修正因子法模糊控制在航空发动机中的应用

针对航空发动机复杂多变、非线性的控制要求,采用一种基于修正因子模糊控制方法设计控制器,并对航空发动机的基本发动机控制模型进行仿真实验。仿真结果表明:基于修正因子模糊控制方法设计的控制器具有超调量小、上升时间和调节时间短的特点;与传统的PID控制方法相比较,可以达到更好的控制效果。     

四旋翼飞行器轨迹跟踪控制器的设计与验证

为了解决四旋翼飞行器在外界扰动影响和系统模型参数存在不确定性情况下的精确轨迹跟踪控制问题,设计并验证了一种四旋翼飞行器的非线性轨迹跟踪控制器。首先建立了考虑执行机构特性的四旋翼飞行器数学模型,并将虚拟控制量映射到了实际中对电机的控制;然后通过在反步法轨迹跟踪控制中加入积分项,设计了一种基于积分型反步法的非线性轨迹跟踪控制器,消除模型参数不确定性及外界干扰引起的误差,仿真结果验证了该方法的可行性;最后,利用QBall2四旋翼飞行实验平台,对所设计的非线性轨迹跟踪控制器进行验证,实际飞行实验结果表明了所设计控制器的有效性,提高了实际飞行过程中外界干扰和不确定性下的四旋翼飞行器轨迹跟踪控制的精度。     

高速开关阀控气动位置伺服系统的自适应鲁棒控制

针对高速开关阀控气动位置伺服系统所具有的模型参数不确定性、不确定非线性以及外干扰,为实现气缸的高精度运动轨迹跟踪控制,设计了基于标准投影映射的自适应鲁棒控制器。该控制器通过在线最小二乘参数估计来减小模型中参数不确定性,利用基于反步法设计的非线性鲁棒控制来抑制参数估计误差、不确定非线性以及外干扰的影响,从而保证一定的瞬态性能和高的气缸运动轨迹控制精度。由于运用了标准投影映射以保证在线参数估计有界,控制器的两个部分可以独立进行设计。试验表明,所设计的控制器能获得良好的轨迹跟踪控制性能,对干扰具有较强的性能鲁棒性,系统跟踪幅值为0.09 m,频率为0.5 Hz的正弦期望轨迹时,最大绝对跟踪误差为1.51 mm,标准跟踪误差0.72 mm。     

基于自适应模糊的旋转弹反演滑模控制律设计

针对旋转弹药模型具有非线性、强耦合和参数不确定性等特点,建立了考虑不确定因素的非线性控制模型,提出一种基于自适应反演和滑模控制理论的旋转弹体姿态控制律。基于Lyapunov稳定性理论,利用反演控制和滑模变结构理论取虚拟控制量作为滑动模态,设计了姿态控制器;基于模糊控制方法较强的逼近能力,引入自适应模糊控制实现对不确定参数的估计,同时通过对切换增益的模糊逼近解决了滑模面的抖振问题。仿真结果表明,所设计的控制律具有较好的稳定性和鲁棒性,该控制模型和控制器的设计合理可行。     

ABC算法在非线性系统辨识与控制中的应用

针对非线性系统辨识和控制器的设计,提出一种混沌映射产生初值的人工蜂群优化算法,并将该算法应用于非线性系统中的参数辨识和PID控制器的设计。参数辨识的仿真结果表明,基于混沌映射理论的人工蜂群优化算法比其他传统的算法具有更好的收敛特性和辨识性能;自动电压调节系统的仿真结果表明,基于混沌人工蜂群优化的PID控制自动电压调节系统是可行性的,且具有良好的动态调节性能。     

复合轴向力加载装置设计与力控制

为满足航空发动机主轴承试验对轴承精确稳定轴向载荷的需求,分析了复合作用于试验轴系的预压紧弹簧力和液压力的设计原理,设计了具有内置微型力传感器的复合轴向力加载装置,基于抗扰控制理论设计扩张状态观测器对反馈信息进行观测,并结合非线性PID控制器制定复合轴向力控制策略.在航空发动机主轴承双转子试验机上开展应用,试验结果表明:...     

