基于车辆快速开发系统的汽车牵引力控制目标控制器

为了检验汽车牵引力控制算法与目标控制器硬件、外围传感器及执行器之间的性能匹配状况,利用车辆快速开发系统设计了目标控制器硬件在环试验平台,并进行了目标控制器硬件在环试验。试验表明:所设计的目标控制器能够有效地将驱动轮滑转率控制在最佳值附近,消除了驱动轮过度滑转现象,从而为目标控制器的道路试验奠定了基础。     

基于车辆快速开发系统的汽车牵引力控制目标控制器

为了检验汽车牵引力控制算法与目标控制器硬件、外围传感器及执行器之间的性能匹配状况，利用车辆快速开发系统设计了目标控制器硬件在环试验平台，并进行了目标控制器硬件在环试验。试验表明：所设计的目标控制器能够有效地将驱动轮滑转率控制在最佳值附近，消除了驱动轮过度滑转现象，从而为目标控制器的道路试验奠定了基础。     

转速和控制力矩受限下模型独立的航天器拟欧拉姿态机动

刚性航天器的初始姿态捕获,要求在敏感器和执行机构物理限制范围内,尽快从任意初始状态机动到角速度要求为零的指定状态.根据递阶饱和控制逻辑,设计了一种适用于转速和控制力矩均受限的模型独立的非线性反馈控制规律.给出了该拟欧拉轴旋转控制算法的数学仿真,仿真结果表明该算法有效可靠.     

基于粒子群的压电结构多目标同步优化控制

为了分析压电智能结构振动主动控制中结构与控制的耦合特性,克服现用优化算法的复杂性,以压电智能梁结构为研究对象,运用粒子群优化方法对传感器与作动器分布和反馈控制增益进行同步优化.选用储存能量和控制能量最小以及振动衰减最快的多重性能指标作为优化目标函数,找出了针对特定振动模态下的最佳贴片位置与控制增益,分析了压电片长度和数量对控制效果的影响.运算结果表明,与传统遗传算法相比,粒子群具有编程简单、计算量小、收敛速度快等优点.仿真结果显示,基于粒子群同步优化后的结构振动控制效果明显,验证了该方法的可行性.     

基于小波自适应算法的轿车顶棚振动控制

以小波变换为基础,采用小波自适应控制方法,利用压电陶瓷片作为传感器和执行器对汽车顶棚进行振动主动控制.分析了小波变换的基本理论及基于D-LMS算法的小波自适应控制原理.设计了相应的实验系统,并搭建了实验平台.实验结果表明:利用小波自适应控制方法,对轿车顶棚进行振动主动控制是可行的,且控制效果良好.     

双臂机器人抓举与操作实时仿真实验系统

详细论述了机器人抓举与操作实时仿真实验系统的组成原理，软、硬件结构及特点。该系统利用多台ＰＣ机并行运行方式，使用Ｗｉｎｄｏｗｓ界面进行人机交互，并使实时仿真计算步距达到千分之一秒。该系统可以对机器人的运动学、轨迹规划、动力学、控制算法、力传感器进行实时仿真研究。     

压电柔性机械臂的轨迹跟踪控制

提出一种利用压电材料对柔性机械臂进行末端轨迹跟踪控制的方法．利用假设模态法,采用压电作动器和传感器同位配置,根据Lagrange方程建立了单连杆柔性机械臂的动力学模型;针对柔性机械臂的非最小相位特点,以刚性旋转关节的转角为控制输出、以压电作动器抑制柔性机械臂的末端振动,基于Lyapunov函数,采用PD(proportional-differential)控制策略实现了对柔性机械臂进行末端轨迹跟踪控制．仿真结果表明,压电作动器很好地抑制了柔性机械臂末端的振动,末端的轨迹跟踪由关节驱动和压电作动共同完成,PD控制算法简单,易于工程实现．     

Networked control and supervision system based on LonWorks fieldbus and Intranet/Internet

