基于改进滑模趋近律的振动基机械臂的有限时间轨迹跟踪控制

为解决一类振动基机械臂在基座振动影响下的快速轨迹跟踪问题,提出了一种基于改进趋近律的新型滑模控制方法。将基座振动的影响视为系统的不确定外界扰动项;采用拉格朗日法建立了系统的非线性不确定动力学模型;提出一种新型对数幂次滑模趋近律,并结合一种快速终端滑模面,设计了系统的有限时间轨迹跟踪控制器;理论分析与硬件试验验证了所设计控制器的有效性。结果显示,该控制器有效抑制了基座振动的影响,在有限时间内实现了机械臂的精确轨迹跟踪。可见,该研究所提控制算法具有良好的有限时间控制特性及鲁棒性能。     

具有不可测输出变量的系统状态观测器的实现

状态反馈是现代控制理论中一种非常重要的控制规律.在工程实践中,当状态变量不能直接检测时,通常构造系统的渐近状态观测器来重构系统的状态以实现状态反馈.在以往的文献中,状态观测器的设计都是默认系统的输出完全可测.然而在工程实践中,由于物理或经济条件所限,某些控制系统的输出变量并不能够完全可测.本文针对这类具有不可测输出变量的系统,讨论了状态观测器的实现方法,数字仿真验证了该方法的有效性.     

基于趋近律的互补积分终端滑模音圈电机控制

音圈电机（VCM）主要应用于小范围直线定位场景,需保证其拥有高精度及高鲁棒性,并且由于电机参数及摩擦力等影响,VCM是非线性且时变的。本文从VCM工作原理分析并建立对应二阶系统模型。控制策略上采用滑模控制和状态观测器的结合,针对滑模控制的抖振问题分别从滑模面和趋近律方向分别提出对应解决方案。滑模面采用互补积分终端滑模控制（CISMC）,在减小抖振的基础上,采用齐次理论设计的积分终端滑模实现了有限时间的收敛性;趋近律采用幂次趋近律和非线性函数的结合,可以更快的到达滑模面;在滑模控制外采用状态观测器（ESO）对系统扰动等进行前馈补偿,提出了一种基于趋近律的互补积分终端滑模控制（CISMC）。根据推导的数学模型在MATLAB/simulink中建立系统仿真模型,通过仿真实验表明CISMC+ESO的方案,在跟踪正弦信号相较于互补滑模控制（CSMC）+ESO方案,稳定误差最大减少75%,完全跟踪时间最大减小28.5%;在跟踪斜坡信号时,稳态误差明显减少较大,完全跟踪时间最大减小84%。实验表明其在系统控制精度和鲁棒性方面都有明显提高。     

未建模动态对象的鲁棒混合自适应控制器设计与研究

针对未建模动态对象设计了混合自适应控制器,并且对系统的鲁棒稳定性进行了分析,仿真结果表明：该控制器使闭环系统具有鲁棒稳定性。     

平面一级倒立摆的滑模控制研究

应用滑模变结构理论对平面一级倒立摆系统的稳摆控制进行了研究.在介绍平面一级倒立摆线性化模型的基础上,通过优化控制理论设计了滑模控制器的切换函数s(x)使滑动模态渐近稳定且滑动运动具有良好品质;设计了滑模控制器的控制律u±(x)使被控系统满足到达条件并削弱控制过程中的抖振.仿真和实验结果显示,摆杆可以很长时间竖直不倒,并且系统具有较强的鲁棒性,在施加一定干扰的情况下,系统可以很快回到平衡位置.     

叶轮切削律在调节水泵运行工况中的应用

本文叙述叶轮切削调节水泵的运行工况，提高了水泵的运行效率，取得了较好的经济效益，但通过叶轮发削提高水泵效率是有一定限度的，因此在实际应用中全面考虑确定水泵叶轮的切削量是非常重要的。     

航空发动机全局快速滑模控制趋近律优化研究

针对航空发动机的滑模控制性能优化问题,以多输入多输出的CMAPSS-40k民用涡扇发动机线性模型为控制对象,对使用等速、指数和幂次趋近律的滑模控制进行仿真,比较不同趋近律对滑模控制效果的优化作用。在此基础上,利用指数趋近律对全局快速Terminal滑模控制和全局快速非奇异Terminal滑模控制进行优化,并比较两者的控制性能。仿真结果表明,改进后的全局快速非奇异Terminal滑模控制系统具有更快的响应和更强的鲁棒性。     

图的着色理论在自动导引小车调度规划系统中的应用

针对目前AGVS(自动导引小车系统)的调度问题的研究现状,为解决AGVS在FMS(柔性制造系统)中的调度次数最优化的问题,文章提出通过图的着色理论来研究满足一定约束的AGVS中调度问题,为满足此类约束条件的AGVS,给出一种行之有效的方法.理论分析结果表明,该方法能够在完成调度任务的同时,能够使AGVS的调度次数最优.图的着色理论对于此类问题的研究,较传统的方法,运算简单,求解直观.与此同时,该方法还可以确定此类问题背景下的系统所需小车的最小值.     

TVD/LW混合格式在天然气管线瞬变仿真中的应用

描述天然气在管线中瞬变流动的数学模型为一个非线性双曲守恒律型的非齐次系统,应用时间分裂方法来处理双曲型模型中的非齐次项,对每一个时间步长,时间分裂算法将原来的非齐次双曲型守恒律组转化为一个齐次非线性双曲型守恒律模型和一个常微分方程（ODE）。应用显式5点二阶精度的TVD格式求解齐次非线性双曲型守恒律模型,结合具有2阶精度的3点Lax-Wendroff格式计算与边界点相邻节点（第2点,第N-1点）的物理量;并用特征线法处理管线入口和出口处的各类边界条件。通过下游阀门突然关闭的这种极端情况和一条实际天然气管线进行瞬变流动测试TVD/LW混合格式的模拟瞬变流动的有效性,模拟结果表明,TVD/LW混合格式能成功地模拟各物理量在瞬变过程中的真实情况。     

发动机半主动液力悬置动特性研究与开发

发动机悬置是隔离发动机振动向驾驶室和基础传递的隔振元件,其设计的优劣直接影响汽车的乘坐舒适性.基于流体力学理论,研究发动机液力悬置惯性通道内阻尼力,对液力悬置建立了力学模型和数学模型,进行了动特性仿真,从流体力学的角度分析了液力悬置的结构参数对其动态特性的影响.进行了液力悬置的台架试验,确定了惯性通道半主动控制式液力悬置的控制律.由此设计开发了通道可调的惯性通道式液力悬置,从而在较宽频带内有效的达到了减振的目的.