基于变形映射的多轴粗加工工序模型建立方法

在多轴铣削加工中,建立准确的加工工序模型是实现航空类零件智能加工的关键技术。为了获得复杂零件准确的加工工序模型,提出一种基于变形映射的多轴粗加工工序模型建立方法。介绍变形映射技术的理论基础,建立三次埃尔米特超限插值的变形映射模型,并分析变形映射模型中影响工序模型几何形状的工艺参数;根据工艺约束的分析结果对工艺参数进行设计,并将带工艺约束的工艺参数引入到变形映射建模方法中来构造工序模型。在一类复杂航空零件上进行验证。算例表明,该方法能够在控制当前加工余量的情况下构造复杂零件多轴粗加工的工序模型,可缩短零件的总加工时间,在一定程度上改善了加工效率。     

参数限制在紧急控制系统中的应用

针对航空发动机动态过程中参数可能会超出其物理限制的问题,提出了基于调幅曲线的发动机参数限制器设计方法。在紧急状态下,通过改变控制模式,修改发动机参数保护的限制值,释放发动机的保护裕度,快速提升发动机性能。仿真结果表明,基于调幅曲线的参数限制方法可以有效地限制发动机参数,抑制发动机过渡态的超调和振荡,确保发动机动态过程的安全。应急控制系统可以短时间内使发动机推力增加11.8%,提高紧急状态下飞机安全性和机上人员的生存能力。     

基于线性变参数建模的汽车横摆力矩增益调度控制

提出一种基于线性变参数(Linear parameter-varying,LPV)方法的汽车横摆力矩鲁棒增益调度控制方案.建立横摆力矩误差动态模型,选择路面附着系数和汽车纵向速度为调度变量,将误差动态模型转化为关于路面附着系数和汽车纵向速度及其组合的LPV模型,将鲁棒增益调度横摆力矩控制器的设计转化为对多胞模型16个顶点的线性H( 控制器设计.通过求解17个线性矩阵不等式可以求得共同的Lyapunov矩阵,在保证系统二次稳定性和二次H( 性能指标的前提下对每一个顶点离线设计了H( 控制器,在线根据工况加权各顶点控制器获得该工况下的全局控制器.8自由度模型的非线性仿真表明基于LPV的鲁棒增益调度控制器比单一的H( 控制器对工况变化具有更强的适应性.     

全电式炮控非线性系统模型预测控制器设计

全电式炮控系统是一个强非线性的复杂控制对象,由于存在摩擦力矩、参数摄动等不确定内部因素,常规控制算法难于对其实现精确控制。针对提高全电式炮控非线性系统控制的性能,本文提出了一种基于模型预测控制的全电式炮控系统控制方法,并把菌群优化算法应用到非线性系统模型预测控制器设计。通过对控制目标的分析,将输入受限的非线性预测控制器设计问题转化为控制器参数寻优问题,并利用菌群优化算法来对参数进行寻优,提高了系统控制性能。文中对算法的稳定性进行了分析,并通过全电式炮控非线性系统实例对算法进行了验证。结果证明了算法的有效性和可行性,为全电式炮控非线性系统模型预测控制器的设计提供了一种有效的途径。     

非线性航空发动机性能参数估计方法研究

为了消除线性模型误差的影响,建立了航空发动机性能变化参数非线性估计的模型,提出了一种非线性的航空发动机部件性能变化参数估计的方法。将待估计参数以及模型计算值和实际测量值之间的误差一同并入发动机模型程序进行求解。仿真结果表明,与线性估计方法相比,非线性参数估计的方法具有更高的精度和更简单的系统结构。     

发动机排气噪声主动控制研究

为对发动机排气噪声进行有效的主动控制,以Filtered-XLMS算法为基础,设计了基于变收敛因子VS-XLMS算法的发动机排气噪声主动控制模型,并分别对收敛因子和自适应滤波器长度两个参数对系统的影响进行了详细分析,同时利用设计的主动控制模型对发动机不同转速下的排气噪声进行了控制分析。仿真结果表明设计的VS-XLMS自适应算法主动噪声控制器具有很强的鲁棒性,并且具有收敛速度快,系统稳态误差小的特点,为实际实现发动机排气噪声主动控制提供了理论支撑。     

智能车辆的纵向运动控制

建立使用发动机中等复杂模型和非线性刹车模型的车辆纵向运动数学模型。使用基于模糊逻辑和遗传算法的复杂对象控制器自动设计方法设计刹车控制器,构造一种油门和刹车切换逻辑,再基于刹车控制器和切换逻辑使用自动设计方法设计油门控制器,共同构成纵向运动控制器(LMC)。仿真检验LMC在IV巡航控制和自适应巡航控制中的有效性,结果表明所设计的LMC完全可以满足IV纵向运动高精度、强鲁棒性和平顺性的要求     

