一类饱和非有理系统状态反馈设计

本文研究了一类饱和非有理系统状态反馈镇定问题.通过线性分式表示技术,这类非有理系统可以转化为带有两个非线性回路的线性时不变(linear time-invariant,LTI)系统.假设非有理函数项分别满足局部扇形区间不等式以及局部Lipschitz条件,提出了两种基于LMI条件的镇定方法.最后,举例证明了所提出方法的有效性.     

基于ARM7飞控系统多传感器数据融合方法及实现

无人直升机控制系统是一个典型的多传感器系统,为了实现各传感器的优势互补,需要进行多传感器数据融合;可以采用十一阶扩展卡尔曼滤波器——EKF来实现数据融合滤波;这里介绍了十一阶扩展卡尔曼滤波器在基于arm7无人直升机飞控系统中的应用,卡拉曼滤波有效地去除了角度约的漂移量;为了降低十一阶kalman在ARM 7中的运算时间,可以将一个大系统拆分成若干小系统,然后分别对小系统进行滤波,同时对卡尔曼滤波里面的一些运算做优化处理;最终在主频是48MHZ的ARM 7中的运算时间由70ms减少到25ms,成功实现了十一阶卡尔曼滤波在本系统中的高效运行。     

基于序列图像的小型无人机姿态快速估计方法与实验

为自主、精确地获得无人机的飞行姿态,文章研究并提出了一种利用无人机系统搭载的摄像机获取的序列图像来快速获得小型无人机飞行姿态的方法;该方法首先应用SIFT算法,通过多线程并行处理提取相邻图像特征点,然后依据设计的变换模型由匹配的特征点估计出帧间图像变换参数,并利用RANSAC算法剔除错误点,最终解算出机载平台的姿态角变化量;最后通过比较实验测得的姿态数据与实际姿态数据,证明了该方法的有效性。     

小型无人直升机横向通道的辨识方法

为了获得小型无人直升机横向通道的内环数学模型,在本实验室小型无人直升机及对应的直升机飞行控制系统的基础上,本文基于CIFER频域辨识软件包,设计了一套安全有效的辨识方案。通过此辨识方案能得出小型无人直升机横向通道的内环数学模型,并通过时域方波验证证明了模型的有效性,为控制器设计打下了坚实的基础。     

基于DSP与BIOS内核的运动控制器软件系统架构

在以德州仪器(TI)公司的DSP为主控芯片,FPGA为辅助控制的运动控制器硬件平台上,采用TI公司的BIOS实时内核,提出一种运动控制器软件架构方案。该方案可以针对不同用户需求进行功能组件二次开发和移植,软件源代码采用模块化设计,具有标准化函数接口,可维护性良好。经过实验测试,能满足开放性、实时性、可移植性的要求。     

基于ZG方法的悬挂负载直升机零振荡匀速控制

为了实现悬挂负载直升机的零振荡匀速控制,本文结合Zhang动力学(Zhang dynamics,ZD)和梯度动力学(gradient dynamics,GD),提出了基于ZG(Zhang-gradient)方法的悬挂负载直升机零振荡匀速控制。通过使用ZG方法对数学模型进行处理,并且创新性地引入了参数的可变性,设计了一个z2g2控制器,得到辅助控制公式后,结合得到了控制器公式组。此外,本文还展示了在MATLAB平台上的计算机仿真与数值实验测试结果,其验证了该z2g2控制器的有效性和精确性,进而证实了ZG方法的可行性与有效性;并且,后续控制算法和软件开发也是未来的研究方向。     

基于滑模观测器与滑模控制器的永磁同步电机无位置传感器控制

针对无位置传感器永磁同步电机控制系统中转子位置与转速无法直接测量的问题,提出基于滑模观测器的转子位置间接检测方法。通过研究低速时滑模观测器的估算误差较大的特点,分析无位置传感器控制方式下电机存在无法零速起动的问题,利用变压变频控制策略进行他控起动。依据滑模观测器的电流跟随特性和滑模控制器的转速跟随特性,同时引入时变项,在提高滑模面收敛速度的基础上实现了调速系统由他控方式向自控方式的平滑过渡。仿真和实验证明,提出的算法不仅解决了滑模观测器在零速及附近的低速范围内所存在的预测死区问题,而且削弱了两种控制方式切换过程中产生的抖振。     

结构不对称条件下测速发电机的卡尔曼测速算法

针对基于测速发电机、光电编码器等测速传感器的传统测速系统存在低速测量性能,实时性,对结构不对称、电磁扰动等的抗干扰性等都较差的问题,提出了一种高精度宽范围实时滤波测速方法。以爪极永磁式交流测速电机为例,详细分析了其机械结构特性和工作原理,并在结构不对称条件下建立了爪极永磁式交流测速电机测速模型,提出了一种面向工程应用、计算量小的交互双模自适应降阶无迹卡尔曼滤波算法来实时估计永磁转子转速。该算法同时运行降阶和全阶交互双模自适应算法,当采用降阶估计值保障系统实时性时,在计算耗时较长的全阶算法运行完成一次后修正一次降阶估计值,提高测速精度。仿真结果表明,提出的测速算法对于结构不对称扰动具有良好的鲁棒性,能够适用于宽范围条件下的转速高精度实时跟踪,具有一定的工程指导意义。     

基于似然域背景差分的行人检测和跟踪方法

基于激光雷达的室内机器人行人检测、跟踪容易受到复杂背景的影响。针对这种情况,提出一种基于似然域背景差分的行人检测、跟踪和跟随系统。利用即时定位与地图构建算法获得陌生环境的二维栅格地图,通过蒙特卡洛定位获得机器人在地图中的后验位姿,利用似然域模型分割出前景对应的激光雷达数据后,进行行人的检测、跟踪以及跟随。实验结果表明,该系统使行人检测准确率提升3.49%,平均检测时间缩短近32%,有效降低复杂背景对多行人检测与跟踪的影响,实现机器人对目标行人的实时跟随。     

应用RBF激励WASD神经网络估算GFR

价格低廉与高准确率的矛盾是测量肾小球滤过率（glomerular filtration rate,GFR）中遇到的主要难题。采用径向基函数（radial basis function,RBF）神经网络和权值与结构确定法（weights-and-structure-determination,WASD）相结合的方法,并基于中山大学附属第三医院的患者数据进行神经网络建模,对肾病患者进行肾小球滤过率估算。计算机数值实验结果显示该方法在50%符合率标准下能达到90%的准确率,而传统方程中最优的准确率为68%。