汽车磁流变减振器控制策略仿真

建立了天棚阻尼控制模型对4自由度侧倾平面1/2车辆模型进行控制仿真;选取了1/2车辆质量为580kg等仿真参数,从平顺性和操纵稳定性两方面入手,应用垂直振动输入、正弦曲线输入、力矩(力)输入3种输入作为检验信号来研究控制策略对车辆的影响,并对减振器阻尼系数进行调整分析,当天棚阻尼系数为2300N.s/m时,车辆平顺性和操纵稳定性都获得了令人满意的提高。     

基于磁流变的气动位置速度复合控制策略

为了提高线性气缸的定位精度、减小制动冲击,提出了基于磁流变阻尼器的位置速度复合控制策略.依据气缸两腔压力差和磁流变阻尼特性,建立了气动系统定位过程的动力平衡方程,通过分析阻尼控制电流的变化规律和系统响应对定位精度的影响,分别提出了速度柔性控制和位置补偿控制算法.在该算法下采用位置速度复合控制策略进行试验研究表明定位误差随着负载质量的增大而增大,随着目标位置的增大而减小,对气源压力波动有较好鲁棒性.该控制策略在改善系统冲击特性的基础上提高了定位精度,为磁流变技术在气动位置伺服控制中的应用提供了理论与试验依据.     

基于磁流变的飞机起落架缓冲控制及仿真分析

起落架缓冲器是飞机起落架的重要组成部分之一,其性能的好坏直接影响到飞机起降的安全性.本文建立了基于磁流变液的飞机起落架缓冲系统的动力学模型,并用开关控制算法与模糊控制算法完成某型飞机起落架缓冲系统的缓冲控制,与被动式缓冲系统的缓冲效果进行了比对分析,验证了提出的半主动缓冲控制系统的减震效果优于传统的被动式缓冲系统.仿真结果表明,采用的开关控制和模糊控制实现了冲击载荷能量的有效吸收.     

面向侦察机器人的气动弹跳机构建模与分析

为提高侦察机器人的运动和生存能力,本文将弹跳运动与轮式运动相结合,建立了一种新型侦察机器 人．本文以一种新颖的气动弹跳机构实现了机器人的弹跳运动,介绍了气动弹跳机构的特性,推导了气动弹跳过程 中各耦合参量之间的关系,分析了弹跳高度的影响因素,并进一步提出调整换向气阀开关时间从而控制机器人弹跳 高度的控制方案．最后,对所设计的气动弹跳机器人进行了越障分析和实验验证．结果表明了该侦察机器人气动弹 跳机构的合理性和实用性．     

超声速旋转火箭弹气动特性仿真和分析

采用CFD方法,基于剪切应力输运（Shear Stress Transport,SST）湍流模型,求解大长细比卷弧翼火箭弹在超声速情况下的气动力和气动热问题．对火箭弹流场进行数值计算,与实验数据进行对比．采用薄壁模型模拟结构耦合传热,计算在一定海拔和旋转情况下火箭弹的气动加热,并与不旋转的情况进行对比．计算结果表明该数值方法能较好地计算气动力因数和气动热分布．在特定的低转速和海拔情况下的火箭弹温度分布比不旋转的稍微大一点,在旋转情况下的火箭弹尾部截面压力分布不对称,尾部流线更加紊乱;弹头和尾翼前缘温度较高,应当在火箭弹设计中予以考虑．     

磁流变悬架汽车的非线性振动特性分析

研究了具有磁流变阻尼器悬架系统汽车的非线性动力学行为.汽车采用七自由度模型,磁流变阻尼器采用Sigmoid模型,路面激励为四轮有不同相位差的正弦激励.根据第二类Lagrange方程建立了汽车振动微分方程,采用四阶Runge-Kutta法进行数值仿真.以激励频率为参数分析汽车振动响应分岔过程,并通过时间历程图、相位图等分析了汽车在不同频率范围的振动特性,结果表明在特定的激励频率区间汽车发生混沌运动.分析结果可为基于磁流变阻尼器的车身振动控制提供理论指导.     

