统的鲁棒同时保性能控制问题进行研究,用范数有界的不确定参数的微分方程组描述所考虑的系统;基于Lyapunov-Krasovskii泛函和线性矩阵不等式方法给出存在同时保性能控制器的充分条件;对具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题求解,进而明确给出使得性能指标函数上界达到最优值控制器的表达式;该控制器的设计方法不仅使得奇异时滞闭环系统组正则、无脉冲、同时鲁棒稳定,而且性能函数上界最优;最后,给出算例验证该方法的有效性。     

T-S模糊跟踪控制在飞行器控制回路中的应用研究

针对飞行器控制回路设计中的跟踪问题。给出了采用分布并行补偿控制技术的Takagi-Sugeno模糊控制系统实现无静态误差跟踪的定理。利用线性参变系统二次稳定的充要条件证明了满足某飞行器俯仰通道二次稳定的公共正定矩阵P的存在性，考虑控制输入限制和气动参数在其标称值的30％范围内变化的控制品质．利用Matlab软件的LMI工具箱设计了满足闭环系统二次稳定的T—S模糊跟踪控制器，数字仿真的结果表明所设计的控制器满足总体设计的要求。     

控制受限的火箭炮位置伺服系统鲁棒自适应反步控制

针对火箭炮位置伺服系统运行过程中所存在的转动惯量和负载力矩变化大,输入控制 受限等各种不确定因素,提出了一种基于动态面滤波法的自适应鲁棒位置控制器。对于模型中的 不确定参数,采用投影算法进行有效估计,利用鲁棒滑模滤波器简化控制器的设计,引入一个辅助 分析系统来对控制输入限制的影响进行有效分析,同时将辅助分析系统与反步方法结合,通过对模 型的等价变换和选择适当的Lyapunov 函数,给出系统的自适应控制器的设计方法。仿真结果表 明,该方法保证了系统的响应速度和控制精度,对参数摄动及外界负载扰动具有较强的鲁棒性。     

高超音速飞行器自适应滑模控制技术研究

本文针对通用的高超音速航空飞行器的纵向动力学,设计了一种多输入多输出(MIMO)自适应滑模控制器,并对其进行了分析.这种飞行器模型具有高度非线性、多变量、不稳定的特性,包括6个不确定参数.在110000英尺高度和15马赫的平衡巡航条件下的仿真研究,评价了飞行器对高度和空速的阶跃变化的响应.阶跃变化为速度100ft/s,高度2000ft.通过仿真,针对不确定参数,对控制器的鲁棒性进行了评估.仿真研究的结果表明,尽管存在参数的不确定问题,设计的控制器对于具有较低幅值控制输入的系统满足性能要求.     

变体飞行器有限时间切换H∞跟踪控制

针对变体飞行器变形过程中的跟踪控制问题,基于切换线性变参数控制理论建立了变体飞行器模型。为了抑制变形过程中控制器切换和不确定性的影响,保证闭环系统有限时间有界同时满足指定的H_∞性能指标,基于模态依赖平均驻留时间方法和多Lyapunov函数方法,提出一种切换有限时间H_∞跟踪控制器的设计方法,并分析了系统的有限时间鲁棒稳定性,通过求解线性矩阵不等式得到控制器存在的充分条件。仿真结果表明,所提方法能够使飞行器系统准确跟踪指令,且对于控制器切换和不确定性具有鲁棒性,降低了控制器设计的保守性。     

基于模糊逻辑的自适应全局Terminal滑模控制

针对一类不确定非线性系统,分为已知名义模型和不确定模型两部分,考虑不确定因素的上界已知和未知两种情况,设计一种全局Terminal滑模和基于模糊逻辑的自适应全局Terminal滑模控制器,使得系统能够很好地跟踪参考输入,并且滑模控制的抖振在使用模糊系统逼近不确定参数上界时有所减弱,系统具有滑模控制所具有的鲁棒性.最后的仿真证明了理论分析的正确性.     

