Inverted pendulum stabilization: Characterization of codimension-three triple zero bifurcation via multiple delayed proportional gains

The paper considers the problem of stabilization of systems possessing a multiple zero eigenvalue at the origin. The controller that we propose, uses multiple delayed measurements instead of derivative terms. Doing so, we increase the performances of the closed loop in presence of system uncertainties and/or noisy measurements. The problem formulation and the analysis is presented through a classical engineering problem which is the stabilization of an inverted pendulum on a cart moving horizontally. On one hand, we perform a nonlinear analysis of the center dynamics described by a three dimensional system of ordinary differential equations with a codimension-three triple zero bifurcation. On the other hand, we present the complementary stability analysis of the corresponding linear time invariant system with two delays describing the behavior around the equilibrium. The aim of this analysis is to characterize the possible local bifurcations. Finally, the proposed control scheme is numerically illustrated and discussed.     

一类连续模糊动态系统控制方法在Furuta摆中的应用

为了研究Furuta摆在倒立点附近的稳定控制问题，采用基于T-S模糊模型的一类连续模糊动态系统控制方法，首次进行Furuta摆的模糊状态空间建模，并采用模糊切换的思想，设计了Furuta摆在倒立点附近的稳定控制器，进而分析了系统稳定性。与已有的方法相比，该方法的优点是稳定区域大、调节时间短。数字仿真结果验证了方法的有效性。     

硬地层定向井中几种侧钻方法的灵活应用

在川渝地区，钻定向井、水平井必然要面对地层岩性变化大、硬度高等复杂地质情况，常常会遇到因井下复杂、事故、修改地质目标等原因需要填井侧钻。侧钻的方法不同，侧钻的成功率和效率差异很大。文中分析了川渝地区近几年硬地层定向井、水平井侧钻效率不高、有时甚至失败的原因，归纳总结了近几年常用的几种侧钻方法的施工效果，提出要根据具体条件灵活应用这几种侧钻方法。     

Dynamic-mechanical properties of polybutadiene rubbers

The dynamic properties of high-cis (98%) and cis-trans (42% cis) polybutadienes, crosslinked with 0.1 to 1.0% of crosslinking agent, have been studied using a torsion pendulum method over the temperature range ?170 to +20°C. For the high-cis rubber plots of damping factor (tan δ) against temperature showed the expected peak in the glass-transition region with an additional peak in the neighbourhood of 0°C attributable to crystallization. The cis-trans rubber showed two damping maxima in the transition region, separated by 30 to 40°C (depending on the degree of crosslinking), suggesting incipient phase separation of the component structures. The rebound resilience of the high-cis rubber at room temperature exceeded that of the cis-trans, reaching 92% at the highest crosslink density. Plots of resilience versus temperature for both rubbers showed a single minimum in the glass transition region.     

机械摆反馈机构的仿真设计

机械摆采用机械反馈机构，可以把系统的末端状态反馈到中间机构，通过调整框杆支点，实现机械摆随机同步跟踪。这里对该机械摆反馈机械进行了结构设计、解析计算和计算机仿真设计。这种设计现已成功地应用于某一工程机械设备的自动接货、供货装置上。     

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下部钻具组合力学性能分析中,稳定器与井壁的间隙是影响其性能的重要因素。对于多稳定器组合,事先设定稳定器与井壁接触情况既困难也不准确。本文从有限单元的基本总势能表达式出发,采用最优化理论中的罚函数法,分析了稳定器间隙对下部钻具力学性能的影响,为解决稳定器与井壁的接触问题找到了一个新方向。     

基于自由摆的平板精确控制与激光追踪系统

以TI公司的MSP430F5438单片机为控制核心,结合步进电机和精密电位器WDD35D-4,实现了基于自由摆的平板控制与激光追踪系统。当摆杆摆角为45°～60°时,平板可以承载8枚一元硬币,并在5个摆动周期内维持稳定;当摆杆摆角为30°～60°时,固定在摆杆平板上的激光笔可以在15s内找到并跟踪1.5m远处的靶心。     

基于变论域理论的模糊自适应控制方法研究

针对一类非线性、快时变性以及模型不确定性问题,设计了一种基于变论域的模糊自适应控制器。利用模糊模型逼近控制系统的非线性部分,以及采用李亚普诺夫方法证明所设计的非线性控制系统的渐进稳定性并推导出自适应律。最后将设计的控制器应用于倒立摆,仿真结果表明跟踪性能良好。     

基于柔性逻辑的智能控制器设计与仿真

研究倒立摆复杂系统优化控制问题,传统优化控制要建立精确数学模型,但与实际不符。对复杂系统采用具有认知和仿人功能、适应不确定环境等特性的智能控制方法较传统控制方法更具优势。为此,提出一种柔性泛逻辑学的智能控制模型,具有三个典型参数(e、h、k),分别反映了控制过程中的决策门限、被控量之间的关系和测量误差,能更好地掌握控制的思路。对三级倒立摆的控制采用上述方法进行仿真,实验证明了模型的正确性和有效性,并且具有良好的抗干扰能力,为复杂系统控制寻求了一种新的有效途径。     

多种群遗传算法的倒立摆LQR控制器设计

针对传统遗传算法在设计倒立摆LQR控制器时,算法会因个别超常个体或群体较快趋于单一化而导致不能得到满意控制参数的问题,利用Sheffield遗传工具箱,设计了多种群遗传算法。算法的开始引入了多个种群同时进行优化搜索,不同的种群采用不同的交叉概率和变异概率,种群之间采用移民算子建立联系,各种群产生的最优个体通过精华种群实现留优。在Simulink环境下建立模型并计算性能指标,Simulink环境下的输出值作为多种群遗传算法的目标函数值。仿真结果表明,在存在建模误差的情况下,本算法稳定性好、遗传代数小,有效地避免了早熟,更为适合复杂问题的优化。