涡扇发动机高压转子转速控制器设计

基于频域校正的控制器设计的方法,即为在开环系统对数频率特性基础上,以满足稳态误差、开环系统截止频率和相角裕度等要求为出发点,进行串联校正的方法。首先针对非线性机理模型在发动机工作的各平衡点处分别线性化,选取发动机中间工况的平衡点作为标称模型,根据给定的控制指标,采用频域校正的方法进行控制器设计,最后通过仿真验证了控制器的有效性。     

基于神经网络和模糊控制的可变配气相位系统

提出了基于神经网络和模糊控制的汽车发动机可变配气相位控制方法。采用神经网络构成配气相位产生器，解决了发动机脉谱图的输入与输出非线性映射问题。采用模糊控制器构成可变配气相位控制系统，解决了在无被控对象数学模型情况下，可变配气相位难以有效控制问题。实验表明：基于神经网络的相位产生器，具有良好的非线性逼近能力和泛化能力。系统工作稳定，具有良好的动态性能和稳态性能，高速时汽车恒速燃油消耗降低。     

DSP2407在三相电压型PWM整流器中的应用

基于非线性系统反馈线性化理论。建立了三相电压型PWM整流器非线性模型,利用DSP2407设计了一种非线性控制器。对三相电压型PWM整流器非线性控制方法进行了细致的分析与研究。包括硬件设计和软件设计。并对电路仿真。结果表明PWM整流器采用这种非线性控制器比采用普通线性控制器具有更为优越的动静态性能。     

航空发动机鲁棒回路成形控制方法研究

为克服传统鲁棒控制器无法兼顾系统的性能和鲁棒性要求的缺陷,本文将鲁棒回路成形理论与二自由度理论相结合,通过引入前置和后置补偿对象,对开环奇异值进行整形,以使最终的闭环系统满足期望的性能指标。控制器的结构采用前馈加反馈的方法,使被控对象具备抑制扰动和强跟踪性能力。基于改进的结构设计了航空发动机多变量鲁棒回路成形控制器,仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的跟踪和鲁棒特性,满足航空发动机的控制要求。     

基于矢量控制的航空液压泵源测试系统转速控制方案

针对航空液压泵源测试系统存在的很多非线性特性,在采用矢量控制变频器的基础上,提出神经网络控制器和无源性控制器两种控制策略来控制航空液压泵的转速以测试其特性.基于径向基函数网络和基于对角回归神经网络两种神经网络的控制方案对外界环境因素的影响具有较强的稳定性,后者的控制器的效率更高一些,对非线性有较大的控制潜力,但是其神经网络控制器方案存在不少不足.研究结果表明,当航空液压泵出油口的压力变化时,与神经网络控制器相比,无源性控制器不仅更简单,而且不需要系统参数的精确线性化,实用性强,是一种本质上的非线性控制,航空液压泵在不同压力下的转速具有很好的鲁棒稳定性,能够满足对航空液压泵测试的要求.     

基于SVM的内模控制算法在船舶航向中的应用

基于SVM的内模控制,采用SVM回归理论建立系统的内部模型和设计逆模控制器。首先简要介绍了SVMR的原理,然后将其应用于内摸控制问题.并建立了SVMR模型。其次,在控制过程可逆的条件下设计了SVMR控制器。最后将该控制方法用于具有大时滞性、非线性和不确定性的船舶航向控制中,仿真结果表明了该方法的合理性和有效性。     

基于微分几何的离合器接合过程速度跟踪滑模控制

针对离合器控制系统中存在的非线性、外部干扰和参数不确定问题,提出了基于微分几何的离合器接合过程速度跟踪滑模控制方法。考虑系统参数的不确定性和外界干扰等不确定因素,建立了单个离合器起步动力学模型;基于微分几何的反馈线性化方法,得出系统的控制律;采用基于趋近律的滑模控制方法,设计了存在不确定干扰的离合器控制系统滑模控制器。利用Lyapunov理论对系统的稳定性进行了证明。仿真结果表明该控制器使离合器接合过程的速度跟踪精度高,且鲁棒性好。