挠性结构振动主动控制中的模型辨识

论文将有限元建模与面向控制的频域辨识结合起来应用于挠性结构振动主动控制的建模中，并对辨识的输入信号进行分析研究，以挠性悬臂梁为例进行了模型辨识，利用物理实验系统进行控制和验证，结果表明：对于挠性结构，频域辨识能得到针对控制的、效果很好的数学模型。     

基于动态输出反馈的挠性航天器主动振动抑制

针对航天器三轴同时姿态机动时挠性附件的振动抑制问题,提出了基于动态输出反馈控制的主动振动抑制方法。采用拉格朗日方法和四元数参数化建立了挠性航天器的非线性模型。利用航天器姿态控制问题固有的无源性,设计了1种仅利用姿态四元数而无需以角速度测量、挠性变形位移及速率测量作为反馈的动态控制规律,并采用压电作动器来抑制挠性结构的振动。基于Lyapunov方法证明了所设计的动态控制器保证了姿态的渐近稳定和模态的振动的衰减。仿真结果表明了所提出的控制方法的可行性和有效性。     

一种智能容错控制方法

讨论了当控制系统出现执行器故障时的一种容错控制方法。该方法中的故障检测器由神经网络构成,而容错控制器则采用控制器重构方式设计,以使故障系统的性能尽可能与正常系统的性能相同。此外,对于具有某类非线性干扰的线性系统,采用了由神经网络构成的非线性控制器,以消除其非线性干扰,仿真结果表明该方法是有效的。     

航天器姿态跟踪有限时间自适应容错滑模控制

为了使航天器在部分执行器发生失效故障的情况下更好地跟踪期望姿态,本文研究了航天器有限时间自适应容错姿态跟踪控制问题。通过配置冗余的执行器,确保提供足够的控制力矩用以完成姿态跟踪。控制器采用自适应控制、容错控制及有限时间控制,兼顾系统的鲁棒性、可靠性及快速性。数值仿真示例验证了所提出的自适应容错控制器的有效性。     

挠性多体卫星姿态动力学与控制

三轴稳定卫星挠性附件的弹性振动和刚性部件的转动与卫星的姿态运动构成耦合的强非线性系统,因此须设计有效的控制律。该文研究了采用反作用飞轮作为执行机构、带有柔性附件和刚性转动部件的整星零动量三轴稳定卫星的姿态解耦控制问题。导出了卫星的多体系统动力学方程,并给出了部分线性化的形式。进一步利用反馈线性化方法将非线性耦合系统解耦,然后对线性化的系统模型进行状态反馈解耦和极点配置。数值仿真结果表明,该文所设计的控制方法具有很高的姿态控制精度和稳定度。     

挠性卫星姿态快速稳定智能控制

针对挠性卫星本身存在的参数不确定性和外部扰动的控制问题,设计了以径向基函数神经网络和小脑神经网络为基础的复合变结构智能控制器.该控制器利用变结构控制系统对被控对象的模型误差、参数变化及外扰等的不敏感性的优点,再结合神经网络能够迅速逼近未知函数、泛化能力强的特点,可以适应挠性卫星参数不确定性和抑制外加干扰,实现对挠性卫星的有效控制.仿真结果表明复合控制能够提高卫星姿态的稳态精度和快速性.     

挠性卫星姿态运动的鲁棒控制技术

具有挠性振动和液体晃动的新一代挠性卫星姿态运动是一个不确定系统,运用H∞优化与μ综合技术研究具有抑制振动和晃动能力以及强鲁棒性的卫星姿态控制系统设计问题,并对所提出的几种鲁棒控制系统设计方案进行计算机仿真和全物理仿真实验研究。     

带挠性帆板的双自旋卫星姿态稳定性分析

本文用假定模态法把原混合动力系统离散成多自由度系统。由R0uth方程推出非循环坐标系统方程,根据稳定性定理推出系统稳定性判据。由此分析了挠性帆板和内部转子对稳定性的影响。     

不确定时滞线性离散系统的鲁棒容错控制

针对含有执行器失效故障的一类线性不确定时滞离散系统,研究了状态反馈鲁棒容错控制问题,其中参数的不确定性是范数有界的．基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法,设计了一种有记忆的状态反馈控制器,使得闭环系统在所有可能的执行器失效故障情况下均是渐近稳定的．给出了该系统对执行器失效具有完整性的一个LMI充分条件,并利用MA...     

挠性卫星实验装置的全物理控制实验研究

针对常用的"飞轮-喷气"执行机构模式,采用PID控制和变结构控制方案,对挠性卫星实验装置进行了小角度和大角度机动控制的全物理控制实验,取得令人满意的试验结果.     

