超高速同步摄影机驱动系统的研究

研究了由磁悬浮电动机驱动的超高速同步摄影机调速系统。针对系统的非线性和强耦合特性,应用多变量非线性解耦控制理论,将系统解耦为转矩子系统和径向力子系统,通过综合,使得这两个线性子系统具有满意的动态响应,实现了转子的自悬浮,并具有极高的转速,能够满足高性能超高速同步摄影机的驱动要求。     

非定常非线性系统解耦控制理论及其在滚转导弹制导中的应用研究

本文研究了非定常非线性系统的解耦控制理论,该理论不仅将非定常非线性系统的输入和输出之间的交叉耦合关系化为一一对应关系,从而把非线性系统分解为若干子系统,而且将这些子系统同时化为线性子系统,实现了精确线性化。本文将该理论用于滚转导弹解耦制导的设计中,数字仿真表明所设计的制导系统不仅精度高,而且具有鲁棒性。该理论也可用于其它含有耦合的非定常非线性控制系统。     

对超高速摄影机的光源与同步技术的研究

引言镁光弹脉冲光源与同步装置,是在应用CφP型超高速摄影机拍摄高速流逝物体的瞬变现象时提供光源和同步的。超高速摄影机的主要用途是对火炸药的爆炸、炮弹的撞靶、引信的作用时间等进行记录,且具有精度高和直观性强等特点,是靶场终点弹道用的主要测试仪器。     

双侧独立电驱动履带车辆反馈线性化解耦与预测行驶控制

针对双侧独立电驱动履带车辆行驶动力学耦合和跟踪优化的控制问题,提出一种解耦和预测控制方法.在车辆仿射非线性模型基础上,通过反馈线性化消除系统动力学耦合因素,实现纵向车速和横摆角速度的解耦控制;对解耦后的速度和横摆角速度子系统分别设计自适应广义预测控制算法,采用递推最小二乘法辨识受控自回归积分滑动平均模型的参数以修正控制...     

基于非线性动态逆的弹道修正控制设计研究

为了实现强耦合的非线性二维弹道修正方程解耦控制并线性化,基于非线性逆系统原理,采用三时标分离方法,在考察系统状态变量动态特性基础上,分离系统为三子系统,然后分别对各子系统设计逆控制器,对线性化后的系统基于Lyapunov函数法设计线性控制器.最后通过Matlab仿真验证了逆系统方法的有效解耦控制,并通过选择不同的回路带宽比较了系统的动态性能,结果表明了该方法的正确性和有效性.     

基于Mworks的坦克随动系统建模与仿真研究

为准确拟合坦克随动系统的动态特性,优化综合性能,获得更好的控制跟踪效果,建立了坦克随动系统轴间耦合负载非线性动力学数学模型、方位子系统驱动端数学模型、俯仰子系统驱动端数学模型.采用基于Modelica语言的仿真软件Mworks建立坦克随动系统的仿真模型库,并进行仿真研究.结果表明:基于Mworks建立的模型能够准确地对...     

一种改进的微型飞行器非线性动态逆解耦控制研究

针对微型飞行器在低雷诺数条件下具有明显的非线性、非定常及强耦合的特性,研究了一种改进的非线性动态逆与比例积分相结合的MAV非线性解耦控制方法。首先,应用奇异摄动理论对MAV进行时标分离,研究快、慢状态子系统的控制器设计;其次,将比例积分环节引入控制器中,以消除非线性对消误差带来的影响;最后,对系统进行了仿真验证,仿真结果表明非线性动态逆与比例积分结合的方法能够有效实现MAV的解耦控制,具有实用价值。     

基于反馈线性化的二维弹道修正控制系统设计

为提高常规弹药打击精度,依据鸭舵式二维弹道修正原理建立了火箭弹弹道修正动力学模型,针对该系统模型具有多输入多输出(MIMO)、交叉耦合及非定常、非线性等特点,选用输入-输出反馈线性化的微分几何法设计了一类状态控制器,从而有效地将二维弹道修正系统分解为2个独立的控制弹道横纵向修正的子系统.仿真分析表明:该控制器实现了二维弹道修正系统的解耦控制,并具有良好的动态品质及快速跟踪性能.     

