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107 个结果
  • 简介:研究了Lufie广义系统基于状态观测控制设计问题.通过使用Lyapunov稳定性理论,线性矩阵不等式方法,分别给出了状态反馈控制和观测的设计方法,并建立了分离原理,进而得到了基于观测控制设计方法.所得结论对广义系统理论本身的发展和实际应用都有非常重要的意义.最后给出了仿真实例.

  • 标签: Lurie广义系统(LDS) 观测器 控制器 LYAPUNOV函数 线性矩阵不等式(LMI)
  • 简介:利用哈密顿系统生成函数的性质求解LQ终端控制问题,并给出了相应的数值方法.针对现有文献中此类问题的最优控制律在终端时刻存在无穷大增益的情况,利用第二类生成函数的性质求解哈密顿系统两端边值问题并构造了无终端奇异性的时变最优控制律.然后根据哈密顿系统状态的正则变换性质导出了求解生成函数系数矩阵微分方程和计算时变控制律的矩阵递推格式.最后用所提出的方法研究了以能量均衡消耗为约束条件的卫星编队重构问题,设计了符合要求的闭环控制系统并给出了数值仿真结果.

  • 标签: 最优控制 生成函数 哈密顿系统 编队重构 卫星
  • 简介:利用遗传算法研究了一类切换规则只由状态决定的切换系统的控制优化设计问题.首先由线性矩阵不等式(LMI)来设计切换控制,然后应用遗传算法来对切换规则进行优化.优化后的切换规则不仅可保证闭环系统渐近稳定,而且具有良好的动态性能.将本文提出的方法应用在小车倒立摆控制系统上,仿真结果表明了本文设计方法的有效性.

  • 标签: 切换系统 遗传算法 优化设计 动态性能 倒立摆
  • 简介:以一种平面三自由度可控挖掘机构为例,运用拉格朗日方法建立了机构的刚体动力学模型,求解得到了各主动杆的系统广义力;进而针对其半闭环控制系统的控制策略进行研究,基于机构驱动元件.交流控制电机及其驱动的数学模型,运用模糊算法设计了一种模糊-PID双模控制并对其进行仿真分析.结果表明:基于模糊算法的控制在超调量、调节时间、上升时间和抗干扰能力等方面均具有较好性能,满足系统的控制要求.

  • 标签: 多自由度可控机构 挖掘机 动力学 模糊-PID控制
  • 简介:航天对恶劣动力学环境的适应能力直接关系到整个航天飞行任务的成败,振动试验控制技术是动力学环境试验的关键环节.本文分析了近年来国内外航天振动试验设备和振动控制算法的研发动态、基本原理和关键技术达到的水平.提出了跟踪研究的基本思路,途径及建议.

  • 标签: 航天器 力学环境 振动试验 技术进展
  • 简介:建立了飞轮调速反馈控制系统的动力学方程,利用系统的相图和Poincar6映射图分析了系统的混沌形成过程.通过对飞轮调速反馈控制系统增加一个比例微分反馈控制,利用它控制系统从混沌运动转化为周期运动.数值仿真表明了该控制方法在飞轮调速反馈控制系统的混沌控制中的有效性与可行性,可利用适当的控制强度镇定系统中不稳定的周期轨道.

  • 标签: 混沌 POINCARE映射 混沌控制 数值仿真
  • 简介:针对再入段高超飞行非线性动力学模型存在不确定性和干扰,基于奇异摄动理论提出了鲁棒变结构+动态逆内外环解耦控制方法.为避免在线实时求逆,控制系统的外环基于简化的模型设计自适应滑模变结构控制律,通过反馈干扰观测在线估计广义干扰量,实现角度的跟踪和闭环系统的稳定,抑止外来干扰.强耦合的姿态动力学内环采用动态逆跟踪角速度指令,期望动力学采用PI形式提高内环的鲁棒性.最后,通过仿真验证了所提算法的有效性.

  • 标签: 高超飞行器 姿态控制 动态逆 变结构控制 干扰观测器
  • 简介:以含主动调谐质量阻尼(TMD)的建筑结构为研究对象,研究作用于TMD上的作动输出力小于设计控制力时的控制方法。为了确定系统控制率,在满足线性矩阵不等式约束的前提下,通过优化控制目标函数来达到。同时,为了保证控制效果,采用了峰-能量控制。最后,以一座六层建筑物为例来说明本文方法的可行性。

  • 标签: 饱和作动器 LMIS 峰-能量控制器 建筑结构
  • 简介:研究系统存在不确定性的大柔性飞行的姿态跟踪控制问题.针对高阶大柔性飞行模型,使用平衡实现方法对其降阶,并通过奇异值对比分析系统降阶前后特性.基于降阶模型,设计LQR-PI控制作为基线控制.考虑不确定性,利用李雅普诺夫稳定性理论设计模型参考自适应控制,并对比两种方法的控制效果.仿真结果显示,所提方案对包含不确定性的系统具有较好的控制效果,能使系统完成期望的姿态跟踪目标.

