捷联惯导系统极区水下动基座对准

惯性导航系统正常工作前需进行初始对准,极区和水下环境中的动态对准是惯导系统初始对准的难点。通过惯性坐标系下的惯导系统误差模型进行卡尔曼滤波初始对准,避免了对准误差随纬度升高而发散的问题。在水下利用载体坐标系测速设备提供速度参考,为卡尔曼滤波器提供速度误差观测量。在对准过程中,利用航位推算方法对载体位置进行实时更新,进一步提高了对准精度。通过跑车数据及仿真试验对算法进行验证,结果表明,所提算法可以有效实现惯导系统在极区水下环境中的动态初始对准。     

鲁棒渐消CKF及其在SINS初始对准中的应用

惯性导航系统正常工作前需进行初始对准,容积卡尔曼滤波(CKF)是常用的非线性初始对准算法。针对在滤波模型失准和非高斯观测噪声干扰情况下常规CKF出现精度下降甚至发散的问题,提出了鲁棒渐消CKF算法。引入多重渐消因子对观测噪声协方差阵或状态预测协方差阵进行调整。设计了基于滤波残差序列统计特性的滤波状态卡方检验方法,检测滤波器状态并自主确定渐消因子的引入方式,使渐消因子的引入更加合理。试验结果表明,算法在系统建模失准及异常量测噪声的干扰下能够保持较强的鲁棒性和自适应性,其姿态失准角误差约为0.01°,航向失准角误差小于0.1°。     

捷联惯导系统极区水下动基座对准EI北大核心CSCD

惯性导航系统正常工作前需进行初始对准,极区和水下环境中的动态对准是惯导系统初始对准的难点。通过惯性坐标系下的惯导系统误差模型进行卡尔曼滤波初始对准,避免了对准误差随纬度升高而发散的问题。在水下利用载体坐标系测速设备提供速度参考,为卡尔曼滤波器提供速度误差观测量。在对准过程中,利用航位推算方法对载体位置进行实时更新,进一步提高了对准精度。通过跑车数据及仿真试验对算法进行验证,结果表明,所提算法可以有效实现惯导系统在极区水下环境中的动态初始对准。     

一种新的舰载惯导系统摇摆基座初始对准方法

针对舰载惯导系统在摇摆基座条件下高精度初始对准问题,提出一种简单且易于实现的快速初始对准方法。利用开路法构建数学稳定平台隔离载体摇摆运动,提高了高精度舰载惯导系统摇摆基座对准过程中量测数据的信噪比,缩短了对准时间并提高了误差参数的估计精度;建立了开路法数学平台偏角的误差模型,利用参数辨识法提取相关对准参数,从而估计出陀螺漂移和数学平台偏角并进行补偿。海上试验结果表明,该对准方法可在8 h内达到优于0.000 5°/h的对准精度,有效地解决了摇摆基座条件下舰载惯导系统的高精度初始对准问题。     

机械手鲁棒自适应PD控制

针对工业机械手的轨迹跟踪问题,设计了一种鲁棒自适应PD控制策略,避免了初始输出力矩过大的弊端.考虑将控制器分为非线性补偿控制和PD反馈控制两部分,机械手的不确定动力学部分由回归矩阵构成的自适应控制器进行补偿,实现了对机械手的运动控制.通过计算机仿真结果验证了所提出控制策略的有效性,能够很好地跟踪期望轨迹.     

动基座传递对准信息延时的分析与仿真

讨论了动基座弹载传递对准过程中的信息延时问题。参考信息从主惯导到子惯导传递过程中的延时会影响卡尔曼滤波器的收敛速度和精度,从而影响对准性能。为了改善由信息延时引起的对准性能下降的问题,提出了一种简单有效的方法,通过拉格朗日插值运算对滞后数据进行外推得到当前时刻的参考信息,从而基本消除信息延时,改善滤波性能。通过设计传递对准仿真环境进行了仿真,结果表明所设计的信息延时补偿算法是有效的。     

