多目标进化算法在卫星姿态控制中的应用

挠性卫星大角度机动姿态控制要求卫星能够较快地机动到给定位置,同时要求由卫星机动引起的帆板振动强度尽可能地小.基于一种新型的多目标优化进化算法,规划卫星的大角度机动路径,以同时优化卫星姿态机动的快速性和帆板低振动强度两个指标.仿真结果表明,所提方法运行一次便能够有效地搜索到一组多样性较好的非支配路径解,供决策者在不同的工作目标下选择,有效地缓解了两个指标间的矛盾.     

基于Anti-windup PID的四旋翼飞行器姿态控制研究

针对四旋翼飞行器姿态控制问题,设计一种Anti-windup PID姿态控制器。结合四旋翼飞行器简化的数学模型,在飞行器在垂直速率、俯仰速率、翻滚速率、偏航速率4个独立通道上分别设计了PID控制器和Anti-windup PID控制器。在MATLAB/SIMULINK环境下,对控制四旋翼飞行器姿态的两种算法进行仿真分析。仿真结果表明,Anti-windup PID控制方法在性能上明显优于PID,对飞行器有良好的控制效果。用Anti-windup PID算法搭建的四旋翼飞行器的物理实验平台更好地验证了该算法的有效性。     

基于改进光流算法的机器人目标跟踪系统

基于计算机视觉的机器人运动目标检测与跟踪,就是建立起一种机器人视觉与电机驱动相关联的系统。光流算法在此类系统中有着广泛应用,但是求取所需稠密光流场的运算量过大是其明显的缺点。为减少计算时间,提高跟踪系统响应速度,引入均值平滑算法对传统H-S(Horn和Schunck)光流算法进行改进,并在此改进算法基础上建立起目标跟踪系统。通过此系统,机器人可以根据采集到的图像的光流场变化来检测运动目标,再通过对光流场的奇异值分解,对跟踪系统模型所需参数进行估算,并驱动机器人做出相应动作,保持对目标的跟踪,从而使机器人对周围环境变化做出及时、准确的动作。经过实验证明改进后的光流算法有效的减少了计算时间,增强跟踪系统的实时性能。     

基于强化学习的固定翼飞机姿态控制方法

研究基于强化学习的飞机姿态控制方法,控制器输入为飞机纵向和横向状态变量以及姿态误差,输出为升降舵和副翼偏转角度指令,实现不同初始条件下飞机姿态角快速响应,同时避免使用传统PID控制器和不同飞行状态下的参数调节.根据飞机姿态变换特性,通过设置分立的神经网络模型提高算法收敛效率.为贴近实际的固定翼飞机控制,仿真基于JSBSim的F-16飞机空气动力学模型,利用OpenAI gym搭建强化学习仿真环境,以任意角速度、角度和空速作为初始条件,对姿态控制器中的动作网络和评价网络进行训练.仿真结果表明,基于强化学习的姿态控制器响应速度快,动态误差小,并能避免大过载等边界条件.     

车载发射转塔高性能随动系统智能控制策略研究

现代战争对车载防空武器的低空高速目标的快速跟踪能力提出了很高的要求;为实现某车载发射转塔随动系统的高速高精度控制任务,抑制系统中齿隙引起的极限环振荡,提出了一种将智能分区PID反馈控制与前馈控制相结合的位置随动控制策略,并给出了易于工程实现的PID参数调整规则;设计了以嵌入式计算机PC104为核心的车载发射转塔数字交流随动系统;应用机理分析与实验相结合的方法建立了该系统的数学模型;系统仿真和实际控制结果表明,采用本文所提控制策略,可有效解决随动系统设计中快速性和稳态精度的矛盾,使系统在获得良好动、静态性能的同时,避免了极限环振荡;该方法具有较好的实用性。     

