不确定系统的输出变结构控制

本文对一类不确定系统给出一新的输出变结构控制设计方法，所给控制适用范围广，且所需限制条件少，仿真结果表明所提方案是有效的。     

基于模糊PID控制的飞艇压力调节系统设计

针对飞艇压力调节系统多参数、非线型的特点,采用模糊原理和PID控制方法,设计了一套基于模糊自适应PID控制的压力调节系统,解决了采用常规PID控制时,飞艇压力响应时间过长、调节精度不高的问题。结果表明:模糊自适应PID控制将模糊控制原理与常规的PID算法相结合,实现了对PID参数的自适应调整,有效的调节气囊内外压差,保持气囊的气动外形,从而控制飞艇的浮力和飞行高度,并且使压力调节系统响应速度加快,超调量减小,过渡过程大大缩短,振荡次数少,压力调节精度提高。该方法对提高飞艇高度控制精度具有一定的参考价值和指导意义。     

基于电动控制平流层飞艇排气阀设计与研究

排气阀是平流层飞艇压力调节控制系统的核心部件,其性能直接影响飞艇的安全运行。针对传统排气阀灵活性差以及控制精度不高等缺点,提出一种基于电动控制的平流层飞艇排气阀新方案。介绍了阀门的设计要求、结构特点以及控制原理。运用流体力学基本原理并结合地面测试试验,分析了排气阀的实际流量系数,获得了排气阀的精确流量。通过平流层飞艇飞行试验验证了新方案的可行性,结果表明,采用该方案的排气阀能够满足平流层飞艇飞行要求,为飞艇长时间飞行和压力调节提供了技术支持。     

6-DOF并联机器人分散变结构控制研究

针对6-DOF并联机器人的非线性和强耦合特性，首先将机器人模型化为正则型，然后对每个子系统设计了变结构控制器，即构成分散变结构控制系统。该控制器实现了对系统的镇定和解耦。仿真结果证明了控制器的有效性。     

飞艇升空过程超压控制可视化仿真

基于Vega与Creator平台研究了飞艇升空过程中飞艇超压控制的三维可视化仿真技术,建立了飞艇升空过程的数学模型与适合研究飞艇升空过程中超压控制的大气模型,并在Creator平台上开发了飞艇的实体模型.基于所建立的数学模型和实体模型,在VC6.0环境下完成了飞艇升空过程超压控制可视化仿真系统,给出了可视化的仿真结果.通过仿真试验分析,结果表明数学模型可行,在设置的超压控制策略下飞艇对环境有一定的自适应能力,能够比较平稳地升到所设定的高度.     

基于自适应Backstepping方法的无人飞艇纵向受限控制

针对无人飞艇受扰纵向运动难以控制的特点,提出了一种基于自适应Backstepping方法的鲁棒受限控制方法.首先对于飞艇模型中的外部时变干扰,采用参数自适应方法进行有效的处理.然后在无人飞艇飞行控制器设计时,明确考虑到非对称输入饱和限制的影响.引入一个辅助分析系统,对无人飞艇输入限制的影响进行有效分析.同时将辅助分析系...     

飞艇森林巡防轨迹跟踪的滑模控制

为实现无人飞艇在森林巡防时的轨迹跟踪控制, 针对飞艇飞行运动的非线性、 耦合等特点, 提出一种滑模控制方法。基于牛顿第二定律等定理推导飞艇巡防飞行的精确数学模型, 并通过选取状态向量和控制向量, 将其数学模型描述为非线性控制系统。通过泰勒级数展开将非线性系统简化为线性系统, 并设计滑模控制律, 同时采用饱和函数的方法抑制了滑模控制中的抖振问题。基于Lyapunov稳定性理论证明了所设计控制系统的稳定性。仿真结果表明, 该方法的轨迹跟踪效果较为理想, 可实现无人飞艇对期望轨迹的精确跟踪。     

基于Gauss伪谱法的平流层飞艇上升段航迹规划

引入净浮力计算方法,完善了平流层飞艇航迹规划问题的数学模型,并通过对其飞行过程的分析,得出了模型的目标函数和约束条件.基于Gauss伪谱法对时间最少和能量最省2种情况下的平流层飞艇上升段航迹进行了规划.仿真结果表明,飞艇的最短上升时间为2 913.6 s, 在时间允许的情况下飞艇可以实现零耗能升空.仿真结果可为平流层飞艇的总体设计提供有益参考.     

基于BP神经网络的多变量解耦控制研究

针对多输入、多输出耦合对象，研究基于BP神经网络的解耦控制，提出采用训练好的神经网络解耦器和神经网络调节器结合，对系统进行解耦控制的方法。通过对2输入2输出耦合对象进行计算机仿真结果表明，解耦控制效果很好。     

测控技术在火灾监测飞艇姿态控制系统中的应用

利用数字电子罗盘、单片机及专用芯片组成了监测飞艇姿态稳定控制系统。飞艇在高空中受外界因素的影响下所发生的航向、俯仰及倾斜角的变化信息,通过数字电子罗盘的检测输送给单片机。单片机再根据数字电子罗盘的检测信息及反馈信息控制安装在飞艇两翼的伺服电机工作,保证飞艇在高空的姿态稳定,提高监测地理位置的准确性。     