晃动基座下激光陀螺捷联导航系统初始对准预滤波新方法

激光陀螺捷联惯性导航系统在晃动基座下进行初始对准,外界的干扰会令激光陀螺和加速度计的噪声增大,从而使初始对准的时间延长,甚至不能完成对准。对激光陀螺和加速度计输出简单的采用低通滤波的方法,并不能有效的抑制传感器噪声。采用小波方法,虽然能够抑制噪声的影响,但是由于小波的高计算复杂度和块处理结构,很难在线实现。针对这个问题,本文提出一种新的预滤波方法,将传感器输出通过低通滤波之后再通过一个基于隐式马尔可夫模型的稳态卡尔曼滤波,这样就能有效的降低基座晃动带来的噪声,同时不降低对准的精度。实验结果表明,本文提出的预滤波方法计算复杂度低,滤波效果明显,能够很好的辅助激光陀螺捷联导航系统在晃动基座下完成精对准。     

不确定机器人鲁棒自适应控制

针对不确定、时变和非线性机器人系统的实时性要求,提出了采用滑模变结构和RBF神经网络相结合来构造控制器.用带有符号函数的滑模变结构控制器来产生一个控制输入信号,同时利用具有快速学习能力的RBF神经网络来学习外界的不确定性,增强系统的自适应能力,使之达到更佳的控制效果,并在文中证明了系统的稳定性.最后给出了对两连杆机器人的仿真,验证了控制效果.     

鲁棒自适应波束形成算法比较研究

传统的自适应波束形成算法对基阵的轻微误差非常敏感,为了提高自适应波束形成技术对阵列误差的鲁棒性,在分析线性约束最小方差波束形成器的基础上,讨论了传统的对角加载算法对波束形成器鲁棒性的改善,提出了将基于结构风险最小化原理的支持向量机算法应用于鲁棒波束形成,并对对角加载算法和支持向量机算法进行了鲁棒性能分析与比较.仿真实验...     

基于鲁棒可靠性方法的机器人鲁棒镇定控制研究

针对不确定参数摄动对机器人系统稳定性和跟踪特性的影响问题,在前人的基础上提出了一种利用鲁棒可靠性的理论来设计机器人鲁棒镇定控制器的方法。首先分析了不确定参数摄动对机器人的影响,并对机器人动力学模型中的非线性不确定参数进行了等效处理;然后利用鲁棒可靠度及其功能函数的LMIs设计了状态反馈控制器;最后将控制器接入仿真模型进行了仿真实验和数值对比,验证了优化前后系统的控制效果和性能变化。研究结果表明:该方法能够以一定的可靠度改善系统的控制性能,并将不确定参数的摄动范围限制在合理区间内,保证了系统对已知轨迹的精确跟踪。     

随机振动机械臂的自适应鲁棒滑模控制

为了解决存在外部不确定随机干扰情况下机械臂的高精度轨迹跟踪问题,提出了一种自适应鲁棒滑模控制方法,并用Lyapunov稳定性定理证明了其闭环系统的稳定性。采用饱和函数取代控制器中的符号函数,有效消除了控制器的抖振现象。仿真结果证明：与传统的PID控制器相比,提出的自适应鲁棒滑模控制器具有更高的鲁棒性、稳定性和精度。     

基于履带车自适应鲁棒控制器的研究

自适应鲁棒控制算法一直是非线性控制领域研究的热门课题。对于履带控制,正好是一个多输入多输出、非线性的系统,符合自适应鲁棒控制算法的设计思想,本篇论文以履带车行走控制为研究对象,对已建好的履带车样机为控制对象,使用MATLAB/Simulink仿真软件,对自适应鲁棒控制算法进行建模,设计出合适的控制律,从而驱动履带车行走的实际状态,最终得到履带车行走控制,快速且平稳的到达期望的状态。     

基于UKF的水下机器人执行器故障检测方法研究

水下机器人需要在无人干预或者少量干预的情况下自主地完成使命,这就要求它在作业过程中能够自主地检测子系统、传感器和执行器的故障.在确认发生故障的时候,它还需要尽最大可能地进行修复,以确保使命的顺利进行.水下机器人常用的执行器包括推进器、舵、机械手等,针对推进器的故障检测问题,首先建立了水下机器人的运动学和动力学模型,然后采用UKF对系统的状态和参数进行联合估计,最后通过外场试验验证了算法的有效性和正确性.     