潜器水下悬浮SVM逆系统控制研究

由于潜器水下悬浮运动时水动力参数的不确定性以及各运动自由度之间的交叉耦合影响,很难得到潜器水下悬浮运动的精确动力学模型.利用支持向量机(SVM)离线辨识系统的α阶静态非线性逆模型,将α阶逆模型作为前馈控制器与原系统组成右逆系统,复合系统解耦线性化为两个相对独立的SISO伪线性子系统.然后采用线性系统设计方法对已解耦系统设计闭环控制器.仿真结果表明,该方法不需要知道原系统的精确数学模型,跟踪精度高,能很好的实现悬浮姿态控制.     

永磁同步伺服系统全闭环建模及仿真

针对永磁同步伺服系统位置、速度及电流全闭环的非线性耦合特性,根据电压空间矢量脉宽调制及电流矢量控制的原理实现了系统的线性解耦。通过对系统数学模型的分析,基于Matlab/Simulink建立了系统全闭环的仿真模型,由仿真结果可知,建立的系统耦合模型具有良好的速度控制及位置跟踪特性,对脉宽调制下的机电耦合系统设计具有指导意义。     

轮毂电机全速度范围无位置传感器控制研究

为提高电传动装甲车辆驱动系统的可靠性,研究车辆轮毂电机无位置传感器复合控制技术,并对速度过渡区间的切换方法进行了改进。建立了基于转矩、电流双闭环的永磁同步电机控制系统,基速上、下分别采用弱磁控制和最大转矩电流比控制策略;电机低速区采用简化的脉振高频注入法,中、高速区采用模型参考自适应法,以实现全速度范围内转子位置辨识;采用变权重加权控制切换方法,并改进算法切换过程中两种算法工作区间的选择,在保证辨识精度的同时节省了系统的软、硬件资源。仿真和试验结果表明：无位置传感器复合控制算法能够在全速度范围内准确辨识出转速和转子位置;改进后的切换方法能够保证电机在速度切换区间内实现平滑过渡,保证了电机可靠运行。     

基于温度补偿控制的水电阻软启动器的建模与仿真

针对大功率电动机在直接启动过程中启动电流过从而对电网产生较大的冲击的问题,设计一种基于温度补偿控制的水电阻调速器的大功率转子绕线异步电机软启动及调速系统.介绍水电阻器的结构以及原理,采用ARPS经验公式分析温度变化对电解质溶液的电阻率影响,建立基于水电阻调速的异步电动机调速系统动力学数学模型,提出了温度补偿的控制方法,通过Matlab/Simulink仿真验证模型及算法的有效性.仿真结果表明:采用温度补偿的水电阻器调速系统启动电流较小,启动转矩平滑,调节速度快.     

基于神经网络的控制力矩陀螺自抗扰解耦控制

针对Model750控制力矩陀螺(control moment gyroscope,CMG)的耦合及扰动问题,提出一种基于径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络逆系统和线性扩张状态观测器(linear extended state observer,LESO)的控制力矩陀螺复合解耦控制方法。利用神经网络的非线性逼近能力构建逆系统并与原系统串接,将原系统解耦成2个等效的伪线性子系统;采用线性扩张状态观测器估计等效系统的残余耦合项和扰动项加以补偿,并与比例微分(proportion differentiation,PD)控制器形成闭环以提高系统的动态控制性能。对提出的控制方法与PID-RBF逆控制方法进行仿真对比,结果表明:该方法可有效实现Model750系统的解耦,具有更好的动态控制性能和鲁棒性。     

