结构主动控制系统的鲁棒策略

针对目前大多数结构主动控制算法没有考虑结构不确定因素的特点,本文以主动质量阻尼器(AMD:activemass damper)Benchmark结构试验系统为研究对象,提出适合于工程应用的、基于H∞控制理论的主动控制方法.文中建立了主动控制结构的试验系统,根据系统辨识方法得到的面向控制的数学模型,设计YAMD主动控制系统的反馈连接结构,同时对H∞控制权函数的选取以及控制器的设计方法进行了详细的阐述;最后通过试验证明了H∞控制器的有效性和鲁棒性.     

基于RBF辨识的CMAC在淀粉生产线中的控制研究

针对淀粉生产线中淀粉乳罐的液位控制精度问题,本文在分析了CMAC神经网络、单神经元和RBF辨识工作原理的基础上,设计了基于RBF辨识的自适应CMAC神经网络控制器调节淀粉生产线中乳液的液位。对自适应CMAC神经网络和基于RBF辨识的CMAC两种控制器进行了设计与仿真。防真结果表明,基于BRF辨识的自适应CMAC具有更好的跟踪效果和较快的响应速度,该系统具有很大的应用价值,不仅可以应用于淀粉生产线而且也为工业控制提供了更为精确的控制。     

面向飞行模拟的云仿真及其实时绘制

改进并建立了云光照模型,引入了大气密度与海拔高度间的关系,并基于粒子尺度对散射相函数进行加权以提高仿真精度。针对飞行模拟的静态/动态云绘制,提出了基于粒子系统和Texture Sprites实现云谱交互建模的有效方法。为达到实时绘制,采用动态生成Impostor技术和GPU加速仿真及实时绘制。将本文提出的粒子云绘制技术集成于飞行模拟器的视景系统,能够增强虚拟环境的真实感、沉浸感,并满足限时系统的交互要求。     

带动压反馈的质心测量系统电液伺服控制方法

质心测量系统用于大型重载车辆的质量及质心位置的测量,具有俯仰和横滚两个运动自由度.系统采用三点支撑加双缸驱动方案,驱动系统采用液压伺服控制,保证了平台运动的平稳性与准确度.建立了非对称阀控非对称缸的动力机构数学模型以及系统仿真模型.分析了采用动压反馈校正前后单通道控制系统的闭环频率特性和响应特性,仿真结果验证了动压反馈校正是有效的.     

结构主动控制中液压振动台的控制器设计

建立主动质量阻尼(Active mass damper, AMD)控制结构试验系统;完成具有多自由度共振性负载的液压动力机构的建模和分析;针对振动台液压系统的频宽满足不了试验需要的问题,采用三状态反馈和三状态顺馈的方法设计振动台控制器的,实现振动台加速度响应频宽的扩展和系统稳定性的提高;通过试验进行验证,得出系统能达到期望的响应频宽和稳定裕量的结论.     

基于改进型平方根UKF算法的永磁同步电机状态估计

针对永磁同步电机驱动系统的状态估计问题,提出一种改进型平方根UKF(SRUKF)的状态估计算法.为避免增加sigma点带来的计算量大问题,依据UT变换理论,采用超球体单形采样方法,使得sigma点的数量减少,从而在与SRUKF算法估计精度相当的情况下,计算量大大减少.考虑系统的非线性,采用SRUKF估计方法研究系统的状态估计问题,避免了扩展卡尔曼滤波(EKF)产生的线性化误差.同时在滤波过程中采用Cholesky和QR分解,以协方差平方根阵代替协方差阵参加迭代运算,有效地避免了滤波器的发散,提高了滤波算法的收敛速度和稳定性.仿真表明,与EKF、SRUKF估计方法相比,该方法能减少估计过程中的计算量,提高估计精度.     

超冗余液压振动台的模态空间解耦控制

为解决超冗余振动台在带负载工作时自由度间出现耦合运动的现象,提出一种基于模态空间的解耦控制策略.建立液压伺服系统的线性化模型,将液压缸视为液压弹簧,分析超冗余振动台的振动模态方程;通过标准模态矩阵及其逆矩阵,将超冗余振动台由自由度空间转到无耦合的模态空间进行控制;在模态空间应用三状态反馈控制,通过极点配置,实现自由度间的解耦控制.仿真结果表明,该模态解耦控制策略在时域和频域内均可有效降低超冗余振动台自由度间的动力学耦合,提高位姿的跟踪精度.     

基于提升小波的大地形累进压缩及实时渲染

为了减轻实时交互的大地形可视化系统面临的海量数据存储、传输及渲染压力,提出一种基于提升小波实现数据累进压缩与实时粗粒度LOD渲染结合的算法.首先建立地形块的提升小波变换模型,将其简化和精化操作映射为相应的小波变换;然后基于以地形块为单位的小波变换建立块的四叉树层次结构,将构建过程中产生的小波系数采用基于间接查表的方式累进压缩存储,以形成压缩的累进地形块层次结构.基于该结构,在实时递进构造视点相关的激活地形块的同时完成数据的累进载入与实时解压,实现大地形渲染,其中地形块数据的实时解压与小波变换基于GPU实现.实验结果表明,该算法实现了有效的数据压缩,具有很高的实时解压效率以及优化的实时渲染性能.     

六自由度运动模拟器振动控制策略

针对液压驱动六自由度运动模拟器在对振动环境进行模拟的过程中存在幅值衰减和相位滞后,难以保证对高频随机信号的复现精度这一问题,提出采用基于铰点空间控制与基于操作空间控制相结合的方式,在单缸比例加前馈控制的基础上,通过三状态控制策略来扩展系统的频宽,同时在保证系统稳定的前提下达到精确复现输入位置随机信号的目的。实验结果表明,采用三状态控制策略的六自由度运动模拟器可以将系统输出对输入的位置随机信号在0.5～25Hz频率内的功率谱密度误差控制在±3dB以内,满足精确复现的性能指标。     

基于螺旋理论的2自由度并联机构分析

提出一种的两自由度并联机构,能实现俯仰和横滚运动.运用螺旋理论描述单个分支约束及所有分支约束的合成,并从几何上直接分析约束的线性相关性,判别出机构自由度的性质,同时给出公共约束,冗余约束存在的几何条件和相应的判别计算公式,在此基础上得到2自由度并联机构自由度计算的修正Gr(u)bler-Kutzbach计算公式.