轴流压缩系统失稳现象的主动控制

为了开展对压缩系统旋转失速和喘振两类失稳现象的主动控制研究,进一步改善压缩系统防喘振控制的效果,选取了轴流压缩系统的四阶失稳模型,将容腔出口节流阀作为主动控制的作动机构,用非线性控制理论中的backstepping方法,设计抑制压缩系统失稳现象的主动控制律,应用于失稳模型,通过仿真,验证了在变转速条件下,旋转失速、喘振以及旋转失速和喘振先后发生时的控制效果.肯定了失稳主动控制比传统的防喘振控制和单纯的喘振主动控制的优越性,并通过仿真,考察了控制律对于系统特性参数和结构参数变化的鲁棒性.结论:研究压缩系统失稳的主动控制,无论在理论和实用都有重要意义.     

柔性智能结构的振动主动控制仿真和实验研究

基于模态坐标表示的含压电片结构横向振动系统方程,采用独立模态法直接针对系统的高阶模型设计控制律,利用劳斯判据证明由所设计的控制器引起的控制溢出可被有效抑制,极大地降低了由于模型降阶引起的误差。同时,对压电柔性悬臂梁的高阶振动模态进行主动控制仿真模拟和实验研究,结果表明施加主动控制后柔性悬臂梁的模态阻尼显著提高,受控悬臂梁的振动得到了快速抑制。仿真计算和实验结果取得了良好的一致性。研究结果表明,利用压电陶瓷作为驱动元件,采用独立模态控制法实现柔性结构的振动抑制是一种高效的振动主动控制方法,在航天航空等领域中     

基于自适应滑模控制的主动磁悬浮隔振系统

该文研究了一套电磁悬浮主动隔振系统,并设计了相应的自适应滑模隔振算法。考虑该主动隔振系统的复杂特性,采用有限元法对其进行磁路分析,将计算结果与理论模型进行比较,并通过引入不确定项获取更加准确的改进模型。在此基础上设计了自适应滑模隔振控制律,该控制律具有较强的鲁棒性,有效地抑制了模型的强非线性以及参数不确定性所带来的影响,且设计中无需预知振源的振动形式。仿真表明了整套隔振系统具有较强的低频隔振能力。     

Stewart并联机构主动隔振平台的非线性L2鲁棒控制

以Stewart并联机构主动隔振平台为研究对象,提出一种非线性L2鲁棒主动隔振控制方法．应用牛顿—欧拉方法建立了由直线音圈电机驱动的隔振平台的完整动力学模型．在模型非匹配不确定性的上界未知的情况下,充分考虑动力学模型的非线性特性、参数摄动以及未建模动态等因素对隔振控制的影响,设计了模型非匹配不确定性上界估计的调节律并推导出鲁棒主动隔振控制律．通过构造合适的存储函数,在理论上证明了系统的稳定性和满足L2性能准则的隔振性能．仿真结果表明,该方法能有效地抑制6个方向的低频振动,得到满意的隔振性能．     

基于LQG自校正器的机翼颤振主动抑制

研究了一种基于LQG自校正器的机翼颤振主动抑制设计方法.以带有后缘控制面的柔性机翼为研究对象,采用在线辨识来获取系统的时变参数,利用Kalman滤波器重构状态,通过求解离散时间代数Riccati方程得出机翼颤振主动控制律.在Simulink仿真平台上实现了上述方法,仿真结果表明,该控制器能够有效抑制机翼颤振的发生并具有一定的鲁棒性.     

飞机防滑刹车系统模糊滑模控制研究北大核心

针对现在飞机广泛应用的“PD+PBM”控制律难以对具有强非线性和不确定性的飞机防滑刹车系统进行高性能控制的问题,提出飞机防滑刹车系统基于模糊指数趋近律的滑模变结构控制律。先建立具有不确定扰动的飞机防滑刹车系统的地面动力学模型以消除模型误差所带来的不利影响,然后设计了基于指数趋近律的滑模变结构控制律以改善控制性能,并利用李雅普诺夫定理证明了系统的稳定性,最后基于模糊理论对滑模控制律进行优化以抑制抖振。仿真结果表明,基于模糊指数趋近律的滑模变结构控制律控制效果优于“PD+PBM”控制律和传统的滑模控制律,抑制控制器输出抖振效果良好,刹车效率高,控制方法合理有效。     

风干扰下的四旋翼无人机ADRC控制律设计

针对小型四旋翼无人机飞行过程中姿态控制容易受侧向风干扰的问题,研究了一种自抗扰控制(ADRC)律.首先分析了侧向风对旋翼的推力,然后建立了风速的组合模型,利用自抗扰控制方法对风的干扰进行估计和补偿,最后在Matlab平台上对所提出的ADRC控制律进行仿真验证.从仿真结果看ADRC控制能够较好地对侧向风的干扰进行估计补偿,从而保证姿态控制具有较好的稳定性.     

