足球机器人运动控制算法研究

在建立基于小转角的足球机器人运动学模型的基础上,提出了单神经元自适应PID控制算法和基于Kalman滤波的PID控制算法.通过仿真分析,系统在单神经元自适应PID控制下,超调量、上升时间和峰值时间分别是常规PID控制下的30.7%,54.3%和72.7%,完全满足足球机器人现场比赛竞技性的要求;基于Kalman滤波的PID控制能够抑制干扰,提高控制精度,控制效果明显改善.     

一种全数字高性能的电动摩托车控制系统设计

根据电动摩托车的技术要求,基于DSP(TMS320F2812)和IPM(IRAMY20UP60B),设计了一种全数字电动摩托车无刷直流电机控制系统,给出了系统的硬件设计方案、控制策略、控制方式和软件设计思想.系统结构简单,控制精度高,更改控制策略灵活,通过样机试验验证了设计的合理性.     

多传感器矩阵加权信息融合预测控制算法

针对多传感器线性离散时不变随机控制系统,应用Kalmam滤波方法,基于状态空间模型,在线性最小方差最优信息融合准则下,给出了多传感器按矩阵加权信息融合预测控制算法.该算法将信息融合Kalman滤波器和预测控制相结合,避免了求解复杂的Diophantine方程,可明显减轻计算负担.与单传感器情形相比,可显著提高控制精度.一个三传感器目标跟踪控制系统的仿真例子说明了算法的有效性和正确性.     

自适应卡尔曼滤波器在机器人控制中的应用

机器人控制系统在实际工作中不可避免地要受到随机噪声的影响,当噪声的统计特性已知时,可以考虑采用常规Kalman滤波以抑制随机噪声对控制性能的影响;但当噪声的统计特性不完全已知时,常规Kalman滤波的滤波性能会下降甚至会引起发散。根据机器人的动态特性,设计了一个自适应Kalman滤波器,并对该滤波器应用于机器人控制系统进行了仿真实验研究。仿真结果表明,所设计的滤波器能够较好地抑制方差和均值未知的测量噪声对机器人控制系统的影响,控制系统的动态性能得到了较大的改善。     

Kalman滤波在单神经元PID控制中的应用

针对单神经元PID控制器包含输出噪声, 从而导致控制性能下降的问题, 提出一种基于Kalman滤波理论的改进单神经元自适应PID控制算法. 该算法通过引入状态空间的概念, 采用时域上的递推方法进行数据滤波, 控制对象的输出值经过Kalman滤波算法处理后再返回闭环控制系统. 实验结果表明, 改进算法能有效消减控制系统的输出噪声, 接近于无噪声的理想状态, 提高了控制性能.     

全路网改进动态O-D反推模型

针对动态O-D矩阵在全路网中难以直接获得的问题,提出了一种改进的反推模型。首先提出了以最小化观测值与反推值偏差的绝对值之和作为目标函数的路口参数优化模型,并采用遗传算法求解,设计了编解码方案。将反推得到的路口转向流量和流量检测系统中得到的路段流量共同作为已知量,建立了其与全路网动态O-D矩阵的动态关系,增强了系统的静定性。以反推值与最优历史值的偏差作为状态变量,建立了基于Kalman滤波的状态空间模型,并采用扩展Kalman滤波求解。仿真结果表明,模型和算法具有较好的精度、效率和鲁棒性。     

基于滑模变结构控制的有源电力滤波系统研究

针对三相三线制并联有源电力滤波系统中存在时延、负载突变等不确定因素,建立改进的有源电力滤波器离散数学模型,提出直流侧电压控制方案。设计滑模变结构控制器,采用自适应速度函数,提高系统收敛到滑模面上的速度。提出高精度滑模观测器,提高系统的控制精度并减小系统的抖振幅度。分析了控制系统的稳定性,证明了所设计的趋近函数和滑模观测器的收敛性。仿真结果表明,所提出的控制方法有较好的效果,可以提高系统的控制精度。     

模糊控制在酸洗系统温度控制中的应用

介绍冷轧酸洗生产线的工艺过程及酸洗温度的特点.设计了基于PLC的温度模糊控制系统.试验证明,系统具有良好的动态响应,有效地提高了酸温度的控制精度.     

