板球系统的参数自调整反步控制

为解决系统初始值大范围变化,且控制量受到饱和特性约束的板球系统镇定控制问题,提出一种自动调整待设计参数的反步控制方法.分析了反步法偏差系统的平衡点特性;说明了反步法待设计参数与偏差系统动态间的关系;构造了Mamdani模糊逻辑,以自动调整反步法待设计参数;考虑了控制量受饱和特性限制而引入的约束条件,进而以遗传算法优化了模糊规则.仿真和实验结果均表明,自动调整待设计参数的反步控制方法降低了镇定控制中的位置偏差和位置超调.     

一类欠驱动系统的非线性输出跟踪控制

针对一类模型结构为非下三角的欠驱动系统,在反步法的框架下研究了其非线性输出跟踪控制问题．鉴于在此类欠驱动系统的反步法设计中,沿用一般下三角系统的偏差难以镇定全部的偏差动态,由此引入了“联系函数”的概念．在反步法设计中,构造了异于下三角系统的偏差,设计了状态反馈跟踪控制器,保证了系统偏差的全局一致渐近稳定性．仿真结果表明...     

基于图像处理的太阳光矢量倾角测量方法

为了提高在轨太阳光谱辐射的绝对定标精度,提出了太阳光矢量和太阳光谱仪主光轴夹角的测量方法。以图像处理技术为基础,构造了太阳光矢量和太阳光谱仪主光轴夹角的测量系统。入射的太阳光经在成像器件上成像,然后经过图像处理,获取了太阳光像点中心的位置,进而计算了太阳光矢量和与太阳光谱仪主光轴的倾角。实验表明测量方法是有效的,测量系统工作可靠稳定,测量精度约为0.05°。     

单自由度动态太阳光模拟系统的设计与控制

为了给不宜翻转安装、不宜被旋转的航天太阳跟踪产品提供模拟太阳光,提出了调整反射镜姿态的动态太阳光模拟方法,设计并实现了单自由度太阳光模拟系统。系统包括太阳模拟器、运动台、平面反射镜、编码器、光栅尺、电机和控制系统等。系统通过同时调整平面反射镜的水平位移和倾角,将模拟太阳光总是投射到航天太阳跟踪系统中的太阳敏感器处,保证了航天太阳跟踪产品在模拟太阳光照试验中完全自主运动,不被转动或翻转安装,保护了航天产品中的敏感机械组件。系统建立的光照环境贴近真实太阳光照,便于航天太阳跟踪产品调试和测试。试验结果表明,单自由度太阳光模拟系统可满足航天太阳跟踪产品的测试需求,模拟太阳光入射偏差为0.698 4 mm。     

板球系统的非线性摩擦补偿控制

为提高位置控制精度,提出了基于非线性观测器的板球系统摩擦非线性补偿控制方法。在扩展的系统状态空间中构造了非线性状态观测器估计摩擦力。由输入输出精确反馈线性化和最优控制理论设计了考虑摩擦补偿的镇定位置控制器。根据变结构控制理论设计了可精确消除摩擦的跟踪位置控制器。仿真结果说明了上述摩擦非线性补偿控制方法的可行性。镇定控制实验表明非线性摩擦补偿控制明显减小了稳态位置偏差。跟踪控制实验表明摩擦补偿控制明显提高了轨迹跟踪控制精度。     

变光照环境中的数字摄像机参数自适应调整算法

为了提高机器视觉系统对光照变化的鲁棒性,提出了数字摄像机参数自适应调整的算法。根据外界环境的光照条件,在线地估计摄像机参数并调整数字摄像机的模数转换级数、增益、黑电平、曝光时间,以保证抓取图像的像素灰度均值在预先设定的范围内。实验表明,在光照变化范围较大的情况下,此参数自适应调整方法都可抓取到质量稳定的标准图像,在很大程度上减弱了光照变化对机器视觉系统的影响,提高后续位置提取的精度,并保证机器视觉系统在变光照环境中自动地运行。     

智能双模式太阳跟踪器

构造了可自动切换工作模式的智能太阳跟踪器以提高其在多种气象条件下的工作性能和运行可靠性.研究了太阳跟踪器的工作模式选择问题,提出了基于图像信息的工作模式切换方法.提出的太阳跟踪器具有开环和闭环两种工作模式,由成像单元、转台、步进电机、单片机、上位机等模块构成;其闭环工作模式采用了视觉伺服控制方法,开环工作模式则采用了天...