结构振动系统建模与控制的仿真研究

根据建筑结构的机械运动学原理,建立了其带有参数摄动的状态空间模型.在此基础上,给出了基于极点配置的鲁棒主动控制算法,它不仅可以满足结构控制系统的动态性能,而且对系统参数摄动具有较强的鲁棒性.在ElCentro地震波作用下,采用该控制方法对一个单自由度建筑结构进行仿真研究,证明了这种控制方法的有效性和较强的对参数摄动鲁棒性.     

直升机结构振动频域主动控制的时域仿真

降低直升机的振动水平一直是直升机研制过程中最为关键的技术问题之一.研究直升机结构振动主动控制的频域控制算法和流程,并基于某型直升机空测数据与其控制通道频响函数实测数据,进行从时域到频域再返回时城的振动控制全过程的仿真,探讨与比较在线系统参数识别的两种方法(最小均方法和卡尔曼滤波法)、频域法的时城控制中重要参数的设置等,得出有价值的结论,为真实工程应用中方法的选择提供参考和依据.     

卫星太阳能帆板振动的分散应变控制仿真研究

在对某型卫星太阳能帆板动力学特性研究的基础上,采用应变片作传感元件、压电陶瓷作控制元件,将大系统分散控制理论与结构振动理论相结合,进行了太阳能帆板振动的分散应变控制仿真研究。研究结果表明该方法是有效的、可行的,并且易于实现。该项研究为解决航天器柔性外伸结构的振动控制问题提供了一个有效的技术途径,对工程实际具有一定的指导意义和应用价值。     

结构振动系统的分散化应变控制

针对一类航天器结构振动控制问题,提出了为适应空间地传感器、控制器特殊要求的应变控制方法。考虑到航天器所携带的计算机硬件资源有限。本文研究了大系统分散控制理论在结构振动应变控制中的应用。建立了结构振动控制分散子系统,设计了分散控制策略,并进行了计算机数值仿真。结果表明方法是有效的。     

基于LQG/LTR方法的结构振动AMD控制Benchmark模型仿真分析

LQG/LTR方法是基于回路传输恢复技术的LQG方法的简称,该方法是为了克服一般的LQG方法稳定裕量低发展而来,该控制方法的优越性已在土木工程结构振动控制领域得到了初步体现,文中主要是结合AMD控制Benchmark模型,对该控制方法在传感器正常工作时和几种失效情况下的控制效果进行仿真分析,仿真结果表明该控制方法具有很好的控制效果并同时兼具较好的稳定性和鲁棒性。     

基于特征结构配置的结构主动控制及仿真

考虑了具有最优控制的结构主动控制问题,目的是在系统满足闭环特性的前提下,设计状态反馈控制器使得系统性能泛函极小化。利用特征结构配置方法提供的自由度,给出了性能泛函的显示参数化表示,从而该问题转化为带有约束条件的优化问题,参与优化的变量仅为一组参量。并给出了求解该优化问题的算法,该算法直接基于结构系统矩阵,故其简单性为工程应用提供方便。地震作用下对三层剪切结构建筑模型进行仿真分析,结果表明所提结构主动控制方法的有效性。     

颗粒阻尼减振器对板扭转振动减振的仿真研究

利用离散元—有限元耦合的仿真算法,研究了分布式颗粒阻尼方法对板扭转振动的影响。首先建立板结构的有限元模型,并进行板振动的有限元计算,得到振动的数据文件,接着将数据文件导入离散元计算方法,再将计算结果带回到有限元软件中,通过循环迭代的耦合算法,对带有纵向布置颗粒阻尼器的板进行了振动仿真。结果显示,板的第三阶扭转振动的固有频率由526Hz降至498Hz,下降了约5.3%;对应的模态阻尼比由0.06上升至0.083,提升了约42.2%。     

基于自适应变结构控制的机器人系统仿真研究

针对机器人系统的参数与非参数不确定性，提出一种新颖的控制策略。将自适应滑模变结构理论应用于机器人轨线跟踪控制，鲁棒增益自适应调整，Lyapunov直接法分析证明系统可实现全局渐近稳定。在保持渐近稳定性的前提下，引入平滑饱和函数，有效改善控制的暂态品质和震颤现象。仿真结果表明系统估计参数收敛，并有较高的鲁棒性和精确性。     

全地形四轮车结构振动特性实验与仿真

全地形四轮车(ATV)车架挂发动机的结构动态特性好坏很大程度上决定其整车振动舒适性,但目前没有一种简单、有效且通用的ATV车架挂发动机有限元建模方法。通过对多款ATV结构动态特性的计算和实验分析,提出了分析ATV车架挂发动机结构动态特性的一种简单且具有通用性的有限元建模方法——把发动机简化为具有质量和转动惯量的0维质量单元,在车架上发动机的悬挂位置创建多点约束单元,然后通过MSC.Nastran中的beam单元将多点约束单元与集中质量单元连接起来,以模拟车架与发动机的连接方式。考虑到试验测量发动机惯性参数时受其内部运动部件及机油量等的影响,分析了发动机转动惯量在实测数据的基础上同时减少和增加5%时,对所提出的有限元建模方法分析车架挂发动机动态特性的影响。结果表明所提出的建模方法仍然可以保证对车架挂发动机结构动特性的分析在工程参考误差范围内。该建模方法对于ATV的设计和开发具有简易性和通用性,可在产品设计和改型阶段就能了解车架挂发动机的结构振动特性,提高了产品的开发能力,节约了大量的时间和成本。     

基于遗传算法的特征结构配置及其在导弹控制中的应用仿真研究

本文研究采用遗传算法求解线性多变量系统在输出反馈作用下的特征结构配置及其在导弹控制系统中的应用问题。遗传算法是一种基于自然选择和群体遗传学机理的参数搜索方法。采用遗传算法求解特征结构配置问题，具有适用广泛和计算稳定等特性。对导弹控制系统的仿真结果表明，这种方法是有效的。     

