基于滑膜控制的汽车电子助力转向系统性能研究

考虑汽车电子助力转向系统性能受外部扰动和机械传动环节摩擦力的影响,本文提出了一种新型滑膜控制算法,通过理论分析研究算法的稳定性,并通过试验验证算法对电子助力转向系统稳态精度和动态响应特性的影响。首先,针对典型的电子助力转向系统,构建其运动学和动力学方程,确定助力电机与执行机构间机电系统的数学关系。其次,为提升电子助力转向系统的控制性能,提出一种新型滑膜控制算法,并通过李雅普诺夫判据证明此控制器的稳定性。再次,说明本文的电子助力转向系统控制结构,利用Microchip公司生产的dsPIC30F6012作为系统运算处理微控制器,在其控制器中嵌入所提控制算法。最后,采用PID控制算法、传统滑膜控制算法和新型滑膜控制算法三种方法跟踪阶跃指令和正弦转矩指令,试验表明新型滑膜控制方法动态响应速度快,稳态精度高,在跟踪正弦转矩指令时,其动态跟踪精度较PID和传统滑膜控制方法分别提升71.7%和45.8%。     

基于超扭曲算法的鲁棒自适应四旋翼控制器

针对四旋翼在存在外部未知干扰及具有模型不确定性情况下的姿态控制问题,设计一种基于超扭曲算法的鲁棒自适应四旋翼控制器.该设计方法将超扭曲算法与鲁棒自适应控制结合,使用超扭曲算法抑制系统抖振现象,鲁棒自适应算法能有效补偿系统模型的不确定性,增强系统的抗干扰性能;构造Lyapunov函数,证明四旋翼飞行器闭环系统的稳定性.对所设计的控制器进行仿真,搭建四旋翼飞行器平台进行飞行实验,以验证设计的控制器.仿真结果表明,基于超扭曲算法控制的四旋翼系统具有较快的收敛速度和较强的鲁棒性,飞行实验验证了所提控制策略的可行性,可实现四旋翼的稳定控制.     

钢丝绳传动的三轴转台伺服控制的设计

针对某机载平台中钢丝绳传动带来的非线性误差及外部扰动等因素直接影响平台相机成像质量的问题,提出一种模糊自适应前馈补偿的控制策略.首先对钢丝绳传动机构和高精度直流伺服电机进行了建模,并建立了摩擦模型,为转台速度环控制回路引入模糊自适应PID控制器.设计出前馈补偿和模糊自适应控制器的复合控制策略.Matlab仿真结果以及实...     

摩擦自适应补偿在导引头稳定平台控制系统中的应用

为提高两轴双框架导引头稳定平台的隔离度,设计了导引头控制系统。在惯性空间基础上,建立了导引头的隔离度模型,分析了影响系统隔离度的主要因素。根据对系统摩擦性质的分析,建立了系统的摩擦模型,并确定了摩擦补偿算法。采用极点配置和超前滞后的方法设计了控制器,并通过仿真和实验的方法验证了摩擦自适应补偿算法的可行性。俯仰单通道仿真结果表明,摩擦自适应补偿算法能准确估计出模型参数,且在弹体扰动幅值为1,频率为2 Hz时,系统在摩擦自适应补偿后,俯仰框隔离度提高了97.14%。实验结果显示,在弹体扰动幅值为1,频率为2 Hz时,导引头俯仰框和偏航框的隔离度分别为1.58%和1.81%;在弹体扰动幅值为3,频率为3 Hz时,导引头俯仰框和偏航框的隔离度分别为2.84%和2.15%。     

无模型控制方法在异步电动机控制中的仿真研究

在异步电动机的转差频率矢量控制中,其控制不需要复杂的磁通检测,且运算和控制简单,因而在基频以下的调速系统中得到较多的应用。但该系统存在比较明显的缺陷。基于此,本文设计了一种无模型自适应控制器,将该控制器引入原系统,与原系统构成前馈补偿。仿真试验表明,该方法有效减小了转矩脉动,改善了定子电流波形,具有良好的动、静态性能。     

BTT导弹自适应反演控制律设计与仿真

针对倾斜转弯(BTT)导弹控制中的多变量强耦合问题,研究了一种适用于BTT导弹的反演算法,以实现自动驾驶仪的自适应解耦控制。根据BTT导弹控制的基本特性,建立导弹的非线性控制模型,并将其转化为适合于反演设计的反馈块模型。在此模型上,基于反演的非线性控制系统综合设计方法,加入自适应神经网络逼近系统中存在的不确定性,利用Lyapunov稳定性定理推导了自适应调节律,设计了导弹控制律。通过仿真验证了该设计方法的有效性和可行性,该控制器能够实现控制解耦目的,且对指令信号跟踪效果良好。     

隐式自校正算法在锁相环中的应用

针对锁相环中晶体振荡器受温度影响的时变和不稳定等特点,在递推辨识算法的基础上提出一种自校正控制和前馈补偿相结合的方案,即隐式自校正控制方案.该方案根据辨识得到的系统参数设计控制器调节系统,使输出信号方差变化最小.将此算法应用到锁相环的自适应预测模块中,并用MATLAB软件仿真验证此算法,仿真结果表明,使用隐式自校正控制...     

压电驱动器建模与控制技术研究

该文对压电驱动器建模与控制技术进行了研究。通过二阶系统描述了压电驱动器的线性动态特性。基于Preisach迟滞模型,提出了全新的简化模型,避免了Preisach模型中复杂的双重积分运算。通过前馈与反馈控制技术相结合,为压电驱动器设计了一个综合控制器。在前馈控制器中,通过Preisach模型描述逆迟滞环,有效解决了Preisach模型不可逆的问题。通过比例、积分、微分(PID)反馈控制器,有效提高了系统鲁棒性,并有效补偿了前馈控制器中模型不精确带来的误差。最终,通过实验分别验证了模型的有效性及控制器的控制作用。     

四旋翼飞行器模型参考自适应容错控制

针对四旋翼飞行器执行器发生故障同时存在扰动时的姿态控制问题,设计了一种基于模型参考自适应(MRAC)的容错控制器。通过分析四旋翼飞行器的动力学特性,将执行器故障以加性因子的形式加入系统模型中,得到执行器故障下的动力学模型。所设计控制器的自适应律由参考模型和执行器故障下的模型的误差信号驱动,可实现较好的姿态控制。利用Lyapunov的分析方法证明了所设计控制器的渐进稳定性,最后在Matlab下进行了仿真实验。仿真结果表明,系统能克服扰动且在执行器故障下可良好地跟踪参考姿态角,验证了该算法的可行性和有效性。     

飞行状态受限的多旋翼无人直升机姿态控制

为了更好地体现和满足多旋翼无人直升机的实际工作特点和飞行需求,在考虑不确定、外界干扰等因素的影响下,研究了该无人机飞行状态受限情况下的姿态控制问题。首先,给出了该无人机的数学模型,同时为重构出姿态系统中的未知复合干扰并用于设计补偿控制律,设计了一种SMDO干扰重构算法;随后,为解决状态受限以及避免回馈递推控制器设计过程中的微分膨胀问题,设计了基于SMDO干扰补偿和受限指令滤波的姿态控制器;最后,通过仿真试验验证了算法的正确性。