一种单力臂机械系统的鲁棒自适应控制

针对具有参数不确定性的单力臂机械系统,引入模型参考自适应控制思想,研究了一种鲁棒模型参考自适应控制方法;在具有参数不确定性和未知非线性摩擦特性的情况下,使系统的跟踪误差趋于零。通过理论推导和MATLAB仿真,均说明该方法的有效性。     

电液马达伺服系统积分鲁棒自适应高精度位置控制

电液马达伺服系统中存在各种类型的扰动,包括参数不确定性和不确定非线性,制约着其高精度位置控制。针对电液马达伺服系统高精度位置跟踪控制,考虑系统的黏性摩擦特性以及外干扰等建模不确定性,提出了一种基于鲁棒自适应的电液马达伺服系统高精度位置控制策略。所提出的全状态控制器通过自适应对模型不确定性进行估计及前馈补偿,提高了系统的低速伺服性能;通过自适应对未建模干扰等不确定性的上界进行估计并前馈补偿,提高了系统对外干扰的鲁棒性。所设计的闭环控制器还能保证系统获得渐近跟踪性能,对比仿真验证了其可行性。     

四旋翼飞行器的自适应鲁棒滑模控制器设计

针对四旋翼欠驱动系统的姿态控制问题,提出一种自适应鲁棒滑模控制方法。对四旋翼系统实现了双环控制,内环为姿态控制,外环为位置控制。根据牛顿-欧拉方程建立了四旋翼系统的动力学模型,针对系统中的外部扰动和参数摄动等不确定性因素,设计了基于Lyapunov稳定控制算法,内环使用自适应鲁棒滑模控制;外环使用鲁棒控制。仿真和实验表明所提控制策略对外界扰动和模型的不确定性具有较强的鲁棒性。     

双足机器人的鲁棒自适应复合控制器设计

针对复杂机器人对象,充分考虑系统的各种不确定因素,在不确定保守上界己知情况下,设计了全局稳定的鲁棒自适应复合控制器。控制器设计在确保高品质控制的同时,避免或减少了参数漂移、保守鲁棒增益及控制系统抖振等问题,从理论与实际的角度提高了控制器的鲁棒性和实用性。仿真实验验证了提出优化方法的有效性,而且机器人能在一定范围外力的干扰下回复稳定姿态步行。     

液压转台动态摩擦的自适应鲁棒补偿研究

复杂的动态非线性摩擦力矩是影响液压转台低速性能的关键因素.为提高液压转台的低速性能,通过分析液压转台单框动态摩擦力矩特性,建立转台摩擦的LuGre模型基础上,提出用一种自适应鲁棒控制补偿液压转台动态摩擦.构造两个非线性观测器对液压转台LuGre摩擦状态进行精确估计,不连续投影映射方法提高参数自适应和摩擦状态估计的稳定性,鲁棒反馈项削弱估计误差和未确定非线性以确保控制系统的鲁棒性能.对液压转台外框的试验结果证明了该方法的正确性和优越性.     

电液位置伺服系统的自适应滑模鲁棒跟踪控制

针对存在参数不确定性的电液位置伺服系统的跟踪控制问题，基于滑模控制理论，提出了一种具有参数自适应能力的自适应滑模控制方法。通过自适应方法，来消除参数不确定性对系统控制性能的影响，进而实现鲁棒控制。基于李雅普诺夫稳定性理论证明了自适应滑模控制系统的渐近稳定性。将该方法应用于某疲劳试验机电液伺服系统的跟踪控制，仿真和实时控制结果证明了该方法的有效性。     

采样系统频域直接设计方法中的鲁棒稳定性分析

使用采样系统频域直接设计方法中的采样系统鲁棒稳定性条件对Dahlin控制算法及3类修正算法的鲁棒稳定性进行了仿真分析。针对各类算法的特点提出了2类简便实用的判定规则,用于判定给定离散控制器能否很好地满足采样系统鲁棒稳定性条件。