鼠标控制显示增益的绩效研究

目的研究探讨了鼠标控制显示增益对指点操作绩效的影响。方法采用实验室方法,实验一对鼠标控制显示增益与操作绩效的关系进行研究。实验二在实验一结果的基础上改进了鼠标自适应控制显示技术,对固定、自适应和自定义三种鼠标控制显示增益类型进行了比较研究。共有42名被试参与实验。结果(1)不同的鼠标控制显示增益会对操作绩效产生不同的影响,鼠标控制显示增益大小与操作绩效有着倒"U型"关系。(2)任务难度对操作绩效有着明显的影响,低难度任务操作绩效明显好于高难度任务;不同难度条件下,鼠标控制显示增益与操作绩效还是保持倒"U型"关系,但是对于不同难度的任务,用户获得最优绩效的特定的鼠标控制显示增益水平不同。(3)在不同的确定鼠标控制显示增益的方式中,考虑任务难度因素的自适应增益方式的操作绩效明显高于自定义和固定增益方式。结论在指点任务中使用自适应控制显示增益鼠标可提高操作绩效。     

基于解析冗余的容错控制——控制率重构研究

研究了基于解析冗余的容错控制——控制率重构方法，分析了控制系统中传感器出现故障时其输出信息重构的问题，并针对核反应堆控制系统进行了仿真试验．由试验结果看出，传感器输出信息重构方法是正确的。     

基于神经网络的结构振动智能主动容错控制算法研究

针对重大工程结构振动控制系统传感器失效问题,提出了基于多路RBFNN的控制系统动力特性辨识及传感器故障检测方法,实现了重大工程结构控制系统传感器失效时的智能主动容错控制。通过把传感器反馈信号分解为多路信号进行系统辨识,实现反馈信号的分离,避免正常传感器与故障传感器之间的相互干扰;当传感器正常工作时,控制器按设定的控制算法确定控制力,当多路RBFNN检测到某个传感器失效时,控制系统将自动剔除该传感器信号,切换到考虑此传感器失效时的振动控制算法确定控制力。通过对AMD控制Benchmark模型进行仿真分析,验证了所提出的基于多路RBFNN传感器故障检测技术以及智能主动容错控制策略的有效性和优越性。     

谐波干扰作用下柔性结构振动的增益调度H∞控制

针对柔性结构受到随系统运行工况的变化而改变频率的谐波干扰作用下的振动控制问题，提出了一种新的增益调度H∞控制器设计方案，首先，对谐波干扰信号建模，并将该模型与系统结构模型结合形成广义模型，然后，选取二次性能指标将谐波干扰作用下振动抑制问题转换为标准的H∞控制器设计问题，最后，采用增益调度技术对典型谐波频率所设计H∞控制器的输出进行模糊加权插值，从而获得随谐波干扰频率变化的控制器输出，通过与LQC和一般的H∞控制器进行数值的仿真比较，验证了方法的有效性。     

船舶发电机组容错的StateFlow模糊PID控制研究

为了提高单个传感器故障情况下船舶柴油发电机组转速的稳定性,运用基于State Flow的模糊PID容错控制策略研究了船舶柴油发电机组传感器故障后的转速控制。研究中建立了基于Matlab的传感器故障模拟模型,基于StateFlow的故障判别方法,通过对故障传感器的估算和模糊PID控制,实现了对传感器故障后船舶柴油发电机组的转速控制。仿真结果验证了故障模型的正确性和基于StateFlow的模糊PID控制方法对传感器故障后船舶柴油发电机组转速控制的有效性。上述建模与控制的研究为进行多个传感器故障的容错控制研究奠定了基础。     

整车电磁混合主动悬架故障诊断与容错控制研究

针对整车电磁混合悬架某一作动器发生故障,提出了一种故障诊断与容错控制方法.建立了整车7自由度模型和故障悬架模型,采用LQG控制器作为电磁混合主动悬架的常规控制器,采用未知输入观测器获取悬架的状态观测值.基于获取的悬架动挠度残差,设计了逻辑模块和稳定模块对悬架进行故障诊断.仿真分析了容错控制策略下悬架在时域和频域范围内的...     