微型足球机器人伺服控制实时仿真系统研究

基于dSPACE实时仿真技术,应用MATLAB/Simulink的系统建模方法和dSPACE系统的软硬件环境,设计开发了微型足球机器人伺服控制实时仿真系统。将实际受控对象-足球机器人放置在仿真系统回路中进行仿真研究,实时监控系统运行,在线对控制参数进行调整,并对系统的动态性能进行测试,利用测得的实验数据对机器人小车模型进行了辨识,取得了较好的控制效果。仿真结果表明,该系统是一个很好的实验研究平台。     

汽车动力学稳定性控制系统仿真平台研究

搭建了基于Matlab/Simulink/Stateflow的15自由度汽车动力学稳定性控制仿真平台,通过实车实验验证了仿真平台的精确性。应用该平台和β法分析了主动制动横摆力偶矩对汽车动力学稳定性控制(DSC)的作用,研究了基于车身姿态控制和轮胎滑移率控制的DSC主副循环控制算法。通过软、硬件在环仿真与实车实验验证了动力学稳定性控制的效果,为汽车动力学稳定控制系统的研发提供了有效的平台。     

汽车AMT系统的Matlab/Simulink建模与仿真

文中首先建立汽车AMT控制系统的被控对象模型（油门执行器模型、传动系统模型和离合器模型）;其次基于Matlab/Simulink设计系统的控制器模型。系统地建立了汽车AMT控制系统的模型,仿真结果表明所建立的被控对象模型及所设计的控制器的合理性和可行性,从而为产品开发提供了依据。     

基于MATLAB/Simulink机器人鲁棒自适应控制系统仿真研究

介绍了一种在MATLAB/Simulink环境下进行机器人鲁棒自适应控制系统仿真的方法,利用Matlab软件强大的数值运算功能,将系统模型用Matlab语言编写成M-Function(或S-Function)文件,通过User-Defined-Function模块嵌入到Simulink仿真环境中,可以充分发挥Simulink模块实时的动态仿真功能,简化仿真模型的设计,修改和调整。基于M-Function建立机器人系统模型的方法可以推广到其他复杂控制系统的建模,SimMechanics在建立多自由度连杆机器人受控对象仿真模型时,简单可靠。     

实时多任务控制系统的Truetime建模与仿真

实时性是控制系统的普遍要求,多任务是目前分布式控制系统的主流趋势。目前基于嵌入式系统(embeded system)的智能化的控制节点,必须实现合理的任务调度和实时控制。介绍一种基于Matlab/Simulink的Truetime工具箱的实时多任务控制系统的建模仿真方法,并给出了CAN-Ethernet网络平台下的监控系统的仿真分析。     

电动汽车感应电机的时变模型与计算机仿真

电动汽车感应电机运行工况复杂多变，电机模型和参数的精度对整车控制性能影响较大。在对电机参数时变性分析研究的基础上，建立了考虑电机参数时变性的感应电动机动态模型，研究了电机参数的估计方法，给出了电机参数与运行条件之间的匹配关系。利用MATLAB／SIMULINK软件构造了电动汽车感应电机的动态仿真模型，以电动轿车电机为例，给出了仿真结果，验证了所建模型的有效性。     

基于Simulink的车载"动中通"伺服系统的仿真研究

在分析“动中通”伺服系统关键技术即天线稳定与波束跟踪的基础上,引入了实际行车时可能会遇到的阴影问题。给出了一种把天线稳定和波束跟踪相结合的方法,建立了基于Matlab/Simulink的仿真模型,进行了“动中通”伺服系统的仿真研究,并给出了仿真结果。仿真结果表明该方法不仅具有有效性,而且对于误差的修正时间也比较短,还能克服阴影带来的问题,对“动中通”伺服系统的研究设计具有实际意义。     

基于Matlab的双足机器人动力学仿真及仿生控制平台

针对仿生控制的特点,构建了一种Matlab环境下的双足机器人动力学仿真及仿生控制平台。为了充分利用关节自身的被动特性,描述了由非外界约束引起的自由度变化,以及双足机器人在运动相态间的合理切换。同时,考虑到碰撞是机器人运动的固有特性,建立了包括碰撞在内的混合动力学模型,最终实现控制器与机器人、环境的耦合。在此平台上,对设计的仿生控制算法进行了仿真：借助机器人自身运动状态和环境交互信息,协调各个关节的动作时序,实现了低能耗的稳定行走。结果表明,该平台为双足机器人仿生控制及其运动特性分析提供了有效的仿真手段。     

基于dSPACE半实物仿真技术的伺服控制研究与应用

半实物仿真是一种针对实际过程的实时仿真技术,它可将需要的实际受控对象放置在仿真系统回路中进行仿真研究,可对控制参数进行在线调参,改善实际系统的性能。本文介绍了基于dSPACE的半实物仿真技术,利用MATLAB/Simulink的系统建模方法和dSPACE系统的软硬件环境,完成了对足球机器人伺服控制系统的研究与开发,获得了满意的效果。     

基于Internet的系统辨识虚拟实验平台设计

介绍了一种基于Java Applet及Matlab/Simulink技术构建系统辨识虚拟实验平台设计方案.该平台采用B/S模式,在浏览器上运行Java Applet客户端程序构成虚拟实验的操作平台,利用WEB服务器、虚拟实验服务器(VLab)及Matlab/Simulink,共同构成实验信息发布、实验数据传输和实验对象模型辨识三者合一的系统辨识虚拟实验平台.提供了一该设计的具体实例.