被动式电液力伺服系统的自适应反步滑模控制

针对被动式电液力伺服系统存在固有的多余力矩、控制伺服阀的非线性以及参数时变性问题,提出一种自适应反步滑模控制策略。建立系统的非线性状态空间方程;基于反步控制理论思想,通过3步递推法设计系统的反步控制器;在反步法递推的第3步结合滑模控制方法,选择合适的Lyapunov函数,给出系统不确定参数的自适应律,设计出非线性自适应反步滑模控制器,并利用Lyapunov稳定性定理对所设计的控制器稳定性进行证明。仿真和实验结果表明,该控制器能够有效地抑制多余力矩,并且对参数摄动及外界扰动具有较强的鲁棒性。     

基于神经元的倒立摆双闭环PID控制

研究了神经元PID控制器的设计,通过对控制对象的模拟设计,简化了控制器及控制系统的设计过程.在此基础上,提出一种将神经元PID与常规PID相结合的控制方法,并给出了系统参数的整定方法,降低了参数调整的复杂程度,且有效的解决了其它方法中出现权值修正错误的问题[1].最后,将其应用于单输入多输出系统--倒立摆的稳定.仿真实验及实际系统实验表明,文中提出的控制方法实时性好,鲁棒性强,适于实际应用.     

参数自优化的有人与无人车辆编队鲁棒模型预测控制

为解决有人与无人车辆编队中,有人领航车紧急加减速和紧急转向控制输入对无人车跟踪控制的扰动问题,设计了一种参数自优化的有人与无人车辆编队鲁棒模型预测控制算法。通过采集分析历史数据确定控制器扰动的噪声极值,并经过适度放缩得到其鲁棒边界。设计抑制该扰动的局部反馈鲁棒控制器,并通过贝叶斯优化的方法实现鲁棒边界等控制器参数自优化。基于混合整数线性优化的方法预测有人领航车未来轨迹,并设计鲁棒模型预测控制器实现无人车对有人领航车的跟踪控制。仿真和实车试验结果表明：所设计的鲁棒模型预测控制器在跟踪精度方面相比于传统模型预测控制器有明显的提升;同时该控制器有效地抵抗了来自有人领航车紧急加减速和紧急转向控制输入、无人跟随车系统模型不确定性和外部环境的扰动,振荡情况明显改善,提高了系统的鲁棒性。     

具有输入齿隙的一类非线性系统自适应控制

针对具有输入齿隙的一类非线性系统,设计了两种自适应控制器.将具有动态、非平滑特性的齿隙非线性模型线性化,等价为具有有界建模误差的全局线性化模型.针对具有未知输入齿隙、参数不确定以及未建模动态和扰动的情况,分别设计了一种自适应控制器和自适应鲁棒控制器.前者能实现闭环控制系统渐近跟踪稳定,但存在剧烈抖振而无法进行实际应用;...     

引信安全系统的直线超声电机设计与试验研究

针对目前引信安全系统智能化、灵巧化的需求,基于超声电机无电磁干扰、响应快、断电自锁、结构简单、设计灵活等特点,提出利用直线型超声电机作为引信安全系统的驱动装置。根据引信安全系统的要求得到电机初始结构尺寸,利用有限元法分析了各结构参数对电机两相工作模态频率一致性的灵敏度,优化了初始结构尺寸,并制作了原理样机。对电机定子进行了扫频测试和振动模态测试,测试结果表明电机可产生所需两相振型且两相频率接近。在U_pp=80 V,f=86 540 Hz的两相相位差为90°的正弦信号激励下,电机速度为88.2 mm/s,往返运动灵活;电机的最大输出力为2.3 N. 采用直线型超声电机的引信安全系统,为传统引信设计引入了新的思想,具有一定的工程意义和价值。     

发射药挤压破碎动力学分析

发射药床在运动过程中的挤压破碎机理是发射安全性研究中的核心问题,采用数值仿真的方法识别发射药粒的破碎机理.用有限元软件分别对药粒在静载及冲击载荷作用下的力学行为进行了数值仿真,仿真结果表明,在不同的承载模式下发射药颗粒在运动过程中挤压有体积破碎与接触破碎两种基本模式.对药粒在不同承载方式下的破碎规律进行了数值仿真,并对破碎块度的分布进行了分析,分别建立了不同承载方式下破碎块度与载荷幅度间的关系式,为火炮发射安全性研究奠定了基础.     

控制系统故障模式及特征分析

分析了常见的故障分类方法.针对当前故障分类模糊,故障信息融合诊断方法适用范围界定困难等问题,从故障诊断的需要出发,将故障划分为单现象故障、多现象故障和未知故障.分析了一些典型控制系统故障模式,根据时间属性的不同,将故障特征划分为功能型特征、指标型特征和过程型特征,为故障信息融合诊断方法研究奠定了基础.     

