三轴仿真转台系统模型建立及解耦控制研究

三轴仿真转台的惯性耦合、速度耦合及重力效应是影响仿真精度的主要因素.采用 MATLAB 中simulink 的仿真方法研究三轴仿真转台系统动力学模型以及解耦控制算法.运用多刚体系统运动理论和拉—欧方程建立了系统动力学模型,提出了一种二阶系统反馈解耦控制方法,利用该控制方法设计了三轴仿真转台的解耦控制器,运用 MATLAB 软件的仿真工具箱,对三轴仿真转台整个机电系统进行了系统仿真,结果证明所提出的解耦控制方法及所设计的解耦控制器的有效性和实用性.     

三轴仿真转台系统模型建立及解耦控制研究

三轴仿真转台的惯性耦合、速度耦合及重力效应是影响仿真精度的主要因素。采用MATLAB中simulink的仿真方法研究三轴仿真转台系统动力学模型以及解耦控制算法。运用多刚体系统运动理论和拉－欧方程建立了系统动力学模型，提出了一种二阶系统反馈解耦控制方法，利用该控制方法设计了三轴仿真转台的解耦控制器，运用MATLAB软件的仿真工具箱。对三轴仿真转台整个机电系统进行了系统仿真，结果证明所提出的解耦控制方法及所设计的解耦控制器的有效性和实用性。     

基于迭代学习控制的混合误差轮廓控制

针对永磁直线同步电动机直接驱动XY平台系统中存在不确定扰动的问题,单轴上设计了基于干扰观测器的迭代学习控制器.迭代学习控制器可以抑制重复扰动,干扰观测器可以消除非重复扰动的影响,两者结合起来可增强系统对重复和非重复扰动的抑制能力.由于轮廓误差计算模型要求跟踪误差远小于期望轮廓曲率半径,所以设计了混合误差轮廓控制器,跟踪误差较大时只控制各轴位置,跟踪误差足够小时进行轮廓控制.仿真结果表明,该控制方法使直接驱动XY平台具有较强的鲁棒性和较高的轮廓精度.     

基于反步法的弹性飞翼无人机抗干扰L2增益姿态控制设计

针对存在非线性、强耦合、参数不确定性及外部扰动的大展弦飞翼布局无人机的刚/弹耦合动力学模型,研究了一种基于反步法的弹性飞翼无人机抗干扰补偿L2增益姿态控制方法。首先,基于李雅普洛夫稳定理论,利用指令滤波反步方法设计实际控制量和虚拟控制量,并在反馈中采用自抗扰非线性增益函数提高系统的鲁棒性和动态特性;其次,利用二阶滑模干扰观测器估计系统复合干扰和补偿;最后,引入L2鲁棒项抑制干扰观测器的估计误差对控制精度带来的影响,使得系统满足耗散不等式,闭环系统跟踪误差最终有界稳定。仿真结果表明,该控制方法对模型不确定性、气动弹性、阵风及外扰等影响具有鲁棒性,能够实现高精度的姿态跟踪控制。     

基于无人机平台的制导控制半实物仿真系统研究

基于无人机制导控制一体化和实时仿真技术,设计了一种新的包括惯性导航系统、GPS系统、三轴转台、仿真计算机和显示监控系统等的半实物仿真系统.该系统运用仿真计算机采集导航控制一体计算机的输出信号,进行无人机运动学、动力学模型实时解算,并将姿态信息传输给三轴转台;三轴转台和惯性测量装置完成无人机航向、姿态等模拟;导航和控制计算机运用导航信息生成控制指令,传输到仿真计算机.试验结果表明:惯性导航算法设计合理,仿真步长1ms,控制信号误差小于1%,该系统可以实现微型化,模块化,改进后可应用到无人机的制导和控制系统中.     

基于奇异摄动分解的固定翼无人机抗扰动滑模控制

为了提高固定翼无人机的飞行控制精度,减少系统动态耦合和外界干扰对固定翼无人机飞行控制系统性能的影响,建立了固定翼无人机的奇异摄动模型,在此基础上提出基于干扰观测器的滑模控制方法.首先对固定翼无人机的速度和姿态进行动力学建模,将固定翼无人机的动力学模型转换为奇异摄动模型,再对奇异摄动模型进行快慢分解完成解耦,得到两个降阶非耦合子系统,即以角速度为快变量的快子系统和以速度、姿态为慢变量的慢子系统,分别对角速度回路和速度、姿态回路设计基于干扰观测器的滑模控制器.最后,采用Simulink仿真验证了基于快、慢分解的固定翼无人机滑模控制方法的可行性和有效性.     

改善转台速率平稳性的混合鲁棒重复控制方法

提出了一种混合形式的鲁棒重复控制方法,来抑制转台速率系统中存在的位置相关周期性扰动.该方法综合了变结构控制和重复控制,重复控制在未知对象模型的情况下抑制周期性扰动,而变结构控制用于镇定不确定性系统和保证重复学习过程收敛.应用李亚普诺夫直接法证明了误差的渐近收敛性.计算机仿真结果表明该方法有效地改善了转台速率系统的平稳性.     

车载激光通信稳瞄转台动力学建模与仿真

通过建立稳瞄转台的动力学模型,求解出各个框架的运动规律以及稳瞄转台内部各框架之间的耦合力矩关系。从不同角度分别分析载体平台中扰动对视场轴以及结构因素对稳瞄转台稳定精度的影响,并使用ADAMS对稳瞄转台进行仿真,研究载体耦合作用对转台运动的跟踪精度影响。     

双半轴轴系结构的功率流传递特性

针对双半轴转台结构在工作中的振动问题,建立了具有典型半轴式结构的转台轴系(轴—轴承—框架)动力学模型.采用传递矩阵和子结构导纳功率流法,分别推导了转台轴系的各部分子结构的功率流表达式,通过实验分析了转台各部分结构的功率流传递特性;并从系统的振动传递路径角度,采用振动功率流法分析了转台各部分结构的能量损耗情况.实验结果表明:具有典型半轴式结构的转台,其闭环式结构特点会导致结构振动产生明显的耦合情况;从振动传递路径角度,以功率流作为评价指标能更有效地分析出各条传递路径上的能量损耗情况,并针对性地采取减振降噪措施.     

轴仿真转台指向误差的建模研究

运用杆、副误差矩阵来描述三轴仿真转台的各项误差,详细阐述了三轴仿真转台的坐标系建立过程,建立了三轴仿真转台指向误差的数学模型,为进行三轴仿真转台的精确度分析奠定基础.