  • 标签: 大柔性飞行器 平衡实现 最优控制 模型参考自适应控制
  • 简介:研究了用于航天平移及姿态机动的自适应终端滑模控制方法.通过在广义准坐标下建立拉格朗日方程得到了刚体航天平移及姿态耦合运动的动力学方程.能对存在模型不确定性和环境扰动下的航天实现平移和姿态机动.该自适应过程包括对不确定性和干扰的估计、有效抑制传统滑模控制的抖振现象.利用李雅普诺夫稳定性理论证明了控制的可达性和稳定性.通过航天的位置以及姿态跟踪的数值仿真,验证了所设计控制的有效性和准确性.

  • 标签: 滑模控制器 航天器平移机动 航天器姿态机动 自适应控制 不确定性及扰动
  • 简介:建立了充液航天动力学模型并考虑液体燃料粘性边界层效应.推导了采用脉冲推进实现航天姿态转换的等效反馈控制力矩增益系数.确定了航天穿越分支线完成预期姿态定向的脉冲推进控制方案.由于存在能量耗散,航天完成姿态再定向机动后将绕主轴做正向或负向自旋,航天相对于角动量随体坐标系的最终定向不能预先确定.研究结果表明,采取脉冲推进控制策略所完成的姿态转换机动可以使航天实现最终所期望的姿态定向.

  • 标签: 充液航天器 全局姿态机动 再定向 脉冲推进
  • 简介:利用一般系统的第2类Lagrange方程建立了适合磁流变阻尼半主动悬架的Lagrange方程,并在此基础上建立了侧倾、俯仰和垂直运动完全耦合的整车半主动悬架系统运动方程和状态方程.以某种磁流变阻尼作为作动,系统地研究了整车半主动悬架开关控制的策略.仿真结果表明:开关控制对整车悬架的簧载质量的垂直加速度和侧倾角加速度的控制效果不明显,特别是对俯仰角加速度反而有所恶化.但是,对悬架动挠度和轮胎动挠度,和非簧载质量的垂直加速度,簧载质量的侧倾加速度可以进行有效的控制,特别是对后悬架的控制效果尤其显著.

  • 标签: 磁流变阻尼器 整车悬架 半主动控制 开关控制 悬架系统 车辆工程
  • 简介:讨论了充液航天大角度姿态机动自适应非线性动态逆控制设计.推导了航天一液体晃动耦合系统动力学方程.采用单摆等效力学模型对液体燃料晃动进行动力学建模.由于充液航天控制系统的强耦合非线性,故采用神经网络构造系统的自适应非线性动态逆控制.通过实际算例对该控制的跟综性能进行了测试,结果证明该自适应非线性动态逆控制在包含液体晃动的情况下仍具有很好的跟综性能.

  • 标签: 动态逆 神经网络 自适应
  • 简介:针对地球静止轨道空间碎片清除需求,开展了服务星通过绳索拖拽空间碎片离轨多体动力学与控制仿真研究.分析了在轨拖拽期间系统拓扑构型,采用递推方法推导了考虑地球J2摄动的服务星和空间碎片柔性多体动力学方程组,建立了基于集中参数法的绳索动力学模型,通过约束方程将绳索与服务星和空间碎片相连接,建立了服务星姿态控制力矩方程,最后形成了服务星在轨拖拽空间碎片期间柔性多体系统多体动力学方程.通过悬链线模型与本文采用的集中参数模型的比较验证了本文采用的柔性绳索模型的正确性,然后通过数值仿真分析了与服务星质量接近的空间碎片被拖动期间动力学特性,为这类航天总体设计及空间碎片清除策略制定提供了参考依据.

  • 标签: 空间碎片清除 绳索力学模型 柔性航天器 多体系统动力学与控制 在轨服务
  • 简介:针对复合材料层合悬臂板,在其上表面铺设压电纤维复合材料MFC作为作动,同时在下表面对称铺设压电薄膜(PVDF)作为传感,应用速度反馈控制方法研究其主动振动控制.运用Hamilton原理和假设模态法推导含多个MFC作动的复合材料层合板的力电耦合结构运动方程,其中考虑了MFC作动作为悬臂板附加质量及刚度的影响.基于模态控制力/力矩最大化的原则,将多对MFC作动/PVDF传感铺设在层合悬臂板前几个低阶模态应变最大的区域,通过算例得出结构受控前后的时域和频域响应以及各MFC作动所需的控制电压曲线.讨论复合材料层合板纤维铺设角度不同情况下,作动MFC铺设位置及压电纤维铺设方向的相应变化.

