基于模糊控制的高超声速飞行器二阶滑模姿态控制

考虑高超声速飞行器飞行过程中气动参数变动导致的不确定,将模糊控制与二阶滑模控制相结合,形成自适应模糊二阶滑模控制器,用于控制高超声速飞行器姿态的飞行系统中.依据奇异摄动理论,设计快速和慢速双闭环系统控制角速率和姿态角.设计二阶滑模控制器用于有效地衰减抖振,同时对姿态角指令实现准确和快速跟踪.采用自适应模糊逻辑逼近高超声速飞行器动力学和运动学模型中的不确定部分,以对控制器进行有效补偿,基于Lyapunov稳定性理论,推导模糊规则参数的自适应律,确保整个闭环控制系统的稳定.仿真结果表明,所提出的高超声速飞行器的自适应模糊滑模控制系统能够有效抑制气动参数摄动的影响,对姿态角指令有较好的跟踪性能.     

用反馈线性化方法控制航天器混沌姿态运动

研究了航天顺姿态混沌运动的控制问题。基于非线性系统理论中的输入－输出反馈线性化方法控制单自由度振动系统中的混沌,以万有引力场中受结构内阻尼和在气阻力作用的椭圆轨道上平面天平动航天器为列说明该控制律的应用。     

空间机械臂姿态运动规划的粒子群方法

空间自由漂浮的航天器系统在忽略外力矩的作用时,系统因对总质心的角动量矩守恒而成为非完整系统.基于这样的特性,讨论了带双臂航天器姿态运动的控制问题.利用粒子群算法确定最优控制输入信号,得到了系统非完整运动的优化轨迹.通过数值仿真,表明该算法解决空间机械臂非完整运动规划问题是有效的.     

轴向运动带的固有频率及振动分析

研究轴向运动带的固有频率及自由振动相关问题。利用Hamilton原理,建立了轴向运动带横向和纵向自由振动的耦合动力学模型。基于Galerkin方法对轴向运动带系统模型的状态变量作离散,得到带有非线性项的常微分方程组。通过数值仿真,给出了轴向运动带的一阶和二阶固有频率的变化,以及不同张力情况下频率比值随速度的变化,同时也对轴向运动速度对带的横向振动和纵向振动的影响进行了研究。     

轴向运动带的横向与纵向振动分析

利用Hamilton原理,建立了轴向运动带横向和纵向自由振动的耦合动力学模型。基于Galekin方法对轴向运动带系统模型的状态变量作离散得到带有非线性项的常微分方程组。通过数值仿真,给出了轴向运动带的横向振动和纵向振动比较,轴向运动速度对带的横向振动和纵向振动影响,以及初张力对带的横向振动和纵向振动影响。     

基于最优控制的空间机械手运动规划研究

利用多体系统动力学方法导出机械手系统非完整约束方程,再根据最优控制方法,讨论空间机械手系统载体姿态与机械手关节运动的优化控制问题,并通过仿真算例验证了该方法的有效性。     

悬臂矩形板对称弯曲的三角函数解法

本文运用弹性理论的瑞次(Ritz)法,选择三角函数式作为挠曲函数,研究了悬臂矩形板的对称弯曲问题,通过算例表明,本文结果与文献[1]接近.     

基于分层滑模方法的欠驱动3D刚体摆姿态控制

以3D刚体摆为研究对象,将地球静止轨道(GEO)航天器简化成3D刚体摆,此模型由一刚体绕一个固定且无摩擦的支点旋转且有3个转动自由度,刚体受恒重力(或万有引力)作用。利用滑模结构方法设计了分层滑模控制器,并用Lyapunov稳定性理论、Filippov等效定理与Barbalat引理以及推论,详细证明了该控制律的全局渐近稳定性。仿真实验结果表明,该方法能够有效地实现3D刚体摆悬垂和倒立平衡位置处的姿态渐进稳定性控制。     

欠驱动航天器姿态稳定性的齐次控制方法

应用齐次控制方法研究欠驱动航天器姿态稳定性问题。采用(w,z)参数描述航天器姿态的运动,在无扰力矩的假设下,给出欠驱动航天器的姿态动力学方程。通过分析系统模型的特点,确定系统的向量场f为齐次的,利用齐次系统理论和齐次反馈设计欠驱动航天器姿态角速度ωx和ωy的控制律,使系统姿态参数和角速度w1、w2、ωz趋于渐近稳定。数值仿真实验验证了控制律的有效性。     

机器人动力学分析的完全笛卡尔坐标方法

应用完全笛卡尔坐标的方法研究机器人动力学问题。这种方法是利用参考基点的笛卡尔坐标和参考基矢量的笛卡尔分量描述物体的位置与姿态。由于在提高计算效率方面的突出优点而受到重视,以空间五自由度机器人为例,通过仿真计算机表明该方法在求解机器人动力学问题上的有效的。