地球观测卫星轮控系统单通道全物理仿真

地球观测卫星姿态控制系统是个复杂的，高精度，长寿命对地三轴稳定，在太阳同步轨道上帆板对太阳定向的系统，执行机构为动量轮，采用偏置方式构成整星零动量，由于卫星控制系统中采用动量轮，因此必须对轮子的摩擦力矩，轮子过零，轮子动量卸载等关键问题，进行深入研究，为了提高轮控系统可靠性，研究其动力学特性，发现问题，将轮子接入控制系统进行气浮台仿真是十分重要的。本文主要叙述地球观测卫星全物理仿真系统组成，系统仿真内容和方法，试验结果。     

喷气/偏置动量轮联合微小卫星三轴稳定控制

针对偏置动量轮加喷气的微小卫星姿态控制方案,给出了LQG和Lyapunov控制的两种三轴稳定控制方法.首先以轨道系为参考建立了卫星、偏置动量轮以及喷气系统模型,在此基础上设计了两种喷气/动量轮联合控制律.仿真结果表明两种控制方法,将动量轮和采用PWM技术的喷气系统进行联合控制,与单独动量轮俯仰控制、喷气进行滚动-偏航控制的传统方法相比较,具有更高的控制精度,并且减少喷气系统的燃料消耗,同时还可以减少动量轮饱和的机会.     

控制系统最速响应鲁棒性设计

为了简化实际中控制系统鲁棒性的设计,提出一种有约束多目标最优化的鲁棒性时域设计方法。该法先对名义值系统进行设计,把自动驾驶仪的上升时间转化为目标函数,将系统超调量、稳态误差等性能指标转化为约束条件,采用有约束最优化方法设计名义值系统的控制器;然后考虑系统的鲁棒性,将参数的波动范围转化为对象族,采用优化方法设计出对象族的控制器,即考虑了系统的鲁棒性,通过仿真证明该算法是可行的。     

基于滑模观测器的偏置动量卫星姿态跟踪控制

针对在偏航姿态测量信息未知时偏置动量卫星姿态跟踪控制,提出了一种新的滑模观测器及其对应的自适应滑模控制器设计方法。基于滚动轴和俯仰轴信息,设计了一种经过平滑的滑模观测器,抑制高频抖震的同时提高状态估计的鲁棒性;设计的比例积分滑模面,能实现积分滑模控制,抑制稳态误差,优化滑模的全程鲁棒性,并采用自适应方法,对不确定参数进行在线更新,补偿不确定参数的影响。数值仿真结果表明,相对于龙伯格观测器,该方法能提高偏航姿态信息估计精度,在保证系统鲁棒性的同时,滚动和偏航轴姿态跟踪精度分别提高约50%。     

星体剩磁矩对姿控系统影响的仿真研究

低轨道长寿命三轴稳定卫星采用动量轮提供其姿态控制力矩，利用磁力矩器对动量轮进行饱和卸载，本文通过建立整星动力学、运动学、动量轮控制系统和近地空间磁场模型。进行仿真运行，研究整星剩磁矩与近地空间磁场相互作用及其对动量轮姿态控制系统的影响。     

基于分层遗传算法的模糊控制器在线优化设计

针对模糊控制器的优化问题,提出了一种基于改进的分层遗传算法在线优化设计方法。该算法在分层遗传算法的基础上修改了信息交换方式,采用自适应交叉算子和变异算子,并改进了变异算子的变异方式,使其能在现有最优解基础上进行更精确的局部搜索,提高了搜索速度和精度;同时,使用了具有约束的时间与绝对误差乘积积分(ITAE)型性能指标函数,能够对系统的稳态误差、超调量和上升时间进行有侧重的优化;并结合最小二乘参数在线辨识技术,实现了时滞时变系统模糊控制器的参数和结构在线同步快速优化。仿真实验证明了该方法的有效性。     

一种分布式卫星系统基线优化设计方法

分布式卫星星座系统的地面运动目标指示(ground moving target indicator, GMTI)性能取决于输出信杂噪比(signal-to-clutter-plus-noise ratio, SCNR)、定位误差及其他参数。提出了一种新的分布式卫星系统最优基线设计方法。在理想杂波假设下分析了不同速度运动目标的输出SCNR,然后推导了定位误差的表达式。考虑到输出SCNR和定位误差都是沿航向基线的函数，可利用长短基线结合的方法来提高GMTI性能，进而提出一种同时考虑速度响应和定位误差的最优基线搜索方法。此外，详细讨论了基线误差的影响，以确定所提出的方法的GMTI性能是否受到基线误差的影响。最后，通过仿真结果验证了该方法的有效性。     

小卫星模型独立大角度姿态机动半实物仿真

提出了仅用反作用轮的小卫星姿态大角度机动控制算法，针对反作用轮输出力矩受限和速率饱和的为束，采用递阶饱和思想使星体沿欧拉轴逐步逼近目标位置．文中设计的快速机动控制器，无需知道系统精确模型，即可实现卫星任意时刻的姿态捕获和机动控制，并采用dSPACE实时仿真系统、反作用飞轮实物、先纤陀螺实物和星载机，在单轴气浮台上进行了半实物仿真验证．仿真结果表明，在系统模型不确定时，设计的控制算法能够实现快速姿态机动任务，有良好的鲁棒性。     

含非线性输入的非线性系统自适应模糊控制

讨论一类含非线性输入的非线性系统的自适应模糊控制问题。首先运用隐函数存在定理证明系统的理想控制器的存在性,利用I型模糊逻辑系统对该理想控制器进行在线逼近,提出了一种具有监督器的自适应模糊滑模控制器设计的新方案。该方案通过直接自适应模糊控制器与监督控制器的适当切换,保证了闭环系统的稳定性,由此确定出建模的有界区域,而且通过引入最优逼近误差的自适应补偿项,保证跟踪误差收敛到零。仿真结果表明了该方法的有效性。     

