回转式起重机载荷摆动模型及误差分析

本文针对回转式起重机载荷运动及摆动的特点,建立了极坐标系和非惯性笛卡儿坐标系,根据拉格朗日方程建立起重机在同时进行变幅、回转和起升运动的工况下载荷摆动的非线性模型和线性化模型,对于模型线性化过程中存在的误差进行了定量分析,揭示了动力学参数对载荷摆动频率、最大摆角和摆动中心线倾斜量的影响规律,从而更精确描述系统的动力学特性,为实现起重机消摆控制提供了理论依据。     

近似极不灵敏输入整形器设计原理及工程应用

将参数变化范围作为先验知识,以输入整形器的幅频特性为目标函数,用多项式近似的方法简化目标函数,在系统参数变化范围内,令幅频特性各峰值相等,基于优化理论确定零点频率,计算脉冲序列的幅值和时间,设计出近似极不灵敏输入整形器。这一设计方法推导过程简单,明确给出零点频率。在参数变化范围内能有效消除柔性系统的残留振荡,因此有更强的鲁棒性。将这一控制技术用于桥式起重机实验系统中,可以有效抑制载荷的残留摆动。     

起竖系统建模及动态面自适应滑模控制

针对起竖系统存在非线性特性、参数不确定性以及环境干扰等问题,在起竖系统的起竖控制过程中,提出了一种动态面自适应滑模的控制策略。建立了起竖系统的非线性数学模型,在滑模控制器设计中,引入动态面控制,利用一阶积分滤波器来计算虚拟控制项的导数,使控制器设计简单,加入自适应控制算法,实现对不确定参数的在线估计,消除系统的不确定性,并给出了控制律和自适应律。仿真结果表明,与比例积分微分控制和一般滑模控制相比,所提控制方法有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能,提高了起竖过程的稳定性。     

基于卡尔曼滤波的高超声速飞行器控制器设计

针对纵向模态和横航向模态都不稳定的一种通用的高超声速飞行器,建立了三维紊流及紊流梯度下的高超声速飞行器全状态线性化的动力学模型。在考虑三维紊流和紊流梯度干扰和系统测量噪声条件下,提出了一种基于离散卡尔曼滤波的全状态H∞反馈增稳控制器。该方法通过卡尔曼滤波器将状态估计值作为反馈量传递给H∞控制器,能保证存在三维大气紊流干扰,系统测量噪声和飞行条件变化所引起的系统参数矩阵摄动时的鲁棒性。仿真结果表明,不管是针对标称模型还是参数摄动后的模型,基于卡尔曼滤波器的H∞反馈增稳控制器能有效抑制外界干扰和系统自身参数摄动,说明该方法具有较强的鲁棒性。     

漂浮基空间机械臂基于速度滤波器的鲁棒控制

讨论了载体位置不受控、姿态受控情况下,自由漂浮空间机械臂基于速度滤波器的姿态、关节协调运动鲁棒跟踪控制问题。系统动力学分析的结果表明,结合系统总质心定义得到的系统动力学方程为系统惯性参数的线性函数,而由动力学方程得到的控制方程系数也可以表示为一组适当选择的惯性参数的线性函数。以此为基础,针对末端抓取载荷未知及仅有精确姿态、关节位置反馈的情况下,利用速度滤波器生成关节空间的伪速度,设计了基于伪速度的关节轨迹鲁棒跟踪控制方案。该控制方案的显著优点为不需要测量、反馈漂浮基的位置、移动速度、移动加速度和载体姿态及各关节铰的转动速度、转动加速度。系统的数值仿真,证实了方法的有效性。     

多模型高精度组合导航算法研究

针对复杂操作环境所引起的INS/GPS组合导航系统模型参数变化导致单一固定参数滤波器精度降低问题,提出了多模型自适应Kalman滤波算法,并与单一模型下的Kalman滤波器方法进行了比较。仿真结果表明,相对于单一模型的Kalman滤波算法,该算法能大大提高导航系统的精度和可靠性。     