主动变形四旋翼自抗扰飞行控制方法

为了获得更好的环境适应性,研究设计了一种主动变形四旋翼飞行器.飞行器的变形主要分为两种:机臂伸缩和折叠.为抑制系统所受内外扰动影响,设计了基于自抗扰控制(ADRC)技术的飞行控制器.首先对主动变形四旋翼结构进行设计,使用牛顿欧拉法建立风扰下系统动力学模型,然后分析阵风对系统影响以及动态变形时重心位置、惯性张量等参数的变化,接着将主动变形四旋翼系统解耦成6个SISO系统的组合并设计位姿自抗扰控制器,最后分别利用扩张状态观测器和非线性状态误差反馈律对系统所受扰动进行观测和补偿.仿真结果表明,本文所设计的基于ADRC飞行控制器的主动变形四旋翼具有优秀的位姿控制能力,在飞行过程中可以良好地进行变形,能够有效地观测变形的扰动和紊流风扰,具有较强的稳定性和抗扰性,同时对系统部分动力失效故障有较强的鲁棒性.     

大射电望远镜舱索伺服系统的自适应滑模控制

针对大射电望远镜馈源舱跟踪定位问题,提出一种自适应滑模控制方法．从线性化模型出发．将模型偏差、风载荷视为系统外部扰动,通过引入参数自适应机制,在线估计外部扰动并加以补偿．采用Lyapunov稳定性理论,推导了舱索系统的多输入多输出自适应滑模控制律．在此基础上,针对大射电望远镜50m缩尺模型,采用离散悬索模型和自适应滑模控制方法对舱索控制系统进行了仿真,并与传统的PID控制方法进行对比．结果表明,采用自适应滑模控制使跟踪误差减小到约32％,并提高了抗风扰能力．     

无尾飞翼式无人机飞行控制特性研究

依据高空长航时无尾飞翼式无人机的主要特点来分析飞机本体静稳定性以及高空巡航状态飞行时的动稳定性和操纵特性。用经典飞行动力学理论详细研究了无人机在16000m高空巡航状态的自然稳定性,并利用Matlab simulink对滚转-俯仰-偏航耦合运动的仿真来分析无尾飞翼式布局在纵、横航向上的耦合特性。基于以上的分析,采用主动控制技术设计纵向和横航向的控制律,阐述了无人机纵向定高爬升和横航向方位角控制时的操纵特性;并进行仿真分析,得到满意的结果,验证了采用主动控制技术可明显改善各项飞行品质要求。     

小功率开关磁阻风力发电系统模拟装置研发

分析开关磁阻电机风力发电工作原理,推导其非线性数学模型,在MATLAB仿真平台上建立基于PWM斩波和APC复合控制的开关磁阻发电系统仿真模型,进行相关仿真实验,为硬件电路设计的参数选择提供帮助。以DSP为控制核心,设计开关磁阻风力发电系统功率主电路与控制电路,实现小功率风力发电。实验和性能测试验证了设计方案的可行性与有效性。     

永磁直驱风力发电系统变流器的设计与仿真

由两相旋转坐标系下的数学模型,推导了得出了并网逆变器双闭环控制方法,并且对电流环的设计做了详细的介绍.根据控制原理在MATLAB环境下搭建了永磁直驱风力发电系统的仿真模型,进行了仿真实验.仿真结果表明,在风速变化的情况下,并网逆变器可以向电网输出稳定可靠的电能,系统稳态、暂态性能良好.     