  • 标签: 复合材料悬臂板 压电纤维复合材料(MFC) 纤维铺设角度 模态控制
  • 简介:探讨了漂浮基空间机械臂系统在轨捕获参数未知目标卫星后组合体航天的镇定控制问题.首先在耦合空间机械臂系统捕获目标卫星操作过程动量、冲量的传递的基础上,建立了适用于漂浮基空间机械臂系统在轨捕获漂浮卫星控制系统设计的组合体航天数学模型.利用该模型,设计了一种基于模糊高斯基神经网络的非奇异Terminal滑模控制算法.提出的控制算法不仅不要求系统动力学方程关于惯性参数呈线性函数关系,而且也不需要预知系统惯性参数;由于利用神经网络的自学习能力修正模糊控制控制规则和隶属函数,这样在系统参数识别中,模糊神经网络可减少模糊规则数,更适应于空间机械臂系统在轨捕获的实际应用.最后通过仿真试验对比结果验证了所提出的控制算法的有效性.

  • 标签: 组合体航天器 捕获目标卫星 碰撞动力学建模 模糊神经网络 非奇异Terminal滑模控制 空间机械臂
  • 简介:针对丝杠传动系统从自由空间运动过渡到约束空间力控制过程中,接触不同环境刚度时接触力的动态特性是不同的,并且存在冲击、高频振动甚至不稳定,以及稳态力跟踪阶段的扰动引起的不稳定问题,提出用加速度传感反馈来增加系统力控制的阻尼,抑制在力控制的接触过渡过程和力维持跟踪过程中因为碰撞和外部扰动等原因产生的高频振动,克服单纯速度反馈控制带宽比较窄的局限性,增加系统的稳定性.建立了基于多传感的实验平台,进行了接触力控制的实验比较研究,实验结果表明该方法是可行的.

  • 标签: 丝杠传动 接触力控制 加速度反馈 主动阻尼 振动控制
  • 简介:使用Chebyshev-Gauss(CG)伪谱法研究带动量轮和推力的欠驱动航天姿态最优控制问题.基于欧拉姿态角和动量矩定理导出两类航天姿态运动模型,采用Clenshaw-Curtis积分近似得到性能指标函数中的积分项,应用重心拉格朗日插值逼近状态变量和控制变量,将连续最优控制问题离散为具有代数约束的非线性规划(NLP)问题,通过序列二次规划(SQP)算法求解.数值仿真结果表明,对两类欠驱动航天的姿态机动最优控制均能达到设计控制要求,得到的姿态最优曲线与验证得到的曲线几乎完全重叠.

  • 标签: Chebyshev-Gauss伪谱法 欠驱动航天器 姿态机动 最优控制
  • 简介:利用压电材料的正压电效应与逆压电效应对悬臂板结构复合材料机翼进行观测与颤振抑制.采用不同的压电材料分别作为作动与传感,建立了含有压电层的复合材料层合板的有限元模型,采用偶极子网格法(DLM)计算升力面的亚音速非定常空气动力,用Roger近似法对频域空气动力进行有理化近似,在此基础上建立了力-电-气动耦合系统的控制方程.针对多输入多输出(MIMO)系统,设计LQG最优控制律,对比系统的开、闭环颤振特性.应用Runge-Kutta法求解系统的时域动响应,数值仿真验证了该方法对颤振抑制的有效性.

  • 标签: 压电材料 智能结构 颤振主动抑制 有限元 LQG控制
  • 简介:针对异步电机矢量控制需要实现定、转子电路解耦的一个关键问题是准确地观测转子磁链.提出了一种以异步电机在两相同步旋转坐标系下的定子电流和转子磁链为状态变量的基于滑模变结构思想的转子磁链观测,对滑模变结构输入控制信号的设计使得滑模运动速度与轨迹和滑模面的距离相关联,并利用李亚普诺夫理论证明了算法的收敛性.通过仿真表明,该方法具有较高的转子磁链观测准确度,对转子电阻的变化具有很强的鲁棒性,能够改善异步电机矢量控制调速系统的动静态性能.

  • 标签: 异步电机 转子磁链 滑模观测器