永磁同步电机位置跟踪控制器及Backstepping方法建模

针对永磁同步电机(PMSM)绕组相电流和转速强耦合特性，基于backstepping方法设计了高性能的位置跟踪控制器，并建立了采用该控制器的PMSM伺服系统仿真模型。仿真结果表明，用backstepping方法设计的PMSM控制系统可以获得很好的跟踪效果，并且其滤波跟踪误差迅速以指数特性收敛到零，具有很好的位置伺服控制特性。     

Zero phase error control based on neural compensation for flight simulator servo system

1. INTRODUCTION In high precision tracking applications of mechanical systems, feedforward controllers are often used to enhance tracking performance, and they are generally prefilter for the desired trajectory to compensate for the dynamic lag of the closed loop and to extend the tracking bandwidth. Because of the rapid growth of computer technology, digital motion control system has become more and more popular, and feedforward controller design in discrete time domain attracts much atte…     

旅客机座舱湿度动态特性及控制策略研究

旅客机高空巡航时,座舱内相对湿度很低。为研究飞行过程中旅客机座舱湿度的动态特性,通过合理的分析与简化,应用集总参数法建立了座舱湿度的动态特性模型,给出了加湿系统调节阀的数学模型,并根据模型对整个飞行过程中座舱湿度的动态特性和加湿系统的控制策略进行了仿真研究。仿真结果表明:巡航过程中,旅客机座舱相对湿度低于美国采暖、制冷与工程师协会所规定的最低舒适标准20%～30%,需对座舱进行加湿;采用模糊控制策略的加湿系统具有稳定、超调小的特点,优于传统的PID控制策略,能很好地满足旅客机座舱加湿的要求。     

混沌系统基于T-S模糊模型的控制方法

将模糊控制技术应用于混沌控制中，可以克服反馈线性化等传统方法对参数完全精确已知的限制；用T-S模糊系统来逼近非线性系统，它的IF-THEN规则后件由线性状态空间子系统构成，进而可以应用模糊系统的控制理论求得模糊控制器，用此非线性控制器来控制非线性系统，以求良好的控制效果；模糊规则后件部分以局部线性方程形式给出的T-S模糊模型可以通过调整相关参数很好地逼近混沌系统，基于该模型采用平行分散补偿技术设计出具有相同规则数目的模糊控制器，控制器所有参数可以通过求解一组线性矩阵不等式一次性得到。仿真结果验证了该方法的有效性。     

增益符号未知的鲁棒自适应模糊控制

针对一类具有函数控制增益符号未知的不确定非线性系统,根据滑模控制原理和模糊系统的逼近能力,提出了一种自适应模糊控制器设计新方案。该方案利用Nussbaum函数的性质,取消了常用的函数控制增益符号已知这一条件。并通过引入最优逼近误差的自适应补偿项来消除建模误差和参数估计误差的影响。理论分析证明了闭环系统的有界性和跟踪误差收敛到零。仿真结果表明了该方法的有效性。     

不确定非线性系统的自适应输出机动控制

针对不可控不可稳定线性化的非线性系统,研究了鲁棒自适应输出机动控制问题。在未知时变参数的界未知的情况下,利用增加幂积分技术和鲁棒递推设计方法,构造了光滑自适应机动控制器。该控制器不仅能使闭环系统的输出以任意小的跟踪误差跟踪理想的参考路径,而且沿该路径还满足一定的动态任务,即可以使跟踪速度以任意小的误差跟踪预先给定的理想速度。仿真结果表明了该方法的有效性。     

直接鲁棒自适应模糊控制

针对一类不确定非线性系统 ,基于监督控制方案并利用第二类模糊系统的逼近能力 ,提出了一种直接鲁棒自适应模糊控制器设计的新方案。该方案通过引入最优逼近误差的自适应补偿项来消除建模误差的影响 ,从而在稳定性分析中取消了要求逼近误差平方可积或逼近误差的上确界已知的条件。理论分析证明了闭环控制系统是全局稳定的 ,跟踪误差收敛到零。仿真结果表明了该方法的有效性。     

Robust decentralized adaptive output feedback fuzzy controller design and application to AHS

A novel decentralized indirect adaptive output feedback fuzzy controller is developed for a class of large-scale uncertain nonlinear systems using error filtering. By the properly filtering of the observation error dynamics, the strictly positive-real condition is guaranteed to hold such that the proposed output feedback and adaptation mechanisms are practicable in practice owing to the fact that its implementation does not require the observation error vector itself any more, which corrects the impracticable schemes in the previous literature involved. The presented control algorithm can ensure that all the signals of the closed-loop large-scale system keep uniformly ultimately bounded and that the tracking error converges to zero asymptotically. The decentralized output feedback fuzzy controller can be applied to address the longitudinal control problem of a string of vehicles within an automated highway system (AHS) and the effectiveness of the design procedure is supported by simulation results.     

基于GA的非线性电机自适应模糊滑模控制器设计

提出一种基于GA的自适应模糊积分型滑模控制策略,并将其用于具有非线性动态摩擦力的单轴运动控制系统中.控制器由自适应模糊控制项和补偿控制项组成,自适应模糊控制项用来逼近理想滑模控制律,补偿控制项用来补偿逼近偏差,利用李亚普诺夫稳定性理论推导出模糊规则和补偿控制项中逼近偏差边界在线自适应律,采用遗传算法优化自适应律中参数.仿真和实验结果表明了该控制策略的有效性.