SAR实时成像系统中方位向滤波器设计研究

方位向降采样滤波器作为机载合成孔径雷达（Synthetic Aperture RADAR，SAR）实时成像系统中关键组成部分之一，其性能将直接关系到图像质量的优劣。由于受到运算代价、存储开销的限制，方位向降采样滤波器的阶数不能很高。如何在滤波器阶数受限的情况下，设计出满足实时处理要求的性能优异的滤波器是一个值得研究的问题。针对机载SAR实时成像系统应用，提出了一种新的方位向降采样滤波器设计方法，引入增广拉格朗日函数实现了通带均方误羔曩小，阻带曩大误羔曩小准则的方位向降采样滤波器。计算机仿真验证说明了该设计方法的优越性，在同样阶数、同样存储开销的情况下，所设计的滤波器性能要优于纯粹的最大误差最小准则设计的滤波器，满足了机载SAR实时成像系统的要求。     

温度变化对摆式陀螺寻北精度的影响

为了分析温度变化对摆式陀螺寻北精度的影响,建立了陀螺悬带随温度变化影响寻北精度的数学模型,在高低温不同条件下进行了仿真实验。首先,根据热膨胀公式得出了悬带扭转系数随温度变化关系,由此建立了零位改正系数受温度变化影响的数学模型。然后,在悬带扭力零位不发生改变的前提下,分跟踪和不跟踪两种情形分析了陀螺寻北精度受到的影响。仿真结果表明,同样的温度变化下,扭力零位和摆动中心的夹角越小,精度受到的影响越小;当温度变化60 ℃、夹角为30′时,精度受到的影响最大可达15″,最小为5.3″。尽量减小扭力零位和摆动中心的夹角能有效地减小温度变化对精度的影响。     

摆动锥体运动辨识及最大摆动角估计

研究了一种摆动锥体目标运动辨识及最大摆动角估计方法。首先分析了雷达观测下的目标摆动模 型,推导了摆动锥体目标回波微多普勒,并对其调制规律进行了理论分析。结合摆动目标回波时频分布,提出了 一种基于微多普勒特征点的最大摆动角估计方法和一种基于微多普勒变换谱特征的摆动目标运动辨识方法。实 验结果验证了本文方法的有效性。     

定性仿真中摆动变量的研究

摆动变量是OSIM产生奇异行为分支的主要原因之一，辨识摆动变量并利用有效的方式消除变量的摆动是提高OSIM运算效率和预测准确度的一个关键技术，这个问题一直是定性仿真的一个难题。认真分析了Kuipers的相关理论后，发现其判定摆动变量的判据与变量的摆动没有直接的因果关系。因此一套摆动变量辨识和利用变量的高阶导数约束变量摆动的改进方法被提出，并以两级级联水箱和多级级水箱系统为例对该方法进行了说明。改进的方法有效地利用了系统常识和QDE中蕴含的定性信息，对系统常识与QDE的结合进行了有益的探索。     

基于模糊的桥式起重机的定位和防摆控制研究

近年来，很多学者对桥式起重机的防摆控制方法进行了研究，以提高起重机的作业效率。针对起重机模型的非线性和不确定性，设计了一种基于模糊的起重机的定位和防摆控制方法，利用两个模糊控制器对小车的位置和负载的摆动分别进行控制。其中，模糊位置控制器的设计是参考一个简单的速度参考曲线，对位置和速度进行有效她控制；而模糊防摆控制器则模仿起重机操作员的实际操作经验设计了一套模糊控制规则来消除负载的摆动。仿真结果证明了该方法的可行性，并且与线性二次型最优控制(LQR)进行了比较，表明了该方法的良好性能，且该方法对不同的绳长和负载有着较好的鲁棒性。     

塔式起重机的神经网络滑模防摆控制

针对塔式起重机存在的负载摆动, 分析塔式起重机的动力学模型, 提出了一种基于遗传算法的塔式起重机神经网络滑模防摆控制新方法. 利用RBF神经网络输出逼近系统的不确定项, 并运用遗传算法优化滑模控制器的参数, 使得参数的收敛速度加快. 该方法削弱了滑模控制系统的高频抖振, 提高了系统的控制性能, 改善了系统的控制品质. 仿真结果表明方法的有效性和可行性.     

