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38 个结果
  • 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: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:提高大气层内具有复杂弹道特性的飞行外测弹道数据处理精度一直是困扰研究学者和数据处理人员的课题.本文应用已有的数据融合理论,结合大气层内机动飞行的运动特性,提出了一种基于分段三次样条函数的外弹道数据融合处理算法.仿真和实测处理结果表明:该算法显著地提高了数据处理精度,在相关数据处理任务中具有一定的应用价值.

  • 标签: 数据融合 数据处理 样条函数
  • 简介:研究了基于飞行遥测数据,使用环境激励模态辨识方法辨识系统的模态参数时,挑选真实模态的方法.首先,详细介绍了ARMA-NExT环境激励模态辨识方法的理论.接着,给出了模态指示因素,并详细分析了基于稳定图方法、频域和时频分析方法的真实模态筛选的方法.最后通过算例研究了飞行模态筛选的过程.研究发现,通过该方法得出结果与频域和时频分析结果基本一致.

  • 标签: 模态辨识 ARMA-NExT 工作模态 稳定图
  • 简介:为研究权衡结构刚度与低阶振动频率的飞行升力面最优结构设计,提出两种多目标拓扑优化方案(约束法、结合约束法与评价函数法).基于变密度方法,在约束法方案中将多目标优化转化为设定参考点位移约束和低阶振动频率约束下,求解结构质量最小化的优化问题.在结合约束法与评价函数法方案中,定义组合柔度指数为评价函数(结构柔度与振动频率的函数),将多目标优化转化为设定低阶振动频率约束和体积分数约束下,求解结构最小组合柔度指数的优化问题.结果表明两种方案的优化结果具有一定的相似性,各有所长.优化设计不仅减轻了升力面结构重量,而且提高了结构的一、二阶振动频率.

  • 标签: 多目标 拓扑优化 约束法 评价函数法
  • 简介:考虑执行机构性能、传感空间指向等复杂约束,研究了空间飞行姿态机动的路径规划问题.建立了姿态机动路径规划模型,并通过使用微分平坦理论将其映射到平坦输出空间,消除微分方程约束的同时降低设计空间维数;给出了平坦输出参数化描述的伪谱法,并运用共形映射、重心插值等技术改善了微分矩阵的病态特性,提高了路径规划的精度.仿真表明:该方法能够较快规划出满足约束的姿态机动路径,对工程应用具有一定参考价值.

  • 标签: 姿态机动 微分平坦 共形映射 Chebyshev伪谱法
  • 简介:电动太阳风帆(简称电动帆)是一种利用太阳风动能冲力飞行的新兴无质损飞行.针对电动帆传统推力模型中忽略了姿态对推力幅值影响的问题,本文推导得出了一种解析形式的改进推力模型,并与最新的多项式拟合改进推力模型进行了对比.对比结果显示两种改进推力模型数值结果很接近,但本文的解析改进推力模型形式更简单.为了重新评估电动帆在深探测中的性能,以地球至火星的飞行任务为算例,分别采用传统推力模型和解析改进推力模型进行了电动帆轨迹优化仿真.仿真结果显示,在相同特征加速度情况下,采用改进解析推力模型完成任务所需时间,大于采用传统推力模型所用时间.上述现象的原因在于传统推力模型中忽略了姿态改变对推力加速度大小的影响,并高估了电动帆所能产生的最大推进角.

  • 标签: 电动帆 改进推力模型 深空探测 轨迹优化
  • 简介:研究了沿轴向飞行粘弹性夹层梁的热弹耦合振动响应.考虑材料变形与传热的相互影响,建立了轴向运动粘弹性夹层梁的热弹耦合振动控制方程;将方程中激励项(温度函数与外激力)拟合为时间的函数,采用伽辽金法得到方程的位移解,并在每一个微小的时间段内采用迭代收敛的数值方法对热传导方程进行求解得到温度场.使用数值方法讨论了轴向飞行运动速度和热载荷持续时间对其振动响应的影响.研究表明:稳定振动时飞行速度对位移影响较大,对温度影响较小;热冲击对振动位移响应有较大影响,并改变振动特性.

