辨识智能作动器中迟滞非线性的两种方法

智能化是当今世界的发展趋势。智能材料结构作为研究热点之一,应用于航空、航天、生物及医药等诸多领域。智能作动器与智能传感器是智能材料结构的两个主要研究方向。迟滞现象是存在于大量智能材料中的非线性现象,对整个控制系统可能带来不良影响,如稳定性的恶化甚至丧失等。Preisach模型常用于智能材料中针对迟滞现象的建模。基于一阶滞回曲线获得智能作动器的输入输出数据,从理论上研究了经典Preisach模型两种工程上易实现的辨识方法,并应用到一种真实的智能作动器——WIDS-IA压电型作动器,仿真与实验结果表明,两种辨识方法均有效,且误差在同一数量级。为广泛存在迟滞非线性的智能作动器建模提供了理论依据,并具有工程实用价值。     

飞行模拟器六自由度运动系统的关键技术及研究现状

作为飞行模拟器载体的并联六自由度运动系统是飞行模拟器非常重要的组成部分。其本质是由数字计算机实时控制并能提供俯仰、滚转、偏航、升降、纵向和侧向平移的六自由度瞬时过载仿真设备。本文从研制者的角度出发，评述了研制高性能飞行模拟器六自由度运动系统所需的关键技术及其国内外的研究进展。结合样机设计与制造的实践经验，提出亟需解决的若干理论与技术问题，以及解决这些问题的可行途径。     

振动控制系统中致动器配置方法的理论研究

该文从致动器配置受振动系统的固有特性支配，而不受系统初始条件和控制规律的支配的观战利用模态分析法和动态灵敏度分析，提出了基于模态控制的致动器配置方法。     

磁放大器原理及执行器故障分析

论述了磁放大器的工作原理和特点 ,介绍了磁放大器在执行器中的应用 ,对执行器的两种常见故障作了分析     

基于降维观测器与多胞体方法的执行器故障检测

针对具有执行器故障且状态方程和输出方程同时受到外部扰动影响的离散系统,研究了降维观测器设计方法和基于多胞体理论的区间估计方法,并在此基础上提出了基于区间估计的执行器故障检测方法。首先,通过适当的状态等价变换,将原系统分解成2个降维子系统,使得一个子系统可以直接解耦干扰。然后,在无执行器故障发生的前提下,基于对干扰解耦的子系统,提出了一种降维观测器设计方法,实现了原系统状态的渐近收敛估计。其次,针对具有干扰的子系统,设计了Luenberger型观测器,并结合多胞体理论,提出了一种对可测输出的区间估计方法。之后,基于可测输出的区间估计,提出了一种残差的构造方法,以此提出了一种执行器故障检测新方法。最后,给出了仿真设计和分析,验证了方法的有效性。     

一种磁流变弹性体执行器的联合优化方法研究

磁流变弹性体（magnetorheological elastomer, MRE）执行器作为智能减振应用系统的核心元件,其结构的优化是决定执行器性能上限及系统控制成效的关键。针对目前MRE执行器优化方法及理论研究欠缺的问题,文中面向一款横向隔振的MRE执行器,基于其机械结构和有效磁路,以优越磁控性能、低功耗和快速响应时间为优化目标,提出了一种新的MRE执行器联合参数优化方法。首先,基于MATLAB和COMSOL的联合仿真,将遗传优化算法和电磁有限元分析方法进行有效结合,实现对MRE执行器的优化编程;其次,完成对器件的全局尺寸结构优化设计,使得器件具备优越磁控性能（526.21 mT）、低功耗（44.05 W）及快速响应（5.43 ms）;最后,通过搭建测试系统对优化后装配的MRE执行器进行测试和评估,验证了文中优化方法的可行性和有效性。提出的联合优化方法不仅适用于MRE执行器结构,还可为多领域减/隔振应用的共性MRE器件优化设计提供理论参考。     

一类不确定时滞系统的鲁棒可靠控制

研究了在执行器发生故障的情形下,具有状态时滞的一类不确定系统的时滞依赖型鲁棒可靠镇定控制器的设计问题.基于二次可靠镇定的定义,通过构造双积分型Lyapunov函数,得出了系统鲁棒可靠镇定的充分条件,该方法减弱了控制器设计的保守性.最后通过仿真实例验证了所提方法的正确性和有效性.     

压印光刻中高精度莫尔对准方法的研究

针对分步压印光刻工艺中多层套刻的高精度对准问题,提出一种应用斜纹结构光栅副实现x、y、θ三自由度自动对准的方法.光栅副分为4个区域,应用光电转换器阵列检测光栅副相对移动所引起的莫尔信号变化,通过电路系统处理可同时得到在平面x、y、θ三自由度的对准信号.驱动环节采用直线电机和压电驱动器作为宏微两级驱动,其分辨率分别为0.2μm和0.1nm,在激光干涉仪全程监测下,与控制系统一起构成闭环系统实现自动对准定位.实验结果表明,在多层压印光刻工艺中,实现了压印工作台步进精度小于10nm的高精度定位要求,使整个对准系统的套刻精度小于30nm.因此,应用这种莫尔对准方法可以获得较高的对准精度,同时能够满足压印100nm特征尺寸套刻精度的要求.     

带有不确定性的扇形区域极点配置可靠控制

利用LMI给出了带有不确定性扇形区域极点配置的可靠控制器存在的充分条件.研究成果应用在CH-47双旋翼直升机模型上,不仅验证所提出方法的可行性;而且比较了带有不确定性扇形区域极点配置标准控制器和带有不确定性可靠控制器的控制效果.     

航空发动机智能容错数字控制

研究航空发动机智能容错控制方案，使控制系统在传感器故障时正常工作，执行机构故障时安全工作．在自联想网络的特征提取以及过滤噪声和故障能力的基础上，提出自联想网络的最优估计、轴向故障征兆和三级阈值的综合逻辑以区分软故障和发动机性能蜕化、安装制造公差等引起的不确定性．仿真结果表明，这种方法不需要发动机数学模型，对不确定性鲁棒性好．