基于MATLAB的通用飞行器仿真

在飞行仿真研究方面,以往建立的飞行器仿真模型往往忽略了模型的通用性,可重用性以及互操作性等问题;文中介绍了基于MATLAB开发的飞行器仿真软件;使用MATLAB/SIMULINK作为仿真软件开发环境,根据六自由度飞机对象建模的一般方法和原则,建立通用的飞行器全量非线性方程,并考虑了决定飞机性能的绝大多数因素;以面向对象的思想模块化的方式建立仿真子模块,利用XML对整体仿真模型进行动态配置;讲述了系统各模块架构及其数学模型;在飞行控制律验证方面,该仿真软件发挥了巨大的功效。     

基于局部模型逼近的一种绳牵引并联机器人自适应径向基神经网络控制

为了保证风洞试验绳牵引并联机器人(WTT–WDPR)末端执行器的位姿,提出了一种基于局部模型逼近的自适应径向基(RBF)神经网络控制.采用牛顿–欧拉法建立了飞机模型的动力学方程,并基于动态力矩平衡方程建立了驱动系统的动力学方程.采用RBF神经网络进行了局部模型的逼近设计和控制律设计,并通过构建Lyapunov函数对系统...     

兆瓦级风电机组变桨距过程动态仿真

在分析风电机组变桨距调节原理的基础上,建立了包含风力机、变桨距执行系统、变桨距控制算法、变桨速率、动态尾流、塔架动态、传感器响应的变桨距风电机组整体动态数学模型。以此为基础,运用MATLAB/SIMULINK仿真模拟平台搭建了变桨距风电机组动态仿真模型。以阵风为例,运用该模型对一台1.5 MW的风电机组进行了变桨距过程动态特性仿真。仿真结果与简化模型仿真结果对比表明：建立的模型能很好地描述变桨距过程中的机械转矩过冲、桨距角滞后等动态特性,弥补了现有各种模型过于简化的不足。     

失速型风力发电机的建模与仿真研究

研究风力发电机系统优化控制问题,对风力发电进行设计,应通过风能带动发电机发电。但风力发电机组模型存在高阶、非线性问题,考虑因素很多。传统方法缺乏总体性能分析。为解决上述问题,建立了包括风力发电机组气动性能、传动系统部分和感应电机部分的一种新的较完善的失速型风力发电机组的动态数学模型。应用在MATLAB软件上,以数学模型为基础搭建了失速型风力发电机组数字仿真模型。并以稳态风速和动态风速为例,对600千瓦失速控制型风力发电机组进行了仿真计算。试验结果表明模型的正确性,为风力发电机组的进一步优化设计和优化控制等均提供了科学依据。     

小型风电系统变步长扰动MPPT控制仿真研究

最大功率跟踪(MPPT)策略是提高风电系统功率转换效率的重要方法.文中提出了变步长扰动MPPT策略,并在MATLAB仿真环境中,开发了带有此策略的小型风电系统仿真模型.该模型包括风力机模型、永磁发电机(PMSG)模型、DC/DC斩波器模型、负载功率采样模型和MPPT控制模型等.利用该模型进行计算机仿真,给出了一定风速下负载功率和发电机输出功率的仿真结果.结果表明:实现了变步长扰动MPPT策略控制的仿真,与传统固定步长MPPT策略相比,提高了最大功率跟踪的快速性和准确性,进而提高了风能转换效率.     

Doubly-fed wind turbine generator control: A bond graph approach

In this contribution, a bond graph doubly-fed wind turbine generator control is proposed. The control law is derived from the inverse model of the doubly-fed induction generator, which allows a different structure for the torque control to be obtained. The bond graph methodology and the concept of bicausality are applied to derive the control law. The robustness of the proposed control is verified and the simulation of the complete model is conducted for constant and variable wind speed operation conditions, respectively.     

风力异步发电机的建模与仿真

该文基于风电系统稳定性研究中风力异步发电机组数学建模的需要 ,按照发电机惯例建立了以暂态电势为变量的风力发电机组的数学模型 ,并运用MATLAB/SIMULINK对数学模型进行了仿真。仿真结果与风力发电机组实际运行情况相符。     

无人机的自动着陆控制

无人机的自动着陆控制是无人机控制中的一个难点,文中给出了一种无人机自动着陆的控制方法,并在某型无人机上得到了应用.基于无人机真实的风洞试验数据,利用MATLAB建立了无人机自动着陆的线性化模型和非线性模型,设计了无人机自动着陆导引控制方案及控制律,并在实际飞行试验中得到了验证,最终的飞行试验结果表明了所设计的自动着陆控制律能满足自动着陆的要求,并具有很好的静态和动态特性.