卫星Stewart隔振平台高可靠性设计及容错控制

介绍了卫星Stewart隔振平台,此隔振平台由6根作动杆组成,可以隔离卫星本体的挠性振动和外部干扰,为有效载荷提供超静力学环境;分析了该Stewart隔振平台高可靠性构型设计,基于牛顿-欧拉法推导了雅克比矩阵,设计了正交解耦构型;分析了作动杆发生故障时的情况,并结合其动力学模型,重构解耦矩阵,实现了容错控制,提高了隔振平台的可靠性.在某卫星上进行了仿真实验,结果表明本文所提的解耦设计和容错控制方法是有效的.     

基于滑模观测器的卫星姿态控制系统滑模容错控制

针对卫星姿态控制系统执行机构故障,设计了基于滑模观测器的滑模容错控制律.采用迭代学习算法在线调节观测器滑模项切换增益,设计滑模观测器估计卫星姿态和角速度.在此基础上,将执行机构故障作为系统的未知动态,提出一种对卫星姿态控制系统执行机构故障不敏感的滑模容错控制方法.该方法利用系统输入和状态信息,结合动力学特性实现未知动态估计,以此设计滑模控制律.通过数字仿真验证了该容错控制方法的有效性.     

飞机纵向姿态传感器故障鲁棒容错控制

通过研究飞机纵向受力,建立了飞机在高空定速巡航过程的纵向运动模型.针对飞行过程中可能出现的传感器故障和系统参数摄动,考虑跟踪控制问题,利于跟踪误差对系统模型进行增广,在构建状态观测器的基础上,设计了飞机纵向姿态传感器故障鲁棒容错控制器.仿真结果表明,当传感器发生故障时,飞机系统能够迅速稳定,具有满意的稳态和动态性能以及良好的鲁棒性.     

一类具有执行器故障的马尔科夫跳跃系统容错控制

研究一类转移概率部分已知马尔科夫跳跃线性系统的自适应容错控制问题.所考虑的转移概率情况更具一般性,即转移概率包括完全已知,未知但已知转移概率的上下界和完全未知三种情况.针对执行器失效故障,首先设计自适应故障估计器;而后,基于故障参数的估计值设计鲁棒补偿控制器,保证系统在发生执行器故障时的鲁棒稳定性.在处理未知转移概率时,采用自由权重的方法,以保证所得线性矩阵不等式条件具有更小的保守性.最后,数值仿真算例验证了所提方法的有效性.     

柔性结构振动主动控制中传感器/执行器位置优化研究

从二维柔性板的状态空间表达式出发 ,采用一种基于能量的传感器 /执行器的最优配置策略。使用该准则可以很自然地研究整个动态模型的可控性和可观性 ,进而确定传感器和执行器的位置。实例中的针对柔性板的数值仿真过程表明了该准则的有效性     

具有输入饱和及多不确定性的挠性卫星姿态控制

研究了存在控制输入饱和约束、内外部干扰及质量特性参数不确定性的挠性卫星姿态鲁棒控制器设计问题.通过近似线性化结合等价坐标变换的方法得到了挠性卫星系统相应的状态空间描述,并以此为基础,采用理论分析结合数值仿真的手段设计出满足控制输入饱和约束并适应两类不确定性的姿态鲁棒控制方法.仿真结果表明,该方法得到的控制器具有较强鲁棒性,能很好地抑制内外部干扰并适应较大范围的质量特性参数不确定性.     

一类离散MIMO系统的神经网络自适应输出反馈容错控制

针对一类离散多输入多输出(MIMO)严格反馈系统,提出了基于神经网络的输出反馈容错控制.由于讨论的执行器故障类型有失效和卡死两种情况,提出了比例驱动方法,可将这两种故障类型恰当地表示出并便于控制器的设计;同时,由于此类多输入多输出系统不满足匹配条件,通过引入预测控制设计方法,可以克服这一缺陷.考虑到系统中的函数是未知的,利用神经网络具有逼近任意连续函数到任意精度的原理来估计该未知函数,由此证明了本文所提出的方法可以使得系统的所有参数及实际容错控制律均一致最终有界.通过MATLAB实验仿真,有效地验证了此方法的合理性.     

柔性结构的自组织模糊主动振动控制

提出一种在线自组织模糊逻辑控制器的设计,该设计应用于含压电驱动器柔性结构的振动控制中,不需建模,可用输入／输出历史数据生成模糊规则,将生成的规则存储在模糊规则库中,通过自组织过程进行在线更新、同时对悬臂梁分别在瞬态和正弦激振下的模糊主动控制进行了仿真实验,结果表明,该控制器对上述两种激励的振动比传统模糊控制器有更明显的抑制作用。