基于DSP的晶闸管全数字控制器

利用DSP功能强、运行速度快的特点,将数字触发器与数字调节器相结合进行综合设计,构成一种基于TMS320F240的晶闸管全数字控制系统;讨论了高精度晶闸管电压线性数字触发的方法,解决了控制量与输出量电压之间非线性问题;用软件实现同步信号的检测与主回路电压相序判别,使外围硬件结构更简单;提出用GAL器件实现输出脉冲分配的方法,可节省DSP系统的I/O口;在数字PID调节器的基础上,采用自适应参数调整算法,实现智能控制;利用DSP的通信接口以实现与上位机通讯;利用主回路为三相桥式全控电路的晶闸管变流装置,进行电流闭环控制试验.研究结果表明,全数字控制器控制的整流波形具有良好的平稳度和对称度,并具有较高的控制精度.     

基于地磁定轨和扩维卡尔曼滤波的导航算法

为了克服扩展卡尔曼 (Kalman)滤波算法对噪声统计特性的约束 ,针对磁强计量测噪声为有色噪声伴常值干扰的特性 ,提出了一种基于扩维Kalman滤波算法的地磁导航算法 .该算法为了使量测噪声白噪化 ,引入了 2个新的状态变量 ,此时测量噪声是均值为 0的高斯白噪声 ,并满足扩展Kalman滤波算法的约束条件 .对由此构成的系统使用扩展Kalman滤波算法 ,可以得到扩维Kalman定轨导航算法 ,利用该算法可以获得国产磁强计的导航精度 ,其地心距模的估计误差为 2 0km ,速度模的估计误差为 10m/s .卫星的实测数据仿真结果表明 ,该导航算法具有较好的稳定性和收敛性 ,克服了扩展Kalman滤波算法的发散问题     

导弹高度控制系统的变结构设计

飞行高度是评价导弹性能的一项重要战术指标。传统的导弹高度控制系统采用PID控制，但对超低空掠海飞行的导弹，必须处理好各种干扰问题。为此提出了采用变结构高度控制的方法。介绍了导弹的高度控制系统的变结构设计。仿真结果表明，本方法设计简单，且有优良的鲁棒性，效果比PID控制优越，易于实现数字控制等优点。     

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。     

基于GPS及气压传感器定位仪的设计

目的在以气压测量集成传感器研制高度计的基础上,设计一款高度与GPS相结合的便携式定位仪,以满足实际应用需求。方法利用气压传感器来解算相应的高度信息,配合上GPS模块传输的经纬度信息实现完整的三维定位。结果该定位仪由GPS模块、气压计模块、单片机模块、电源管理模块、LCD显示模块、矩阵键盘六大部分构成。单片机为主控芯片,GPS接收经纬度信息;气压计通过温度补偿获得高精度的气压信息进而可解算为高度信息;最终通过LCD实时显示;按键实现数据的输入以及显示界面之间的功能跳转;整个系统通过电源管理模块供电,并具有充电功能。结论具有高精度、稳定性、低功耗和便携式特点,可应用于地质勘探、汽车导航或高空作业上。在海拔高度方面,测量范围还有待进一步扩展。     

基于ESO的高空台发动机进气压力控制研究进展

 高空台航空发动机进气压力控制是保障发动机高空模拟试验有效性及可靠性的关键，而基于扩张状态观测器（extended etate observer，ESO）的进气压力控制方法研究，目的是改进控制品质，抑制未知干扰的影响，实现进气压力的快速稳定控制。通过梳理高空台发动机进气压力控制技术的发展现状，阐述了基于ESO的控制方法研究进展及相关问题，并就目前ESO的参数整定及改进设计进行分类总结，提出了基于扩张状态观测器的高空台发动机进气压力控制的未来发展策略和研究方向。     

基于DSP的磁悬浮轴承数字控制系统

主动磁悬浮轴承是利用电磁铁产生可控电磁力将转子无接触地悬浮于定子间气隙中的一种新型轴承.为了实现高精度的控制,在介绍主动磁悬浮轴承的总体结构及工作原理的基础上,给出了基于数字信号处理器(DSP)TMS320 F2812芯片的磁轴承控制系统的硬件及软件设计方案,分析了变参数PID控制的原理,并对所设计的试验装置的控制策略进行了仿真研究.仿真结果表明:所设计的磁轴承数字控制系统具有稳定性好、响应速度快、超调量小和控制精度高等优点,满足了磁轴承控制性能的要求.     