飞行仿真中基于FLUENT气动系数计算的应用研究

气动系数模块是飞行性能仿真中的主要组成部分,主要完成飞行性能仿真中气动力和力矩的计算,气动系数数值的准确与否对飞行性能仿真的逼真度起关键性作用。由于计算机的发展,计算流体力学CFD（ComputationalFluidDynamics）的地位与作用很快得到提高。以纵向气动系数为例,探索利用计算流体力学CFD软件FLUENT对飞机进行实体建模,从而弥补气动数据的不准确或不完备问题,建立完备而准确的气动数据库,实时在线解算气动系数,进一步真实模拟飞机的飞行性能。     

基于FLUENT的微型修正弹药气动特性仿真

研究微型修正弹药的的气动外形结构优化设计问题.由于传统的气动力参数计算方法,计算新型修正弹的气动力参数会造成大的误差,不利于弹道参数计算和飞行稳定性校核.针对上述问题,提出采用计算流体动力学软件Fluent对修正弹进行非结构化网格划分,利用密度基显式求解法,对修正弹在不同攻角、不同飞行马赫数下的气动力进行了仿真计算,得到了修正弹药的升力系数、阻力系数和俯仰力矩系数随飞行马赫数和攻角的变化规律,以及弹丸表面的压力分布和来流速度分布,并对仿真结果进行分析.结果表明,计算所得气动参数符合修正弹外弹道学规律,较好地模拟了弹丸跨音速时的飞行状态,可以为微型修正弹药的制导外形设计提供依据和参考.     

带后缘襟翼翼型的非定常气动特性数值仿真

研究直升飞机性能优化问题,旋翼系统是直升机振动的最主要来源.主动后缘襟翼控制技术可以在源头上抑制直升机的振动,准确预测与分析后缘襟翼-翼型的非定常气动特性是主动后缘襟翼设计的基础.在Fluent计算平台上采用Navier-Stokes方程,分析了在亚音速条件下,后缘襟翼的NACA0012翼型在襟翼与翼型均做俯仰振荡运动时的气动特性,对襟翼的偏角、襟翼与翼型之间的缝隙、以及马赫数等因素对翼型气动特性进行仿真.对结果进行比较,验证了计算的正确性,为后缘襟翼非定常气动力的分析提供了重要的依据.     

无杆气缸驱动的柔性机械臂振动控制

提出了一种无杆气缸驱动的柔性机械臂定位和振动抑制系统,采用脉冲码调制(pulse code modulation,PCM)方法实现.首先,推导了气动驱动柔性臂的系统模型,对采用的复合定位和振动抑制控制算法进行理论分析.其次,气缸行程长、气体具有压缩性以及气动驱动存在非线性和阀门开关有时延等因素会引起控制作用的滞后问题,容易激发高阶模态的极限环振荡,导致观测和控制溢出,这将影响控制系统的稳定性.为了克服上述问题,在控制算法中引入时延补偿、低通滤波法.最后,进行气动驱动柔性臂同时定位和振动抑制的试验研究.试验结果表明,采用的气动驱动控制方法可以有效地抑制柔性臂的低频模态振动,并同时实现定位.     

脉宽调制气动舵机线性化分析方法与设计

本文以一种差动气缸PWM舵机控制系统为例,讨论了PWM气动系统的线性化分析方法和设计方法,给出了在不同状态下气动阀的起始压力、流量增益和压力流量系数的计算公式,推导了系统线性化的传递函数,分析了PWM线性化系统与传统气动伺服系统的区别,介绍了该种系统的设计步骤.     

Neural-Network-Based Nonlinear Model Predictive Tracking Control of a Pneumatic Muscle Actuator-Driven Exoskeleton

Pneumatic muscle actuators (PMAs) are compliant and suitable for robotic devices that have been shown to be effective in assisting patients with neurologic injuries, such as strokes, spinal cord injuries, etc., to accomplish rehabilitation tasks. However, because PMAs have nonlinearities, hysteresis, and uncertainties, etc., complex mechanisms are rarely involved in the study of PMA-driven robotic systems. In this paper, we use nonlinear model predictive control (NMPC) and an extension of the echo state network called an echo state Gaussian process (ESGP) to design a tracking controller for a PMA-driven lower limb exoskeleton. The dynamics of the system include the PMA actuation and mechanism of the leg orthoses; thus, the system is represented by two nonlinear uncertain subsystems. To facilitate the design of the controller, joint angles of leg orthoses are forecasted based on the universal approximation ability of the ESGP. A gradient descent algorithm is employed to solve the optimization problem and generate the control signal. The stability of the closed-loop system is guaranteed when the ESGP is capable of approximating system dynamics. Simulations and experiments are conducted to verify the approximation ability of the ESGP and achieve gait pattern training with four healthy subjects.      

Adaptive Backstepping Control Design for Semi-Active Suspension of Half-Vehicle With Magnetorheological Damper

This paper investigates the problem of controlling half-vehicle semi-active suspension system involving a magnetorheological(MR)damper.This features a hysteretic behavior that is presently captured through the nonlinear Bouc-Wen model.The control objective is to regulate well the heave and the pitch motions of the chassis despite the road irregularities.The difficulty of the control problem lies in the nonlinearity of the system model,the uncertainty of some of its parameters,and the inaccessibility to measurements of the hysteresis internal state variables.Using Lyapunov control design tools,we design two observers to get online estimates of the hysteresis internal states and a stabilizing adaptive state-feedback regulator.The whole adaptive controller is formally shown to meet the desired control objectives.This theoretical result is confirmed by several simulations demonstrating the supremacy of the latter compared to the skyhook control and passive suspension.     

