基于滤波器的Anti-Windup设计及其在伺服系统中的应用

针对控制器Windup问题，提出了一种基于滤波器的Anti-Windup设计方法。该方法采用两步设计技术，通过合理地选取滤波器F（s），使系统满足相应的最优设计指标，提高了系统的性能，有效地解决了某型电动转台伺服系统中存在的控制器Windup问题。转台伺服系统实际运行结果验证方法的有效性，并说明该方法也适用于类似的一般控制系统的Auti-Windup设计。     

采样控制系统时间响应特性及其计算方法

本文针对采样控制系统连续信号与离散信号共存的特点，指出传统离散比分析方法因忽略了系统在采样时刻之间的信息导致无法精确、真实地反映采样控制系统的时间响应特性，在此基础上，应用采样控制系统直接设计方法，基于提升技术，在考虑系统在采样时刻之间全部信息的条件下，推导给出了采样控制系统时间响应的计算方法，最后通过一个具体计算实例说明了本文方法的有效性。     

大负载电动仿真转台的总体技术分析

在ＤＣＴ型大负载双轴电动仿真转台成功研制的基础上，介绍了该转台的性能特点，总体结构和驱动方式，讨论控制系统设计中存在的问题，并分析了控制回路的结构及实现。     

大气层外拦截器开关式姿态控制律设计

以大气层外拦截器为背景,为了提高姿态控制系统对干扰力矩的鲁棒性,基于预测控制方法设计了开关式姿态控制律.将导引头视场约束和姿态角速度约束以输出约束的形式添加到预测控制的优化问题中,保证了目标不脱离视场.针对线性化后的姿态运动模型,采用约束"紧缩"的方法,通过适当的调整约束集,保证了算法的鲁棒性.在此基础上得到了带有开关输入的姿态控制对应的优化问题.仿真结果表明,本文给出的设计方法即使在存在较大干扰力矩的情况下仍然能够满足姿态控制精度要求.     

Attitude control allocation strategy of high altitude airship based on synthetic performance optimization

This paper presents a method for solving the attitude control problem of high altitude airship (HAA) with aerodynamic fin and vectored thruster control. The algorithm is based on the synthetic optimization of dynamic performance and energy consumption of airship. Firstly, according to the system overall configuration, the dynamic model of HAA was established and the HAA linearized model of longitudinal plane motion was obtained. Secondly, using the classic PID control theory, the HAA attitude control system was designed. Thirdly, through analyzing the dynamic performance of airship with fin or vectored thruster control, the synthetic performance index function with different weighting functions was determined. By means of optimizing the obtained performance index function, the attitude control of high altitude airship with good dynamic performance and low energy consumption was achieved. Finally, attitude control allocation strategy was designed for the airship station keeping at an altitude of 22 km. The simulation experiment proved the validity of the proposed algorithm.     

敏捷导弹直接侧向力与气动力复合控制策略

针对直接侧向力与气动力复合控制的敏捷导弹,提出了一种基于自抗扰控制方法和动态控制分配技术的复合控制策略。根据导弹纵向动力学模型设计自抗扰控制器,得到建立导弹攻角所需的期望控制力矩。采用动态控制分配将期望控制力矩映射到空气舵和固体脉冲发动机阵列,从而实现导弹对攻角指令的快速精确跟踪。自抗扰控制器具有对模型参数变化和外部扰动不敏感的特性,适用于敏捷导弹侧向喷流气动干扰较大的情形。动态控制分配技术则可以综合考虑执行机构的动态特性和饱和约束对期望控制力矩进行合理分配。仿真结果表明,本文提出的复合控制策略可以快速跟踪攻角指令,适用于敏捷导弹直接侧向力与气动力复合控制系统设计。     

基于LMI的范数有界不确定采样系统的输出反馈鲁棒镇定

将采样控制系统转化为等价的跳变系统,设计目标为对所有容许的参数不确定性设计一个输出反馈采样控制器,使得闭环系统渐近稳定。以线性矩阵不等式的形式给出了鲁棒镇定问题可解的充分条件,并由可行解构造输出反馈采样控制器的参数矩阵。对短周期飞行器动态模型的仿真结果验证了所提方法的有效性和正确性。     

基于单霍尔传感器的PMSM位置检测方法

为了解决永磁同步电机矢量控制需要高精度位置传感器的问题,提出了一种基于单个霍尔传感器的永磁同步电机转子位置检测方法.对基于单个锁定型霍尔元件的转子位置、速度预估算法及其误差进行了分析,为了提高动态过程中的预估精度采用了一阶速度预估.采用一路方波信号模拟霍尔输出信号对该检测方法进行了实验验证.最后将该方法用于一台高速永磁同步电机驱动,实现了高速永磁同步电机的矢量控制.实验证明该方法具有较高的静态和动态精度,可工作于较宽的速度范围,适合于永磁同步电机矢量控制.     

Stewart平台关节空间惯性矩阵块对角占优分析与判别

分析Stewart平台关节空间动力学模型惯性矩阵块对角占优特性,并给出相应的判别方法.首先使用拉格朗日方法建立平台关节空间动力学模型.然后针对平台几何结构指出一般情况下邻近支路耦合最为强烈,即关节空间动力学模型的惯性矩阵是块对角占优的,并定义反映这种耦合关系的矩阵块对角占优指标.最后给出一种判别平台惯性矩阵在给定工作空间内是否满足块对角占优指标的方法,依据该方法在给定工作空间内选择有限个位置姿态点,若惯性矩阵在这些位姿点处具有块对角占优特性,则可保证给定空间内任意点均具有这种特性.由于Stewart平台具有惯性矩阵块对角占优特性,在研究其控制方法时可将耦合强烈的邻近支路加以整体考虑,即分散控制三个两输入两输出子系统,从而降低传统单输入单输出单通道控制方法的保守性.     

无刷直流电动机系统的一种摩擦补偿方法研究

针对无刷直流电动机系统的非线性数学模型特点,提出了一种简单的摩擦补偿方法。该方法首先利用输入输出线性化方法将原系统模型转化为一种简单的线性模型,然后给出一种非线性摩擦估计器实时估计系统中的库仑摩擦值,最后利用摩擦前馈补偿方法对其进行补偿。仿真结果表明该方法可以有产地抑制无刷直流电动机系统中的摩擦影响。