基于增益调度的结构振动分布式反馈控制

使用多传感器和驱动器控制简支板的振动.传感器和驱动器局部连接组成独立的闭环.在仿真中分别采用了点力驱动器和压电陶瓷驱动器.以极小化系统的总动能为目标,使用同步扰动方法对结构振动的分布式反馈增益进行最优调度.仿真结果表明,所提出的方法可以有效地抑制结构振动.     

多约束条件下结构振动系统的容错控制

现代控制理论在工程结构振动领域中的应用性不强,主要是因为其考虑的实际约束条件太少,就该问题进行了研究。首先根据建筑结构力学原理,建立了包含控制输入滞后、执行器故障、参数不确定等的结构系统状态模型。然后基于状态反馈和线性矩阵不等式处理方法给出了一个可满足多约束条件的时滞依赖型鲁棒H∞容错主动控制算法。通过对一个四自由度建筑结构模型在EI Centro地震波作用下振动的主动控制仿真,验证了该方法的可行性,可用于工程结构的振动控制。     

一类带有未知控制方向的非线性系统的模糊自适应事件触发容错控制

针对带有未知控制方向、未知非线性函数以及执行器故障的不确定非线性系统,研究了相应的模糊自适应事件触发容错控制问题。首先,运用反步法和模糊逻辑系统 (FLS) 理论知识相结合,构造出自适应事件触发容错控制器和自适应更新律,有效地补偿了执行器故障对系统的影响。其次,在自适应事件触发容错控制器的设计中引入了 Nussbaum 函数。最后,所设计的控制方案保证了闭环信号在给定紧集内一致最终有界,且仿真结果验证了本文所提出的控制方案的有效性。     

CPLD在水下机器人增益补偿控制中的应用

介绍了如何利用CPLD实现某型号智能水下机器人中高频声呐接收机的增益补偿控制,给出了增益补偿控制部分的电路原理图和CPLD经逻辑综合后的时序图,并具体介绍了如何利用CPLD实现对外置FLASH的读写操作和时变增益曲线表的访问。     

大型结构分散控制系统的优化研究

针对大型工程结构的分散控制方法进行研究,引入完全分散、部分独立分散及部分重叠分散控制的概念,分别以子系统控制效果局部最优及整体最优为目标设计分散控制结构的子系统控制器,并利用基于差分进化的混合粒子群算法对子系统进行优化,综合考虑子系统划分数量、子系统所含层数以及重叠部分所含层数的影响。对9层benchmark模型进行了多工况分散控制设计与数值分析。结果表明,整体最优目标下,采用部分重叠分散控制策略,能获得与集中控制策略接近的控制效果,相对于集中控制,重叠分散控制系统具有更高的可靠性,且不需要更多的控制能量。     

大型结构自适应学习率RBF神经网络滑模分散控制研究

为了有效处理土木工程结构分散振动控制中子系统间相互影响力和外界荷载不确定性的影响,提出了自适应学习率RBF神经网络滑模分散控制算法（DALRBFSMC）。首先利用Lyapunov稳定性理论设计了仅依赖于子系统位移和速度响应反馈信息的滑模分散控制律,在此基础上,结合RBF神经网络理论和经典梯度下降法,引入Lyapunov函数,推导了调整RBF网络权值的自适应学习率,进而得到能实时调节滑模分散控制律切换增益项的自适应学习率RBF神经网络滑模分散控制算法（DALRBFSMC）。同时,针对子系统不同划分方式及子控制器之间存在重叠,提出了多种分散控制设计策略。对ASCE 9层Benchmark模型进行多种分散控制和集中控制设计。仿真分析结果表明,该分散控制算法适用于不同的分散控制策略,重叠分散控制策略较传统集中控制策略而言有更好的控制效果;同时能使分散控制系统内各作动器均处于功效最大状态。     

基于保性能自适应RBF神经网络的MR半主动非线性鲁棒分散控制

该文针对模型参数不确定的非线性结构半主动分散控制问题进行研究。首先,采用退化Bouc-Wen滞回模型模拟层间恢复力,并考虑模型参数(质量、刚度和阻尼)不确定及子系统间的耦合项,建立了子控制系统误差状态方程;在此基础上,设计了由保性能控制项和自适应逼近控制项构成的子控制器,其中,保性能控制项通过求解转化为线性矩阵不等式的保性能控制问题得到,逼近控制项通过RBF神经网络自适应控制律确定,同时利用Lyapunov稳定性理论对其稳定性及权值有界性进行证明;从而建立了适用于不确定结构非线性振动控制的保性能自适应RBF神经网络鲁棒分散控制(GCARBF)算法。最后,对一8层非线性结构进行MR半主动分散控制设计及0.3 g~0.8 g地震下仿真分析,结果表明了所提算法的有效性与优越性。     

