汽车稳定性控制中横摆力矩决策的LQR方法

综合跟随理想横摆角速度的方法和抑制汽车质心侧偏角的汽车稳定性控制方法,提出了一种新的最优控制方法。以线性二自由度车辆操纵特性模型为控制目标,基于汽车横摆力矩与车辆状态偏差之间的动力学关系建立了控制系统模型。采用线性二次型调节器(LQR)方法进行了汽车横摆力矩的决策,实现了汽车稳定性控制。在硬件与驾驶员在环仿真试验台上的试验验证了LQR方法的控制性能。     

基于虚拟弹簧的欠驱动手指的动力学建模和控制

采用虚拟弹簧对2关节欠驱动手指进行了动力学建模。并使用该方法建立实际的3关节欠驱动手指的动力学模型,通过动态控制实验验证了动力学模型的正确性。该方法不仅避免了求解微分几何方程,并且直接派生出可解耦的动力学模型。可直接进行逆动力学分析、仿真和实时控制。同时,建立了基于动力学模型的速度观测器,用于轨迹跟踪,弥补了欠驱动手没有速度传感器的缺点,补偿了欠驱动环节造成的不确定因素。与PID或计算力矩法相比较,其轨迹跟踪误差更小,动态控制效果更好。     

基于随机滤波器的无位置传感器SMPM电机磁通辨识

用随机滤波器对无速度传感器的交流永磁电机的转子磁通进行观测.观测过程中为了降低计算量,采用参数的混合辨识方法,把滑模观测器引入磁通辨识系统,代替位置传感器对转子位置和速度进行估计.用Matlab7.0建立离线辨识模型,仿真分析了转子磁通估计值与实际值之间的误差,以及磁通估计值随负载转矩大小的变化情况.     

一类非线性时滞系统的鲁棒H_∞混杂状态观测器设计

研究一类基于切换的非线性时滞系统的鲁棒状态观测器的设计问题.在系统存在有限个备选的状态观测器,并且每一个单一的观测器均不是系统的鲁棒H∞观测器的假设下,针对状态观测器增益矩阵全部已知或全部未知的2种情形,分别利用单Lyapunov函教技术和多Lyapunov函数技术,设计出状态观测器间的切换律,并获得了保证误差系统渐近稳定和H∞范数有界的2个充分条件.且当增益矩阵全部未知时,给出了增益矩阵的显式表达.     

有人驾驶AWID-AWIS车辆动力学控制研究

全轮独立驱动-独立转向车辆(all-wheel-independent-drivesteering vehicle,AWID-AWIS)的全部车轮均可独立驱动/制动、独立转向,具有驱动冗余,其运动控制一般采用分层控制方法实现。针对有人驾驶AWID-AWIS车辆中的整车动力学控制问题,以驾驶员意图和参考模型产生控制目标,使用扩张状态观测器(expanded state observation,ESO)实时估计系统的"内扰"和"外扰",设计车辆动力学自抗扰控制器(active disturbance rejection control,ADRC);对不同驾驶意图下的车辆运动进行控制仿真,讨论系统控制能力对驾驶意图的约束问题,指出消解驾驶意图与控制能力冲突的必要性和工作方向。     

基于非线性自适应观测器的飞机操纵面故障诊断

研究以非线性方程描述的飞机在操纵面发生损伤、卡死等故障时的自适应观测器诊断方法.通过引入有效性因子表征操纵导数变化的程度,将飞机操纵面故障诊断转化为具有未知参数的Lipschitz非线性系统的状态观测器设计问题.采用Lypunov方法,给出了观测器的结构形式和参数估计的自适应律,并在分析观测器渐近收敛的充分条件的基础上,给出了相关参数.数字仿真表明建议的自适应观测器能够快速且较准确地估计出有效因子的变化,验证了该方法的可行性.     

带有干扰观测器的凝视航天器姿态变结构控制

研究了实现对地凝视观测时的航天器姿态控制问题.首先介绍了对地凝视模式及其成像优点,继而推导出实现对地凝视的期望姿态四元数和期望角速度,在此基础上得到姿态相对动力学和运动学方程;考虑到提高凝视成像精度、延长成像时间的要求,设计了一种变结构控制律,并采用干扰观测器的方法来抑制变结构控制的固有振颤,提高控制效果,并对这种方法和传统控制方法进行了比较.仿真结果表明,在实现对地凝视的姿态控制过程中,设计的控制器响应速度更快,具有更好的鲁棒性,并减弱了变结构控制的振颤问题.     

基于状态变量-多模型的主汽温控制系统

在现代火力发电厂控制中,锅炉出口过热蒸汽温度(主汽温)是锅炉的主要参数之一,对电厂的安全经济运行有着重大的影响。针对主汽温系统大惯性、非线性的特点,提出了基于状态变量-多模型的控制方案,即先采用状态反馈补偿主汽温的惯性,以PID作为控制器对补偿后的广义被控对象进行控制;再针对不同工况下对象特性的变化,对各工况控制子系统进行模态综合,实现大范围的控制。对主汽温系统的仿真结果表明,该方案可以较好地解决系统的大惯性和非线性问题。     

带有检测迟延的燃料-汽压系统状态观测器设计

由于时延现象的大量存在,时延系统的状态估计问题得到了广泛的研究和重视.针对输出含有时间延迟的燃料-汽压系统,进行了时间延迟补偿观测器的设计.针对不同的时间延迟进行了仿真,实验结果表明,观测器在一定的时间内能够很好地跟踪输出时延系统的状态.     

Sliding mode disturbance observer-based backstepping control for a transport aircraft

This paper presents a novel control method by integrating the sliding mode disturbance observer- based control and the backstepping control technique, and successfully applies it to a flight control system for heavy cargo airdrop operations. The super-twisting second order sliding mode disturbance observer （SOSMDO） is employed to estimate bounded but otherwise arbitrary disturbances, thus ensuring asymptotic convergence of the estimation error to zero in a finite time. Besides, the integrated controller can significantly improve the robustness of the flight control system to modeling uncertainty and external disturbance in the presence of state/control constraints. The closed-loop stability is guaranteed in the sense of Lyapunov. In addition, the proposed approach can considerably reduce design cycles. The performance of the proposed control method is demonstrated in a very low altitude extraction airdrop simulation with a high-fidelity six-degree-of-freedom transport aircraft model.