Simulation of the piezoelectric high-speed on/off valve

The development trend and unsolved problems of the high-speed valve are given briefly, and the excellent characteristics and some key technologies of the piezoelectric high-speed on/off valve are introduced. An innovative high-speed on/off valve based on piezoelectric actuators is outlined, where the performance of the high frequency and high instant force is employed to kick off the poppet. The micro displacement amplification and temperature dependence of the piezoelectric actuator are solved. Furthermore, the mathematical model of the piezoelectric high-speed on/off valve is built and related simulation results are discussed. The simulation results show that the piezoelectric high-speed on/off valve can be switched by piezoelectric actuators, and the maximal flowrate of 11 L/min, pressure of 20 MPa and frequency of 200 Hz can be gained.     

执行器故障下的LQR完整性容错控制器设计

讨论利用线性二次型（LQR）调节器理论针对执行器故障情形下的容错控制器的设计方法,解决了在给定稳定裕度下,具有执行器容错功能的状态反馈控制器的设计问题,推导并得出设计该类控制器的基本定理、基本原则和计算方法,并采用Matlab语言进行了算法的仿真和验证.     

遗传算法在结构振动控制中的应用

对遗传算法(GA)在建筑结构系统辨识、振动控制算法、结构振动控制作动器优化布置和作动器参数优化等研究方向的应用进行了较全面研究和计算机仿真分析.结果表明,遗传算法是一种高效的搜索计算和优化计算方法,这一算法非常适合处理结构振动控制领域中的诸多复杂优化问题,能够精确地识别复杂结构系统的动态响应,实现结构振动控制系统的优化设置.     

相容指标约束下的线性时滞广义系统容错控制设计

对一类线性不确定时滞广义系统,讨论了H∞指标和区域极点指标相容条件下的容错控制器的设计问题。在更一般、更实际的执行器故障模型下,利用线性矩阵不等式方法,建立了容错控制中两类指标的相容性理论。分析了与H∞指标相容的区域极点指标的取值范围,并在相容指标约束下给出了有效的控制器设计方法。仿真结果表明,该方法是有效的,且更能保证系统的动态性能。     

外骨骼机器人柔性变刚度驱动器设计

关节驱动器是外骨骼机器人的核心组成部分,目前传统的刚性驱动器的缺点是：体积大、能耗多以及无法避免外界冲击。为此该文提出一种全新的柔性变刚度驱动器,其基于弹簧的刚度控制,并对此柔性机构进行了理论验证,结果表明全新的柔性变刚度驱动器很好地解决了传统刚性驱动器的主要缺点。     

气动AMT离合器执行机构的动力学仿真

为分析气动AMT离合器执行机构的动力学性能,在对执行机构系统进行深入分析和研究的前提下,推导并建立了单作用气缸、离合器操纵传动机构的动态数学模型. 通过Matlab/Simulink离线仿真分析了系统的动态特性. 建模过程中考虑了操纵机构的力、位移传递特性,并结合气压驱动的特点对气体运用了等熵模型分析,实车实验结果验证了仿真模型的准确性.      

自适应巡航执行机构在环仿真跟随控制器设计

为解决自适应巡航控制快速原型开发并提高仿真系统精度,建立了包含电子节气门与主动制动等硬件在内的执行机构在环仿真系统. 利用模糊前馈与PI反馈设计了以距离偏差和速度偏差为输入,基于加速度控制的前车跟随控制器,使主车保持安全车距跟随前车车速行驶,利用执行机构在环仿真系统对开发的前车跟随控制器进行了验证. 结果表明仿真系统运行正常,前车跟随控制器可完成对主车的控制,并对主车参数的变化及环境扰动具有一定的抗干扰能力.      

考虑量化误差的模糊网络控制系统H∞容错控制

为保持系统在执行器失效故障时仍具有较高的可靠性以及所期望的动态特性, 针对一类基于T鄄S 模糊模型的非线性不确定时滞网络控制系统(NCSs: Networked Control Systems), 进行了鲁棒H肄容错控制问题研究。在考虑带有量化误差的非理想网络环境下, 应用并行分配补偿(PDC: Parallel Distributed Compensation)算法, 建立闭环系统的全局模糊模型; 通过构造时滞依赖的Lyapunov 函数, 采用Jensen 不等式以及引入自由权矩阵, 得到闭环系统鲁棒H肄容错控制器的存在条件, 并将控制器的设计转化为求解一组线性矩阵不等式的凸优化问题。仿真算例表明了该方法的有效性。     

基于自适应快速终端滑模的航天器容错控制

针对执行机构发生故障时的航天器姿态控制问题,提出了一种基于自适应快速终端滑模的容错控制设计方法。该方法通过选择具有快速终端特性的滑模面,提高航天器容错控制的收敛速率,实现系统有限时间稳定|利用自适应控制方法在线调整控制器参数,消除对故障最小 值信息的依赖。仿真结果表明,与基于普通滑模控制器的容错控制相比,所提出的方法在保证系统鲁棒性和稳定性的同时,三轴姿态角和态角速度收敛时间可分别降低约54.5%和50%,实现快速有效的航天器容错控制。     

主动悬架的直线电机作动器控制系统研究

将直线电机的直接推力控制方法运用于主动悬架控制系统,分别设计了主动悬架最优控制器和直线电机直接推力控制器,两个控制器结合成为主动悬架的电磁作动器控制系统。建立了1/4汽车主动悬架模型,利用Matlab/Simulink进行仿真,结果表明直线电机作动器能根据车身的振动主动输出相应的电磁力,因此直线电机直接推力控制运用于主动悬架控制系统是可行的。