复杂结构局部振动的控制

由于大型复杂结构的高维性，在对其局部振动进行控制时，常规的设计方法设计出的控制器存在着难以实现等问题。针对这一问题，本文提出了一种局部振动控制器的设计方法，它将设计过程分为局部控制器设计和局部控制器作用于复杂结构时的闭环修改两个部分。由于控制器设计是在物理空间内进行的，并且仅需要局部振动测量，因此控制器易于实现。算例中显著的减振效果表明了该方法的可行性。     

建筑结构振动控制的改进滑模砰砰方法

本文将滑模控制和最优控制中的砰砰控制相结合,对建筑结构振动控制的滑模砰砰方法进行了研究。由于在建筑结构中应用的作动器多为液压形式,作动器很难适应正负极限控制力间的快速转换,为此本文给出了改进滑模砰砰控制律,用指数函数代替符号函数。考虑到安装传感器数量的限制,给出了有限状态输出的滑模砰砰控制方法。文中还给出了确定作动器最大控制力的近似方法。算例表明,文中所给出的方法能有效地减小结构地震峰值响应,且具有对结构固有参数变化较好的鲁棒性。改进滑模砰砰控制具有重要的实际应用价值。     

地震作用下主动减震结构的时滞离散最优控制

对地震作用下线性时滞结构的离散最优控制方法进行研究,按时滞量为采样周期的整数倍和非整数倍两种情况,将时滞连续控制系统离散为形式上不包含时滞的标准离散形式,采用连续时间形式的性能指标函数,按照离散最优控制方法进行控制设计.所得出的控制律表达式中,除了含有当前的状态反馈外,还包含有前若干步控制项的组合.最后结合一个三自由度建筑结构模型进行仿真计算,结果表明,算法中采用连续时间形式的性能指标函数优于离散形式的性能指标函数,此方法易于保证控制系统的性能和稳定性,而且可以看到,控制系统的时滞量并非越短越好.     

空间网壳结构的自调整模糊振动控制

基于模糊控制原理,构建运用于大跨空间网格结构的经控制规则修改的自调整模糊控制器,提出含有一个和多个调整因子的控制规则的解析形式及其相应控制规则表,且对控制规则进行调整因子自寻优.运用该模糊控制器,实施对网壳结构的振动控制,数值对比分析在自调整模糊控制器与未经过规则修改的模糊控制器下,结构动力响应及调整因子在自寻优前后的结构动力响应.研究表明,该自调整模糊控制器设计简便,振动控制效果明显.     

张力结构的动态控制研究

具有柔性特质的张力结构在各种动态激励的作用下将发生较高水平的振动,当这些振动超过一定限度时将对结构的功能与安全造成不利的影响,需要采取一定的措施加以控制.针对张力结构的动态控制问题展开研究,推导了张力结构的机电耦合控制方程,提出了结合Newmark算法的非线性瞬时最优控制算法(IOC).分别采用线性二次型控制算法(LQ...     

超大型结构特征值问题求解的多重子结构子空间迭代

提出了在多重子结构分析中利用子空间迭代计算超大型结构特征值和特征向量的一种方法。该方法的计算结果既不受复杂子结构划分方式的限制,又不受包括旋转、镜射和平移的子结构多重几何调用组装方式的影响,与不作凝聚的单一整体结构分析具有相同的计算精度。该方法对于解超大型复杂结构的特征值问题十分有效,数值算例表明了该方法的可靠性及其在工程应用中的极佳效果。     

DYNAMICS AND CONTROL OF SPACE STRUCTURES

Vibration control as applied to large space structures is the subject or this study. A number of computational issues have to be resolved before integrating the disciplines of optimal structural design and modern control theory. Control of free-free structures and the effects of model order reduction are the two issues addressed in this paper. Results are presented for a two dimensional truss structure.