A networked control and supervision system （NCSS） based on LonWorks fieldbus and lntranet/Intemet was designed, which was composed of the universal intelligent control nodes （ICNs）, the visual control and supervision configuration platforms （VCCP and VSCP） and an Intranet/Internet-based remote supervision platform （RSP）. The ICNs were connected to field devices, such as sensors, actuators and controllers. The VCCP and VSCP were implemented by means of a graphical programming environment and network management so as to simplify the tasks of programming and maintaining the ICNs. The RSP was employed to perform the remote supervision function, which was based on a three-layer browser/server（B/S） structure mode. The validity of the NCSS was demonstrated by laboratory experiments.     

集成系统健康管理中健康评估算法研究

为了得到航天器的组件、分系统,以及系统级的健康状况,使用模糊综合评价算法对航天器的健康状况进行评估.首先选择合适的模糊因数集和隶属度函数,使用模糊综合评价算法对各个组件的健康状况进行评估.然后选择一个合成运算模型,对子系统和系统级的健康状况进行评估.仿真算例表明:该算法具有简单、快速的优点,适合用于航天器健康状况的在线评估.在分布式分级体系结构中应用实时性好,满足集成系统健康管理技术的要求.     

小卫星快速机动与高精度稳定控制分配策略

为满足灵敏小卫星大角度姿态快速机动与机动后快速高精度稳定的需求,针对具有推力器与飞轮等异构执行机构的冗余配置方案,提出了一种在轨动态选择执行机构实施机动任务的控制分配策略.基于优化方法的控制分配算法将期望控制量在冗余混合执行机构间进行动态分配,根据卫星当前状态适时改变优化目标函数中各控制指令的权重,最后通过标准化的求解过程来完成对执行机构的动态选择.最后,针对Microsim仿真平台的执行机构配置所进行的数学仿真结果表明,该策略能够完成小卫星大角度姿态快速机动与高精度稳定的控制分配任务,并满足特定时期选择特定执行机构执行任务,以及限制最大机动角速度等约束条件.     

SVD Approach for Actuator and Sensor Placement in Active Vibration Control of Large Cable Net Structures

The actuator and sensor placement problem for active vibration control of large cable net structures is investigated in this paper. Since the structures exhibit closely spaced modes in the range of low frequencies, the number of modes to be considered is quite large after modal truncation, while only a limited number of actuators and sensors are to be placed. This makes it hard to determine the actuator and sensor locations with the existing placement methods in the literature such as the methods based on the controllability/observability grammian. To deal with this issue, an actuator and sensor placement method based on singular value decompositions (SVD) of the input and output matrices is proposed, which guarantees the modal controllability and observability of the system. The effectiveness of the SVD based method is verified through numerical simulations in which comparisons are conducted between randomly-chosen locations and the optimal ones obtained by a genetic algorithm.     

网络控制系统估计与控制问题及其解决方法

在网络控制系统中,传感器、传动器和控制器等部件需要通过一个数字通信网络来交换信息,而通信网络可能导致信息传输延迟、数据丢失等问题.因此,这篇文章主要讨论网络控制系统估计和控制所面临的一些问题及其解决方法.     

网络控制系统估计与控制问题及其解决方法

摘要：在网络控制系统中，传感器、传动器和控制器等部件需要通过一个数字通信网络来交换信息，而通信网络可能导致信息传输延迟、数据丢失等问题.因此，这篇文章主要讨论网络控制系统估计和控制所面临的一些问题及其解决方法.     

小卫星控制系统半物理仿真验证平台

介绍了小卫星控制系统地面半物理仿真验证平台的系统组成和方案设计,进行了实际控制系统仿真验证.平台以dSPACE实时仿真器为核心,在气浮台上辅以星载计算机、敏感器和执行机构进行仿真验证.该仿真平台能够在部分实物短缺情况下,采用仿真器对这些实物进行功能和电气接口完全模拟,提前进行星体控制系统半物理仿真验证,达到验证目的,降低了仿真成本.该仿真验证平台充分考虑了卫星控制系统实际运行环境,提高了仿真验证的可信度,是卫星半物理仿真有效便捷的工具.     