空间微重力环境地面模拟系统的控制器设计

针对小型和迷你型试验目标,提出一种新的空间微重力环境模拟系统.系统采用平面气浮和气缸垂直悬浮组合方案来模拟空间微重力环境,并采用恒张力控制思想来模拟垂直地面方向上的微重力状态.采用RBF神经网络控制和滑模变结构控制复合控制方案,其中RBF神经网络用于逼近和补偿系统的不确定信息,并作为前馈补偿使跟踪误差快速收敛;通过滑模变结构控制消除RBF神经网络的逼近误差和不定随机干扰的影响,保证系统的鲁棒性.实验研究结果表明,该控制方案是有效的,系统具有较好的动态响应能力、鲁棒性和自适应能力.     

螺线型气动软体致动器设计与建模

为了探索海马尾巴的解旋能力,基于生物结构的启发提出了一种基于螺线构型的气动软体致动器.区别于已有的软体致动器的弯曲运动,螺线型气动软体致动器(螺线型致动器)随着输入气压的增大可以实现正负曲率两个方向的展开运动.首先,在保持基体外侧弧长相同的情况下,依据圆形、阿基米德螺线、对数螺线3种不同螺线的数学表达式对螺线型致动器进行了3种结构设计;其次,基于超弹性材料模型、几何关系和虚功原理建立并修正了通用的静力学模型,描述输入气压与展开角度的关系;然后,对3种结构的螺线型致动器进行样机制作,并测试了它们的运动性能;最后,对比静力学模型计算结果和样机实验数据,最大平均展开角度误差为10.0166°,证明了模型的准确性.另外,根据从形状刻度线采集的坐标数据转换得到的构型空间参数,重建了螺线型致动器在不同展开状态下的理论展开形状,验证了构型空间参数获取方法的可行性.     

气动人工肌肉驱动球面并联机器人关节的力控制研究

分析了具有柔索冗余驱动特点的静力关系，研究了力控制的智能控制算法及策略，在建立的实验样机上达到了良好的力伺服性能．将气动人工肌肉的被动柔顺性与位置控制到力控制过渡的主动柔顺控制策略结合，有效避免了机器人在与环境接触时的碰撞与冲击．     

一种基于权能标识的三方安全协议的设计和分析

随着数据密集型应用的发展,网络存储的安全性成为研究热点。针对大规模存储系统的可扩展性和安全性的要求,本文提出了一种基于三方传输模式的存储安全系统框架,并设计了一种基于权能标识的三方安全协议,该协议的最大特点是传输安全性和访问控制机制二者独立。通过对三方安全协议的形式化分析和推导,从逻辑上验证请求中权能标识的完整性、协议传输过程的正确性,以及消息的真实性,从而确保了三方安全协议的可行性。     

Achieving a More Robust Neural Network Model for Control of a MR Damper by Signal Sensitivity Analysis

Most neural network models can work accurately on their trained samples, but when encountering noise, there could be significant errors if the trained neural network is not robust enough to resist the noise. Sensitivity to perturbation in the control signal due to noise is very important for the prediction of an output signal. The goal of this paper is to provide a methodology of signal sensitivity analysis in order to enable the selection of an ideal Multi-Layer Perception (MLP) neural network model from a group of MLP models with different parameters, i.e. to get a highly accurate and robust model for control problems. This paper proposes a signal sensitivity which depends upon the variance of the output error due to noise in the input signals of a single output MLP with differentiable activation functions. On the assumption that noise arises from additive/multiplicative perturbations, the signal sensitivity of the MLP model can be easily calculated, and a method of lowering the sensitivity of the MLP model is proposed. A control system of a magnetorheological (MR) fluid damper, which is a relatively new type of device that shows the future promise for the control of vibration, is modelled by MLP. A large number of simulations on the MR damper’s MLP model show that a much better model is selected using the proposed method.     

基于双环控制功率逆变桥系统的 Multisim仿真与分析

本文主要介绍了当前最新的EDA软件Multisim2001的强大功能及其特点,该软件为电力电子电路的计算机仿真提供了一种新方法。采用该软件对功率逆变桥双闭环系统进行了仿真与分析,获得了控制参数与系统性能之间的关系,提供了一个通用闭环系统的Multisim模型。