  • 标签: 夹层梁 热弹耦合 轴向飞行 Kelvin粘弹模型 横向振动
  • 简介:研究了Lufie广义系统基于状态观测的控制设计问题.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的控制设计方法.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: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:传统航天结构模态试验通常会用来检验结构有限元分析模型,但往往是通过人工调整有限元模型参数来修正模型,分析与试验联系不紧密,影响后续分析结果的精度、研制周期和经费等.为改变航天模态分析及试验现状,文中介绍了模态分析-试验体系工程研制流程在理论上的可行性,并以某缩比舱段为例,基于Virtualab-Nastran软件平台,完整实施模态分析-试验体系过程,包括预试验分析、模态试验、模型修正等过程,紧密联系模态分析、试验,并依据试验结果准确快速修正有限元模型,使分析结果与试验接近,实现精确建模.

  • 标签: 模态分析 模态试验 模型修正 有限元
  • 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: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:非线性输出频率响应函数是由Voherra级数发展而来的一个新概念.对一类具有反对称阻尼特性的隔振,通过该概念推导出了振动传递性与系统非线性参数之间的显式解析关系;进而系统地研究了非线性阻尼参数对隔振的力传递性能和位移传递性能的影响.研究结果表明,虽然非线性隔振在受正弦信号激励下会出现高次倍频分量,但对于其传递性能的评估仍可简单地通过系统输入和输出信号的基频分量之间的关系来衡量;另外,反对称非线性阻尼能够有效地抑制隔振在共振区的力传递性和位移传递性,而在非共振区则基本无抑制效果.研究结果对于具有反对称阻尼特性的隔振的分析与设计具有重要意义.

  • 标签: 非线性振动 VOLTERRA级数 非线性阻尼 隔振器
  • 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:结构模态参数的测试是进一步进行结构动力响应计算、结构损伤检测等的重要基础.在线结构的模态参数的测试通常采用环境激励来进行.在采用环境激励的结构动力特性测试中,传感的布置直接影响测试的结果.采用有限带宽白噪声激励模拟环境激励研究传感的布置对结构模态参数测试的影响.实验结果表明传感的不同布置影响结构动力参数的测试结果,优化布置传感可以提高结构模态参数的测试精度.

  • 标签: 优化布置 参数测试 传感器 结构模态参数 动力响应计算 动力特性测试
  • 简介:研究了一种基于LQG自校正的机翼颤振主动抑制设计方法.以带有后缘控制面的柔性机翼为研究对象,采用在线辨识来获取系统的时变参数,利用Kalman滤波器重构状态,通过求解离散时间代数Riccati方程得出机翼颤振主动控制律.在Simulink仿真平台上实现了上述方法,仿真结果表明,该控制能够有效抑制机翼颤振的发生并具有一定的鲁棒性.

  • 标签: LQG自校正 参数辨识 颤振主动抑制
  • 简介:本文研究了采用时滞动力吸振抑制扭转振动系统的振动问题.采用稳定性切换方法分析了时滞动力吸振及其扭转振动系统的稳定性问题,分别得到了时滞动力吸振和扭转振动系统的时滞稳定和不稳定区域.结果表明,当时滞调节到动力吸振的临界稳定值时,主振动系统的振动可以完全消除.当时滞在小于时滞动力吸振的临界稳定范围进行调节时,可以将主振动系统的振动部分消除;并且时滞越大时滞动力吸振的减振能力越强.当时滞调节超过扭转振动系统的临界稳定值时,系统处于不稳定状态,将导致结构破坏.数值模拟也证实了解析结果的正确性.

  • 标签: 扭转振动 时滞动力吸振器 稳定性切换 反馈控制
  • 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