基于合成射流的高空飞艇分离流控制

采用数值模拟方法研究了基于合成射流技术的高空飞艇流动控制方法。将合成射流装置安放在飞艇表面,靠近分离线处,并沿分离线布置,通过合成射流口吹吸空气产生涡流,并将其注入边界层内来达到延缓流动分离,进而达到减阻和大迎角阵风减缓的目的。研究首先利用对原始飞艇进行仿真,找到分离线的位置,进而研究了合成射流口出射速度幅值不同时飞艇阻力系数的变化,并以此来分析合成射流的流动控制效果。结果表明,射流口吹吸速度幅值越大,时均减阻效果越好,但射流的能量消耗也越大,气动力的脉动幅值也大。在扣除合成射流本身的能量消耗影响以后,最优的时均控制效果发生在迎角30°左右。研究结果显示,合成射流可以用来降低飞艇小迎角下的巡航阻力,也可以用来控制大迎角情况下的瞬态气动力,从而作为阵风减缓措施。     

高空飞艇高度控制系统设计及仿真

高空飞艇在上升和下降阶段时单独的空气舵控制或副气囊充放气操纵都难以实现飞艇的快速爬升和悬停的要求。针对高空飞艇纵的控制操纵特点,提出了采用副气囊充放气和空气舵组合控制的高空飞艇高度控制方案。当时高度存在大误差时,采用副气囊和空气舵组合控制改变飞艇的姿态实现快速爬升或下降;当接近悬停高度时,主要采用副气囊充放气进行高度调整,从而实现高度的大范围控制。首先完成了采用组合控制的高空飞艇动力学建模;然后,基于最优控制对高空飞艇纵向高度控制系统进行了设计;最后给出了高空飞艇高度控制系统的仿真验证。结果表明所提出的高空飞艇组合控制方案是可行的。     

并联机器人轨迹跟踪积分变结构控制的研究

根据并联机器人控制的特点，将积分变结构控制理论应用于半联机器人的轨迹跟踪，同时引入了趋近律。给出了积分变结构控制规律。仿真表明，该方法对并联机器人轨迹跟踪具有很好的控制效果。     

基于MATLAB的变结构模型跟踪控制系统研究

广泛应用的直流调速系统采用传统PID控制 ,往往在负载、模型参数大范围变化时 ,难以达到令人满意的控制效果 因而以直流调速系统为对象 ,设计了一种变结构模型跟踪控制器 ,基于MATLAB/SIMULINK建立了动态仿真模型 ,并着重分析了对象参数变化、负载变化、控制参数选择等对系统性能的影响 仿真及分析结果表明 :采用数字控制的变结构模型跟踪控制系统 ,对对象参数变化及负载变化不敏感 ,具有较高的鲁棒性 ;非自衡对象负载变化后 ,系统存在微小的静差 ;控制参数的选择对变结构系统的性能影响很大     

基于自抗扰的高超再入飞行器轨迹线性化控制技术

在高超再入飞行器运动模型的基础上,全面分析了全弹道3通道间的运动学耦合、惯性耦合、气动耦合和控制耦合.针对该强耦合系统的姿态跟踪问题,基于时标分离和奇异摄动原理,分别在姿态环慢回路和快回路设计了基于自抗扰的轨迹线性化控制器.结合控制器的设计过程,从前馈、反馈、干扰观测与补偿等角度全面分析了自抗扰轨迹线性化控制方法的通道解耦机理.仿真结果验证了解耦机理分析的正确性,表明自抗扰轨迹线性化方法具有很好的解耦效果,适合用于强耦合系统的控制器设计.      

基于多源导航信息的三维辅助导航仿真系统

【目的】为模拟仿真海上航行可能遇到的各种天气状况,开发一款基于多源导航信息的三维辅助导航仿真系统。【方法】在接受电子海图的数据基础上,利用OsgOcean类库对图形生成迅速以及对硬件的依赖性较低的特点,设计效果逼真的三维海景,真实再现海风、海浪等常见的天气状况;利用OpenSenceGraph(OSG)粒子对场景的渲染效果,模拟现实情形;利用碰撞检测算法,提前预估碰撞的状况,避免碰撞,构建起较真实的驾驶场景。【结果】仿真实验表明,设计的原型系统能消除驾驶员对真实驾驶环境的依赖,不受天气限制,驾驶员可以随时进行模拟驾驶。【结论】仿真系统实现了三维模拟仿真的基本功能,能够提供简便、直观的船舶模拟驾驶。     

甲板上牵引车-直升机系统的稳定性控制

探讨了甲板上牵引车牵引直升机行驶时,通过主动控制牵引车后轮转向角来提高直升机牵引系统操纵稳定性的基本原理.考虑船体横摇、纵摇和垂荡3个自由度的耦合运动对牵引系统产生的惯性力,建立了包含转向子系统模型在内的3自由度时变、非线性牵引车 直升机系统动力学模型.针对直升机参数和海洋环境的不确定性,结合转向子系统特性,应用扩展后的反演变结构控制方法设计了牵引车后轮主动转向+前轮补偿转向控制器.仿真结果表明,变结构控制器在有效控制牵引车和直升机之间相对横摆角速度的同时,很好地跟随了理想模型,增强了牵引系统的操作性;并且控制系统能够很好地克服参数摄动和不确定的外界干扰对系统稳定性的影响.     

广义电机系统变结构控制设计与稳定性分析

本文讨论广义电机系统的输出变结构控制,在分析系统稳定性的基础上,给出了在不同情况下电机驱动变结构控制设计方法,使广义电机系统在最小范数意义下稳定的基础上具有不同性能要求。