天基卫星智能通用弹射系统设计与控制

提出天基卫星智能通用弹射系统平台设计方案,并进行了详细设计.针对系统平台设计方案,进行动力学分析,推导建立动力学方程;基于空间太阳能电站协同控制实验平台,建立空间太阳能电站动力学方程、运动学方程并结合滑模控制算法,建立仿真控制系统;结合双环滑模变结构控制方法设计空间太阳能电站协同控制器,仿真结果表明:采用双环滑模变结构...     

一种新坐标描述多体系统动力学及仿真软件

用完全笛卡尔坐标描述多体系统的运动学和动力学在提高计算效率方面有突出优点。导出用完全笛卡尔坐标表示的刚体及多体系统运动学和动力学模型,研制了相应的通用仿真软件ＤＡＭＳ。通过ＤＡＭＳ软件对算例进行的动力学分析与计算,表明该方法及软件的有效性。     

一种新坐标描述多体系动力学及仿真软件

用完全笛卡尔坐标描述多体系统的运动学和动力学在提高计算效率方面有突出优点。导出用完全笛卡尔坐标表示的刚体及多体系统运动学和动力学模型,研制了相应的通用仿真软件ＤＡＭＳ。通过ＤＡＭＳ软件对算例进行的动力学分析与计算,表明该方法及软件的有效性。     

空间机器人的可变增益滑模控制方法

针对空间机器人抓捕目标的轨迹跟踪过程,提出了一种基于可变增益的滑模控制算法,并利用MATLAB/Simscape对空间机器人的理论动力学模型和控制算法进行了仿真校验。首先,基于拉格朗日法构建了空间机器人的动力学模型,并给出了系统参数不确定时的动力学方程。设计了一种滑模控制器,在控制器中引入了可变增益,该增益可根据系统的不确定性和系统的运动状态进行调整,从而使控制器具有很强的鲁棒性。基于Simscape Multibody软件模块,对空间机器人的理论动力学模型进行了验证。在此基础上,针对多关节运动和系统模型不确定两种情形,利用可变增益滑模控制算法进行了空间机器人的轨迹跟踪仿真实验。实验结果表明,与传统的计算力矩法相比,本文提出的控制算法呈现出更高的运动控制精度和误差收敛速度。     

月球探测机器人及其关键技术浅析

参考国内外月球探测的现状,对月球探测机器人的关键技术进行了分析;根据月球探测机器人的任务要求,提出了开发我国月球探测机器人系统的具体实现方案,在该方案中,采用“虚拟样机”技术,建立一个集三维实体设计、动力学建模、控制、可视化仿真于一体的虚拟月面计算机仿真环境,对月球机器人的静国学、运动学以及动力学进行仿真研究,为月球探测机器人结构参数、动力学参数及控制算法的优化提供了设计参数和验证场所;针对月面的复杂环境,提出建立一套智能传感系统的思想,从而实现机器人在复杂、未知的环境中的自主导航与控制。     

汽车自适应巡航跟车多目标鲁棒控制算法设计

为满足自适应巡航系统跟车模式下的舒适性需求并且兼顾车辆安全性,基于模型预测控制原理提出一种多目标鲁棒跟车控制算法.建立考虑前车加速度干扰的自适应巡航系统车间纵向运动学模型,该模型可全面反映系统的动态演化规律,提高模型的精度和可靠性;针对自适应巡航系统需求进行目标分析,设计一种考虑舒适性和安全性的多目标模型预测控制算法;针对模型预测控制算法鲁棒性较差的问题,引入修正项反馈,提高控制系统鲁棒性,采用向量约束管理法解决模型预测控制算法硬约束造成的控制系统无优化解问题.仿真结果表明:该算法使跟车时车辆加速度及冲击度保持在舒适性范围,同时车间距始终大于最小安全距离,兼顾了舒适性和安全性要求,实现了自适应巡航控制系统跟车目的.     