基于模糊PID的整平机姿态控制算法设计与实现

针对目前国内的整平机整平精度低、抗干扰能力弱、动态响应时间长等问题,对整平机姿态控制算法进行了研究,比较并分析了PID控制和模糊控制的优缺点,设计了基于模糊PID的整平机姿态控制算法。在Matlab/Simulink仿真环境下,选定了合适的隶属度函数、模糊推理法和解模糊法,调试得出了使系统达到最优控制效果的模糊规则库。以STM32F407为处理器实现了该算法,在整平机实验平台上进行了姿态控制实验。结果表明模糊PID控制算法能够使整平机平地铲在扰动下保持良好的控制效果,控制精度和响应速度较常规PID有了大幅提升,在农业和建筑业平地系统中具有很强的应用价值。     

移动目标追踪系统的设计及实现

移动目标追踪系统是实现一款智能小车对运动的物体进行识别、循迹、追踪等。采用智能路径规划方法,借助STM32主控制芯片,以其丰富的硬件资源为基础,连接可编程的OPENMV摄像头模块、电机驱动模块、电机和编码器,使用C语言进行控制编程,设计了一款移动目标追踪系统;摄像头对物体采集图像,计算出物体的坐标和物体与小车的距离,传给主控制器;主控制器将小车的坐标与小车到物体的距离作为PID算法的输入,通过优化后的PID算法调节PWM去控制电机运行,完成对物体的循迹、追踪。实验结果表明,在优化后的PID算法的控制下,无论物体是运动还是静止,小车都能够比传统的PID算法控制更加快速、稳定的追踪到物体,直到小车追踪到物体并且稳定的保持相对静止状态。     

基于SSA-模糊PID的AUV姿态控制研究

针对AUV高精度、高稳定性姿态控制的提升需求,提出一种结合麻雀算法(SSA)和模糊PID控制的姿态控制器。采用麻雀算法对模糊PID控制器参数进行优化,并将寻优后模型用于算法的反馈补偿,有效解决了模糊PID控制过度依赖经验,难以应对水下复杂工况的问题。仿真结果表明,SSA-模糊PID控制器在AUV姿态调节中表现出较传统模糊PID控制器更好的响应速度和抗干扰能力,有效改善了AUV姿态控制性能。经实际应用验证,控制器在复杂工况下可快速收敛至期望姿态并维持稳定。     

红外目标仿真系统中的随动控制系统

红外目标仿真系统中的随动控制系统王立志，孙国春ＳｅｒｖｏＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＩｎｆｒａｒｅｄＯｂｊｅｃｔＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ￥ＷａｎｇＬｉｚｈｉ；ＳｕｎＧｕｏｃｋｕｎ１引言随动系统广泛应用于航空、航天及军事装备中。传统的模拟式...     

基于NSGA-Ⅱ算法的多目标优化决策系统

设计一款多目标优化的决策系统,研究集中于调整PID控制器中的KP、KI控制器的增益,使得反馈控制系统满足设计的性能需求。在设计变量参数与给定系统的性能指标之间,设计一种可自动优化增益的参数的算法以满足性能标准的目标。项目设计了PID控制器的增益可以通过NSGA-Ⅱ算法进行调整,从而使得反馈系统的性能指标达到满意的标准。     

农情监测四旋翼飞行器姿态控制仿真与实现

为解决垦区农作物生长环境监测问题,提出使用搭载高光谱相机的四旋翼飞行器低空航拍的方法.建立了四旋翼飞行器运动学模型和动力学模型.使用旋转矢量插值法解算飞行器的姿态,使用基于卡尔曼滤波器的PID控制算法对飞行器姿态进行控制.对系统进行了Matlab仿真,并通过设计硬件电路和编写软件实现了功能.通过试飞,验证了以上理论与方法的可行性.     