基于数字信号处理器的指数加减速算法仿真

通过对指数加减速原理分析，建立了离散时间域的软件加减速公式，并改进了算法，实际应用于自行开发的基于数字信号处理器（DSP)的多轴运动控制器。通过测量运动控制器输出电压以及与MATLAB的数值仿真结果比较，证明了改进的指数加减速算法公式在数控加工中具有实际意义。     

时变输入整形在桥式起重机防摆控制中的应用

输入整形技术在抑制柔性系统残留振荡方面得到了比较广泛的应用;然而在处理时变系统时,传统的输入整形器的鲁棒性能受到了很大限制,控制效果往往并不理想。在频域采用零点配置方法设计出了最优随机时滞滤波器,进一步在此基础上进行时变输入整形器的设计,并在桥式起重机的防摆控制中进行了应用研究。该时变整形器通过在线反馈起重机的振动频率和阻尼,实时地调节整形器中脉冲的时间位置和幅值,从而更加有效地抑制系统的残留振荡。仿真结果证明了该方法的良好性能,和传统的鲁棒输入整形器进行了性能比较,该方法对系统参数变化的鲁棒性更强,能够更加有效地抑制负载的残留振荡,同时缩短了运行时间,提高了作业效率。     

基于平滑算法的惯导系统误差校正技术

惯性导航系统受初始误差的影响会产生周期性振荡以及发散误差。针对这一问题,提出了基于自适应衰减卡尔曼滤波及固定点平滑的估计算法,对系统初始误差进行估计,估计结果代入系统误差模型推导误差发散情况,以此对系统输出进行补偿。仿真结果表明,该算法可以有效抑制惯性导航系统输出误差的振荡及发散。     

基于连续样条曲线的替身运动平滑过渡算法

网络虚拟场景中,替身作为用户在场景中的表现方式,可以在场景中运动并与其他用户的替身或事物进行交互,替身行为的逼真性直接影响到虚拟场景的逼真性。采用关节化的人体模型可以较有效地提高逼真度,但关节化的替身与非关节化的其他场景对象相比,在运动和交互过程中大大地增加了网络负载,因此需要采用DR算法来有效地减小网络通信负载。本文研究了适合于关节化人体模型的DR预测算法,分析了运用DR预测算法不可避免地产生的替身运动的不连贯性,在此基础上提出了一种基于连续样条曲线实现的平滑过渡算法,较好地解决了替身运动的平滑过渡问题。     

永磁同步电动机自适应反步控制的建模与仿真

设计了一种基于自适应反步控制的永磁同步电动机非残性速度控制器，采用二阶滤波环节平滑速度指令．在设计非线性速度控制器的同时，进行不确定参数及负载力矩的在线自适应估计。建立了采用该控制器的永磁同步电动机速度伺服系统仿真模型．仿真结果表明，所设计的非线性控制器保证了系统的全局一致稳定性，永磁同步电动机伺服系统获得了很好的跟踪效果，并且对参数不确定性及负载力矩扰动具有很好的鲁棒性。     

Intelligent vehicle lateral controller design based on genetic algorithmand T-S fuzzy-neural network

1.INTRODUCTION Effectivelateralcontrolisthepremiseofintelligent vehicle(IV)tracking.However,duetothenon lin earityandparameterstime variety,thelateralcon trollerdesignisadifficulttask.Manyworkshad beendoneforvehiclelateralcontrollerdesign.Ref.[1]usingstandardlinearquadraticcontrolapproach,Ref.[2]usingsliding modelapproach,Refs.[3～5]usingH infinityapproach,Ref.[6]usingnonlinear gain optimizedapproach,Refs.[7,8]usingfuzzy logicalapproach,studythelateralcontrolproblem,respectively.Refere…