一种自抗扰控制器参数的学习算法

针对自抗扰控制器（Automatic disturbance rejection controller,ADRC）参数多且耦合性强,参数难于被确定的问题,提出了一种ADRC参数的自动调整算法. 该算法以构造的控制性能函数为学习目标,根据参数对性能指标的影响,通过惩罚函数在线不断更新参数在有界区间内的概率密度分布,使得控制参数最优值的概率密度值最大. 通过开环不稳定系统算例和对工业机电驱动器单元（Industrial mechatronic drives unit,IMDU）的控制实验,仿真和实验结果证明了该算法的有效性.     

非线性离散系统的自适应反馈一步向前预测控制方法

针对时变、滞后、反馈时间慢且参数未知的非线性离散时间模型系统的特点，提出了一种自适应反馈控制方法。在方法中，考虑到调整时间内反馈信息少与工程易实现的要求，采用多层预报的方法，对模型跟踪误差进一步向前预测，进而利用预测结果对模型和输入做进一步修正。此外，对算法的收敛性和稳定性从数学上给出了说明。并通过数值仿真验证了方法的可行性和有效性。     

平面二自由度冗余并联机器人同步控制

针对冗余并联机构变结构、工作空间较小和各关节存在强耦合性的特点,笔者提出一种冗余并联机器人同步控制方法。由于工作空间小,笔者方法将惯性矩阵和离心力矩阵取为定值用于前馈控制,使得末点位置不需要测量。同时为了抑制惯性力矩阵和离心力矩阵取为定值带来的模型误差,通过引入同步误差和耦合误差,不仅使关节误差减小而且提高了它们之间的同步性,并基于Lyapunov稳定性理论分析证明所提出控制算法的稳定性。最后,通过平面2自由度冗余并联实验台实验证明该控制方法是有效的。     

Leica激光全站仪跟踪测量数据跳变问题的研究

通过大射电望远镜(LT)5m模型,发现测量仪器Leica激光全站仪在动态跟踪测量初期存在3 mm～7mm的数据跳变问题,通过分析找到了问题的来源,提出了解决方案,并通过实验有效的消除了数据的跳变,为以后的实验提供了参考.     

25 m射电望远镜俯仰系统的全过程建模

最优控制可有效提高大射电望远镜的指向精度,但其控制器设计需要精确的被控对象模型。为此,文中依据其有限元模型,建立了俯仰系统从电机到副面运动的全过程模型。首先,应用模态坐标法建立了大齿轮和主反射面模型,体现了结构主体刚柔混合特性;然后,应用Euler-Bernoulli梁方程式推导了副面撑杆和副面模型,反映了结构末端柔性;最后,通过仿真分析验证了该建模方法的准确性和有效性。与目前已有的射电望远镜建模方法相比,该方法的优点在于在天线设计阶段就可模拟各部分的实际运转状况,可提前发现不足。     

LT50m缩比模型舱索系统与Stewart平台动力学耦合分析

安装在大型射电望远镜(LT)悬挂馈源舱中的精调Stewart平台子系统与舱索粗调子系统之间存在动力学耦合，通过在LT原六索设计方案中增加下拉主动索系构成八索方案可以提高舱索系统的刚度，降低两级调整系统之间的耦合。在两级调整系统耦合动力学模型的基础上，针对LT50m模型的六索和八索设计方案进行了刚柔混合多体系统动力学仿真。结果表明，八索设计方案能够显著地降低二者之间的耦合，是系统解耦的一种有效途径。     

基于最小二乘方法的索网反射面形状精度调整

根据大射电望远镜索网主动反射面的变形调整要求,提出了基于最小二乘优化模型的迭代调整方法。优化模型以节点载荷增量为设计变量,追求调整后的节点位置相对于设计抛物面的残量平方和最小。线性化残量函数便可得到调整所需产生的位移场。采用基于弹性悬链线解析表达式的悬索单元建立了索网反射面的力学模型,得到了节点载荷增量与节点位移之间的关系;从而可以根据给定的变形场得到对应的调整力增量。数值算例表明所给调整方法具有很好的收敛速度。     

提高超大型天线索支撑结构刚度的方法及其对电性能的影响

针对新一代大型球面射电望远镜馈源舱索支撑结构存在扭转刚度低的问题,提出增加稳定索系以提高扭转刚度的方法.稳定索系由3根下拉索构成,每根稳定索的上端与馈源舱连接,下端通过导向滑轮与吊重相连.在馈源舱支撑结构因外部扰动发生振动时,稳定索系起到动力吸振作用,有效提高结构的刚度.考虑大跨度悬索自重对悬索形状和张力的影响,建立包含稳定索系在内的馈源舱索支撑结构的系统非线性平衡方程.给出在外部干扰作用下,改型前后结构位移响应的对比,并通过5 m试验模型验证该方法的有效性.进而,绘制天线方向图,从增益、第一副瓣电平、交叉极化等方面,对增加稳定索系可能带来的对天线电性能的影响进行定量分析.理论分析与试验结果说明,增加稳定索系的支撑方案可以应用于500 m天线工程.     

考虑重叠过滤及稳定性约束的桁架拓扑优化方法

从工程实际的角度来说,一般不允许结构形式中包含重叠单元。目前桁架拓扑优化的基结构法在选定基节点的情况下一般不建重叠单元,这导致可行域缩小,使优化不能找到更优解,人为增删杆件缺乏科学依据。针对该问题,该文对重叠给出准确的数学描述,建立包含重叠杆的基结构,利用Heaviside函数将拓扑变量连续化处理,使之在优化过程中可以获取目标函数、约束函数的敏度信息,同时考虑在拓扑优化中加入基频约束以避免出现机构,并加入稳定性约束防止出现压杆失稳,通过优化模型实现重叠过滤。最后通过两个案例计算证明可以找到更优解,验证了该方法的有效性。     

索网主动反射面的形状精度调整研究

根据柔索的悬链线方程,推导出索端张力与索端位移之间的线性增量关系,据此可对索网结构进行精确的力学分析。采用偏差分布向量来描述网面节点相对于设计抛物面的偏差,以便能够反映出网面上任一节点偏离其理想位置的方向和大小。提出了一种形状精度调整算法,将设计抛物面的顶点位置和非照明部分的节点位移同时进行优化,这样既可以满足照明部分的形状精度要求,又保证调整过程中所做的功最少。数值算例表明:该文提出的调整方法具有很好的收敛性。