Control allocation algorithm for over-actuated electric vehicles

A control allocation algorithm based on pseudo-inverse method was proposed for the over-actuated system of four in-wheel motors independently driving and four-wheel steering-by-wire electric vehicles in order to improve the vehicle stability. The control algorithm was developed using a two-degree-of-freedom(DOF) vehicle model. A pseudo control vector was calculated by a sliding mode controller to minimize the difference between the desired and actual vehicle motions. A pseudo-inverse controller then allocated the control inputs which included driving torques and steering angles of the four wheels according to the pseudo control vector. If one or more actuators were saturated or in a failure state, the control inputs are re-allocated by the algorithm. The algorithm was evaluated in Matlab/Simulink by using an 8-DOF nonlinear vehicle model. Simulations of sinusoidal input maneuver and double lane change maneuver were executed and the results were compared with those for a sliding mode control. The simulation results show that the vehicle controlled by the control allocation algorithm has better stability and trajectory-tracking performance than the vehicle controlled by the sliding mode control. The vehicle controlled by the control allocation algorithm still has good handling and stability when one or more actuators are saturated or in a failure situation.     

基于二次型性能泛函的主动控制致动器优化配置

致动器过多不仅增加控制能量和成本,而且会增加控制难度及降低控制效率。已有的优化配置研究中,已对一定数目致动器的位置配置进行了探讨,而对致动器的最优数目研究较少。本文首先根据致动器对结构系统的状态影响矩阵中控制贡献大小,提出控制系统中致动器最优数目的优化方法;然后根据致动器的灵敏度,提出改进的最优致动器布置计算方法及算法流程,提高计算效率,并通过实例进行了验证,说明本文提出改进的致动器优化配置算法流程的适应性和有效性,更能适应于大型土木工程结构主动控制中的致动器优化配置。     

压电材料控制悬臂梁升力面颤振研究

利用压电材料建立了单输入单输出理论模型并得到颤振方程及其状态空间方程。同时应用NASTRAN、MATLAB计算软件和自行编制的程序进行了气动力拟合,并且对模型的结构动力学特性及颤振特性进行了分析。计算结果表明,通过主动控制控制律的实施,达到了颤振主动抑制的目的。     

机枪振动主动控制技术研究

目的　利用压电传感器和作动器主动控制技术解决机枪射击时的振动问题． 方法　采用智能结构的原理和方法, 对压电元件用于机枪结构振动控制的有关问题进行了研究． 结果　建立了机枪身管压电结构机电耦合动力学模型, 导出了控制方程, 给出了振动控制仿真结果． 结论　智能结构主动控制技术可以有效地抑制机枪射击时的振动响应, 提高射击密集度     

挠性航天器姿态机动的自适应滑模控制

针对采用压电智能材料作为敏感器和作动器的挠性航天器姿态机动控制问题,提出一种复合控制策略.首先,基于挠性航天器的非线性动力学模型,采用自适应滑模控制技术设计了姿态机动控制器.其次,为了抑制挠性模态的振动,针对各低阶振动模态设计了正位置反馈(PPF)补偿器的反馈增益.仿真结果表明,该方法在保证挠性航天器完成姿态机动任务的同时,能有效抑制挠性附件的振动.     

Static shape control of a flat shell structure

The eight-node and forty-DOF piezoelectric shell element were applied to shape control of a flat shell structure. By the direct and converse effects, a distributed piezoelectric sensor layer was used to monitor the shape deformation and a distributed actuator layer was used to suppresse the deflection. A finite element model was for static response of laminated shell with piezoelectric sensors/actuators was derived. The model was verified by calculating piezoelectric polymeric PVDF bimorph beam. The results are in good agreement with those obtained by theoretical analysis of Tzou[1] and Hwang[2]. A case study of the static shape control of a flat shell structure is presented.