数字太阳敏感器高精度电激励信号源设计

介绍了一种数字太阳敏感器的电激励测试系统的设计。设计中采用FPGA为数据处理、时序控制核心,采用数模转换器以及运算放大器构成模拟输出模块,采用串口与上位机进行通信。设计采用一种整体偏移的方法来模拟仿真太阳敏感器的图像探测器的输出。系统输出的电信号满足太阳敏感器大视场、高精度的要求,目前数字式太阳敏感器高精度电激励信号源系统已经在太阳敏感器研制过程中的地检实验中得到应用。     

用于未记录CD-R光盘的二级高精度主轴恒线速控制方法

为了解决CD-R盘片测试仪中,对未记录CD-R盘的高精度主轴恒线速控制问题,提出了一种基于数字P ID(比例积分微分)和锁相环的二级高精度主轴恒线速控制方法。该方法用从CD-R盘上读取的摆动时钟信号作为控制反馈量,结合了数字P ID的快速性和锁相环的高精度,使用数字P ID控制光盘主轴电机快速接近一倍恒线速,之后切入锁相环实现高精度恒线速控制。对二级高精度主轴恒线速控制方法进行了研究,合理选择了控制参数。仿真和实验结果表明,系统调整时间优于0.2 s,控制精度优于0.03%,完全可以满足CD-R盘片测试仪的需要。     

大型柔性航天器的高精度结构化综合控制

携带柔性结构的大型航天器具有多个弱阻尼谐振模态,这些弱阻尼模态和高空环境固有的低频扰动对航天器的稳定性和性能造成了干扰,同时复杂空间任务对航天器提出了高指向精度要求。针对大型柔性航天器的振荡抑制和高精度控制问题,提出了多控制模块协同的结构化综合控制策略,根据系统特定的谐振模态,在控制器结构中加入内模控制器、陷波滤波器、串联比例-积分-微分(proportion-integration-differentiation, PID)控制器,以低阶的结构化控制器来满足系统的多重性能要求,减小传统鲁棒控制因控制器阶次高带来的工程造价和实施难度。构建多重性能加权解耦输出的结构化综合性能矩阵,根据控制目标通过加权函数限制输出性能,给出满足综合性能要求的结构化控制器。仿真结果表明,相较传统的鲁棒控制,所设计的结构化控制器具有较低的复杂度,并同时满足姿态稳定性和高指向精度要求,能够有效地抑制柔性附件在局部频率的振动问题。研究结果为大型柔性系统的结构化综合控制提供一定的理论方法和参考设计实例。     

某型航空发动机FADEC系统设计与仿真

随着飞机对发动机的性能要求越来越高,功能要求越来越多、越来越复杂,使得发动机的控制规律越来越精细,控制作用参数不断增加,导致航空发动机的相关控制系统越来越复杂.传统的机械液压式控制器无法满足当前的多参数、高精度控制的技术要求.为了获得一种具有高速运算、高精度、高可靠性并且能够实现现代控制理论中各种复杂而先进的控制算法的控制器,根据某型核心机的研究任务以及技术要求和设计思想,提出了该型核心机(航空发动机的)FADEC系统的总体设计方案,并在MATLAB下的Simulink建立了相关装置的数学模型并进行了数字仿真.仿真结果表明,所设计的FADEC系统能够提高该型发动机核心机的主要控制变量的控制精度,实现容错控制、状态监视和发动机超温、超转、喘振等各种功能保护,能够满足该核心机的控制要求,具有一定的实际应用价值.     

基于ISP器件的可编程倍频鉴相逻辑电路的设计

用一片ispLSI1032设计了一种任意倍频系数的可编程倍频鉴相逻辑电路．该倍频鉴相电路抗干扰能力强，稳定可靠，特别适应于实现高精度位置和速度反馈的数控系统。