气球吊篮姿态控制系统的仿真研究

气球吊篮在高空科学观测和实验中被广泛地应用,气球吊篮的姿态一般可以采用力矩陀螺或反作用轮来进行控制,这两种控制方法各有优缺点,该文针对反作用轮式控制方法,介绍了系统的构成原理,给出了系统的仿真模型,并在具有位置干扰和速度干扰的情况下,采用MATLAB对该控制系统进行了仿真,从仿真的结果来看,反作用轮式的吊篮控制系统可以完成控制任务,但是响应速度比较低.和力矩陀螺式控制系统相比,反作用轮式的吊篮控制系统的结构简单、费用低廉,在一些特定的场合是比较实用的控制系统.     

基于自适应模糊PID的UCAV姿态控制

针对UCAV刚体六自由度模型非线性强耦合的特点,结合专家经验设计了一种自适应模糊PID姿态控制方法。利用小扰动原理对UCAV非线性模型线性化,得到了纵向和横侧向通道的状态空间表达式,实现了纵向和横侧向通道的解耦。针对纵向通道的俯仰角和速度以及横侧向通道的滚转角对设计的自适应模糊PID控制器进行了仿真验证,结果表明该控制器具有较快的响应速度和较高的稳定性,能够有效控制UCAV实现预期姿态。     

高精度随动跟踪系统的实现

高精度跟踪随动系统分为跟踪运动系统和随动运动系统,其特点是跟踪系统工作模式多样,定位精度高,动态响应频率高,随动系统延时误差小.系统采用新型PCC控制器和直流伺服驱动器,配合直流大型力矩电机实现无级调速驱动,利用双通道高精度旋转变压器完成高精度的定位.跟踪系统和干扰系统之间利用高效的通讯方式尽量缩短通讯延时避免由于通讯...     

基于区间二型模糊PID的四旋翼无人机姿态控制

针对传统PID控制与一型模糊控制在四旋翼无人机姿态控制中响应速度慢、超调量大等问题,提出了一种区间二型模糊控制与传统PID控制相结合的控制算法。首先,在一型模糊系统的基础上对系统的单值前件和后件进一步模糊化形成区间前件和后件,更适于处理模糊信息。其次,利用具有停止条件的改进迭代算法(enhanced iterative algorithm with stop condition,EIASC)进行降型过程中开关点的计算,减少了计算时间,并将求解出的参数变化量作为初始PID控制参数值的补偿。最后,在建立的四旋翼无人机动力学模型上对所提算法进行仿真验证,仿真结果表明,所提算法比传统PID控制算法和一型模糊PID控制算法具有更快的响应速度、更高的稳态精度和更小的超调量。     

基于四旋翼无人机姿态控制的自耦PID算法优化

针对四旋翼无人机控制超调量大和响应速度慢的问题,在基于自耦PID的四旋翼无人机姿态控制的基础上对自耦PID控制算法进行了优化。首先建立四旋翼无人机的非线性数学模型,进而得出横滚角、俯仰角、偏航角的传递函数;然后结合自耦PID的控制律和飞行控制律,分析原有速度因子的自适应模型;创新点在于将速度因子中的参数与模糊控制相结合来减少系统响应时间和超调量。数字仿真实验结果表明：优化后的自耦PID控制算法,具有更加良好的可控性能。     

卫星姿态控制VXI自动化测试系统

卫星姿态控制ＶＸＩ自动化测试系统（以下简称姿控ＶＸＩ测试系统）是针对卫星姿态控制系统的测试而开发的，达到了国际先进水平。本文介绍了姿控ＶＸＩ测试系统的研制过程、系统的技术指标和系统中采用的先进技术和措施。     

舰载水下声呐基阵姿态控制系统研究与实现

本文首先简要阐述了美国、英国、法国、德国、荷兰、比利时、等国家在猪扫雷艇方面的发展概况，然后，结合作者从事的科研工作，介绍了猎雷声响基阵姿态控制系统的控制方案，根据性能指标要求进行了控制规律设计与实现，并对所研制的系统进行了数字仿真和原理样机台架试验，给出了仿真曲线和试验结果。结果表明，所研制的系统能够满足技术指标要求，并获得令人满意的结果。