高性能永磁同步发电机无位置传感器控制策略

为提高全电化军用特种车辆的可靠性,进一步提升车载发电系统的功率密度,提出一种全速度范围内的永磁同步发电机无位置传感器控制策略。发电系统采用电压、电流双闭环的矢量控制算法,根据转速划分工作区,在低速区内,通过基于正交锁相环的角度跟踪器获取转子位置信息,在中高速工作区内,基于线性状态观测器实现转子位置估算,并结合基于递推最小二乘法的参数辨识算法,向观测器实时更新不同工况下的电机参数,以保证无位置算法的鲁棒性。仿真和实验结果表明：该控制策略在全速度范围内皆能实现精准的转子位置观测,电机状态在工作区切换处过渡平滑,负载投切时系统响应快速稳定,保证了特种车辆发电系统运行的可靠性。     

基于Jacobi几何向量的多AUV编队控制方法

研究了多自主水下航行器（MAUV）系统的水平面动力学建模和系统编队控制问题。从单个自主水下航行器的动力学和运动学模型出发,通过引入Jacobi几何向量建立了MAUV系统的水平面动力学模型;结合典型水下航行器全方位智能导器（ODIN）的流体动力参数,将系统模型解耦为3个线性子系统——编队队形、编队运动（即编队中心点的运动）及航行器转向子系统,并采用线性状态反馈法设计了运动控制器和转向控制器。仿真结果表明,该算法可以控制MAUV系统在保持编队队形的基础上跟踪已知路径。     

MRAS 的无速度传感器矢量控制系统

为了实现矢量控制系统中异步电动机转速的闭环控制和磁场定向,对基于模型参考自适应系统(model reference adaptive system,MRAS)的无速度传感器矢量控制系统进行研究。从异步电机端测量得到的电压和电流来估算电机转速,在异步电动机无速度传感器矢量控制算法中,采用电流模型和电压模型进行磁链估算,基于MRAS方法构建异步电动机转子转速辨识模型,并在Matlab/Simulink中建立了异步电动机无速度传感器矢量控制仿真系统。仿真结果表明:该系统具有良好的动静态特性和稳定性。     

基于单神经元的永磁同步电机自适应PSD速度控制

为了解决伺服系统电机或负载参数发生变化时对控制带来的影响,提出了一种永磁同步电动机(PMSM)的单神经元自适应速度控制方法,引入速度误差、误差的一次差分及误差的二次差分作为单神经元的输入信号,并设计相应的加权系数和学习规则,给出了单神经元实现的Simulink框图,针对PMSM的矢量控制系统,采用MATLAB进行了单神经元自适应PSD速度控制仿真及电机试验台架的试验验证,仿真和试验结果验证了该方法的可行性。     

某航空声学风洞控制系统

为降低飞行器、地面交通工具等的噪声,设计一种航空声学风洞控制系统。介绍风洞控制系统各部分功 能,根据声学风洞控制系统的特点,对其技术难题进行分析,通过调节风扇电机的转速来实现试验段速压的闭环控 制,对风洞模型支撑机构进行设计,根据试验配置内容选取控制流程完成风洞运行控制任务,并开展相关性能指标 测试。调试结果表明：该系统运行稳定可靠,各项控制性能均达到或优于技术指标要求。     

带有模糊控制器的锁相环异步电动机调速系统

提出一种新颖的异步电动机调速方法，它兼有锁相环控制和模糊逻辑控制的优点。实验结果表明，与使用ＰＩＤ调节器控制相比，具有响应快，控制精度高的优良性能。     

基于脉振高频电压注入的对转永磁同步电机无位置传感器控制

为了简化对转永磁同步电机（PMSM）的结构,提高其工作性能,研究了该种电机的无位置传感器控制技术。结合面贴式对转PMSM的性质,建立了其数学模型,利用电机稳态时双转子转速相等的特点,提出了一种基于高频脉振电压信号注入的转速估算方法。设计了转速跟踪观测器,建立了对转PMSM的仿真模型和无位置传感器矢量控制系统。仿真结果与理论分析相吻合,表明该系统可使面贴式对转PMSM在全速域内实现无位置传感器控制。系统跟踪准确,响应迅速,鲁棒性强。