欠驱动Furuta摆的摇起与平衡控制

欠驱动机械系统是一类构成系统的广义坐标维数多于控制输入维数的非线性系统.该系统具有很强的非线性,对于这类系统的研究有助于非线性控制理论的发展.针对欠驱动Furuta摆系统,利用非线性控制方法分别设计了摇起和平衡控制器.运用基于能量的控制方法设计了摇起控制器,利用LQR方法设计平衡控制器.两个控制器通过切换实现控制转换.最后通过仿真实验验证了控制器的可行性.     

混合输入五杆机构实现给定轨迹的功率分配

混合输入五杆机构是一种新型的可控机构,采用恒速电机和伺服电机作为驱动元,两种类型的运动通过一个五杆机构复合后,可得到柔性输出运动.通过对混合输入五杆机构的工作空间的研究,对该机构实现给定轨迹进行了逆运动学和动力学分析,得到了电动机功率计算的数学模型.为了实现对连续时变轨迹的跟踪任务,该系统采用PD控制算法对伺服电动机的运动进行控制.对混合输入五杆机构实现直线轨迹和抛物线轨迹进行了仿真研究,得出了机构在实现给定轨迹时电动机功率分配的规律.     

混合输入五杆机构实现给定轨迹的功率分配

混合输入五杆机构是一种新型的可控机构,采用恒速电机和伺服电机作为驱动元,两种类型的运动通过一个五杆机构复合后,可得到柔性输出运动．通过对混合输入五杆机构的工作空间的研究．对该机构实现给定轨迹进行了逆运动学和动力学分析,得到了电动机功率计算的数学模型．为了实现对连续时变轨迹的跟踪任务,该系统采用PD控制算法对伺服电动机的运动进行控制．对混合输入五杆机构实现直线轨迹和抛物线轨迹进行了仿真研究,得出了机构在实现给定轨迹时电动机功率分配的规律．     

欠驱动机械臂Acrobot的模糊控制

欠驱动系统是一类控制器少于系统自由度的二阶非完整系统,在工程技术领域有着广泛的应用背景.针对欠驱动Acrobot机械臂系统,提出一种简单可行的摇起和平衡控制策略.运用部分反馈线性化的状态反馈控制设计摇起控制器,利用模糊控制技术设计平衡控制器,两个控制器通过切换装置实现转换.通过与T-S型的模糊控制器仿真结果进行比较,验证了该方法的有效性.     

力矩受限圆轨二级倒立摆系统非线性摆起过程控制

目的研究了力矩受限时圆轨二级倒立摆摆起控制量确定的最优化算法，实现圆轨二级倒立摆非线性系统摆起过程有效控制．方法对于设定的摆起时间，进行时间分段．以每个时间段上控制量为设计变量，以与设计变量相关的终点约束条件为目标函数．将控制量受限条件构造在复杂嵌套的目标函数中，建立了摆起过程控制量计算的最优化方法．结果编制出力矩受限时圆轨二级倒立摆摆起的开环控制量程序与控制量确定．采用计算出控制量实现了摆起过程仿真控制，并成功地实现了圆轨二级倒立摆摆起的实物摆起控制．结论通过力矩受限时倒立摆摆起控制量分析与实物摆起控制实现，表明所提出方法有效性和可行性，为复杂强非线性系统的过程控制提出依据．     

Motion control of a class of underactuated mechanical systems: The acrobot example

Ｔｈｅａｃｒｏｂｏｔｉｓａｇｏｏｄｅｘａｍｐｌｅｏｆｕｎｄｅｒａｃｔｕａｔｅｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ,ｗｈｉｃｈｐｏｓｓｅｓｓｅｓｆｅｗｅｒａｃｔｕａｔｏｒｓｔｈａｎｄｅｇｒｅｅｓｏｆｆｒｅｅｄｏｍ［１］．Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｏｆｔｈｅｉｒｎｏｎｌｉｎｅａｒｄｙｎａｍｉｃｓａｎｄｔｈｅｉｒｎｏｎｈｏｌｏｎｏｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒ,ｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍｉｓｖｅｒｙｄｉｆｆｉｃｕｌｔ［２,３］．Ｔｈｅａｃｒｏｂｏｔｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｉｎｔｈｉ…     