弹丸加速运动在身管中激发的振动

研究了由于弹丸加速运动在身管中激发的振动问题。通过将身管简化为一悬臂梁，弹丸的作用简化为一加速移动的载荷，建立了身管的运动方程，求得了级数形式的解析解，给出了一个算例并作了详细讨论。     

一种基于D 类功放的逆变电源设计

针对传统正弦波逆变电源设计中输出电压出现的线性及非线性失真问题,提出一种基于D类功率放大电路的正弦波逆变电源设计方法.分析传统逆变电源的缺点,根据A类、AB类功率放大电路的不足,采用基于IR公司的 D 类芯片 IRS2092S 为核心设计电路,并进行实验验证.结果表明:该方法不但能有效解决传统正弦波逆变电源间歇性感性负载的波形失真难题,而且具有良好的高效性和实用性.     

深孔加工刀具系统的动态稳定域研究

根据广义Hamilton 原理,构建了基于Timoshenko 梁单元的多跨柔性回转钻杆横向振动的有限元模型。通过采用自由界面模态综合技术,在保证大型复杂深孔加工装备动力学分析精度的前提下,将钻杆线性自由度的特征模态进行截断,仅保留具有非线性动力特征的模态,其中舍去的高阶主模态则由剩余附着模态来补偿,从而使得耦合动力系统求解的自由度数有效降低,节约计算资源。利用该缩减后的模型,研究了辅助支撑位置、钻杆长度及排屑孔径对深孔钻杆固有频率的影响规律。以加工复合扁孔为例,获得了在选定的切削深度和切削速度参数空间中钻杆运动的失稳方式及稳定区域。研究结果表明,文中所提出的方法将为复杂深孔加工装备的动力学设计和加工精度分析提供理论基础。     

基于狄氏先验分布的机电产品主要失效模式贝叶斯分析

对于具有多种失效模式的复杂机电产品,主要失效模式分析是产品可靠性设计和试验中非常重要的环节。但目前常用的基于频率分析的定量分析方法,在小样本量场合并不是最优方法。针对这一问题,提出了基于Dirichlet先验分布的Bayes分析方法,实现了小样本量场合的主要失效模式定量分析。在此基础上采用Monte Carlo仿真分析方法的性质,并通过应用算例验证方法的有效性。结果表明,在小样本量场合Bayes方法比频率分析方法的精度更高,能更有效地找出产品的主要失效模式。     

某型导弹发动机高能X 射线照相自动换片系统

针对固体导弹发动机高能X射线照相检测中人工换片耗时费力、效率低下等问题,研制和开发一套高能X射线照相自动换片系统。该系统采用合理的机械结构设计和工业机器人技术,从机械传动、气动系统和电气控制3个方面介绍了该系统的硬件系统,从手动、自动和示教3种运行方式设计了系统的软件控制,并分析了软件设计流程。分析结果证明:该系统实现了胶片暗盒的自动抓取与存放,缩短了检测时间,降低了射线辐射危害,提高了工作效率。     

影响PDSC特征量燃速关系方程的因素

分析了燃速催化剂和主要气体产物对燃速的高压差示扫描量热(PDSC)特征量关系方程参数的影响,结果表明,该方程的压强因子与压强指数线性相关,RDX-CMDB改性双基推进剂(R系列推进剂)的燃速催化剂影响燃热因子,主要分解气体产物相对量值比与“燃热因子”和“压强因子”有线性关系或有近线性关系.因此,该方程除了可以描述PDS...     

头部偏角对气动特性影响规律研究

为了获得头部偏角对气动特性的影响规律,首先对弹体表面不同位置的压力变化进行了试验,并以此修正和验证基于头部偏转弹的数值计算模型,并进一步计算不同马赫数和不同头部偏角情况下对升力、阻力和俯仰力矩影响规律。结果表明,头部偏转对弹体表面影响效果十分显著,远远大于同一角度攻角对压力大小的改变量。较小头部偏角和马赫数下的阻力与原型弹偏差不大;随着头部偏角的增加,升力和俯仰力矩会迅速增加。对于在某个头部偏角情况下,存在唯一一个使飞行稳定的最大马赫数。