液压挖掘机回转制动能量回收系统

为了回收液压挖掘机在回转阶段的制动能量,提出一种基于回转马达进/出口压力差自动识别回转过程所处阶段,决策能量回收的全液压自动控制回转制动能量回收系统.引入一正态分布函数,以蓄能器压力状态（SOP）、液压泵出口压力以及负流量反馈压力为输入信号,根据负载的实时需求功率,提出一种以复合恒功率 负流量动力控制决策发动机和蓄能器主辅动力源的能量分配方法,保证回转机构的正常高效运转.仿真结果表明,当回转系统作为单独执行机构时,采用该回收系统的液压挖掘机,能够实现高达50.0%的再生制动能量用于驱动回转的能量回收利用效率,在相同工况下比同吨位液压挖掘机节能16.3%,不影响操作习惯和操作性能.     

最优容错控制与开关控制相结合的再热机组快关控制

提出的对中压缸阀门采用开关控制，对高压缸阀门采用最优容错控制的再热汽轮发电机快关控制系统具以有下优越性：１．中压阀门采用开关控制，响应快，易实现，能有效地保证故障后第一摇摆的暂态稳定；２．高压缸阀门采用最优控制提高了系统阻尼，增加了后摆稳定性，并放宽了中压缸阀门开启时间的选到范围；３．高压缸阀门采用容错控制提高了系统的可靠性。     

旋转倒立摆平衡姿态多模型模糊控制算法

针对开环不稳定旋转倒立摆系统,利用运行空间划分的思想设计了一种多模型模糊控制器。讨论了摆上与平衡姿态控制问题,在工况和系统参数大范围变化条件下进行了仿真实验研究,并与LQR方法进行了比较。结果表明,多模型模糊控制算法能够实现稳定的摆上和平衡姿态控制,且具有很强的鲁棒性。     

甲醇变压逆流双效精馏系统工艺模拟与优化

对粗甲醇的精馏工艺方法进行了评述,提出以变压逆流工艺实现精馏系统内热集成,达到节能目的.建立了变压逆流双效精馏系统工艺模型,基于序贯模块法的稳态过程模拟进行流程模拟计算,得到了该流程的基本数据,对具有热集成的精馏系统加压精馏塔操作压力对分离的影响、冷凝再沸器传热温差、分离要求对精馏节能的影响等方面进行对比研究并优化.结果表明：变压逆流热集成的甲醇双效精馏工艺差压小,是宜选的流程,可以节蒸气25.5%,节冷却水31.6%.     

全自动电容器焊接排板机研制

全自动电容器焊接排板机以四工位间歇回转工作台为中心,自动完成电容器素子的上料、定位、引线焊接、排板和涂硅油等生产加工过程。介绍了该机在系统构成、加工流程及计算机控制等方面的设计思想,整机采用模块化机械结构、PLC程序控制、单片机熔接参数调整和触摸显示屏操作监控,和国内同类机器相比具有先进、高效、可靠、使用方便的性能特点。     

营口热电厂机组再热汽温调节方法的分析

分析了基于和利时DCS系统的营口热电厂330 MW机组再热汽温控制系统的调节方法.该系统的再热汽温控制是以喷水减温调节为主要调节手段,摆动燃烧器为次要调节手段,控制系统可以较好地用于控制该机组的多种工况,这是一个成熟的控制系统.     

四足机器人跳跃步态控制方法

针对四足机器人的奔跑控制问题,提出一种基于跳跃(Bound)步态的奔跑控制方法,通过腿部的快速小幅度摆动实现四足机器人的Bound步态。使用有限状态机将机器人的一个运动周期分为6个阶段,其中前腿与后腿各3个阶段,触地缓冲阶段采用竖直弹簧阻尼模型,蹬地阶段使用虚拟模型调整腿部对地推力方向,摆动相使用贝赛尔曲线规划足端轨迹。通过在动力学仿真软件中构建与液压驱动四足机器人SCalf-II同尺寸、同质量的虚拟样机对所提出的方法进行仿真验证与测试,结果表明机器人在5个周期后形成了有较强周期性的Bound步态,前进方向速度波动较小,各关节运动范围、速度、力矩均在SCalf-II设计指标之内,从而验证了该方法的正确性和有效性。