基于Matlab的交会对接全数字仿真系统

以月球轨道交会对接为背景,构建了仿真系统的总体框架.对交会对接系统的动力学、导航以及控制等部分进行了详细建模和设计,并基于此,建立了月球轨道交会对接系统的Simulink模型.设计了交会对接仿真系统的用户交互界面及3D动态演示,使仿真系统操作简捷、直观.全数字仿真系统可用于月球轨道交会对接任务的前期验证.进一步,利用其改进的模型进行了交会对接半物理仿真实验.实验结果说明了惯性-视觉组合导航的有效性和数字仿真系统良好的移植性.     

基于气浮台的交会对接相对姿态和位置控制

基于交会对接地面物理仿真系统对卫星交会对接中相对姿态和位置的控制问题进行研究,根据地面物理仿真系统的结构推导出描述系统姿态和位置运动的耦合六自由度动力学模型;基于此模型,在存在外部扰动的情况下,采用自适应快速非奇异终端滑模控制思想设计一种能够克服传统终端滑模控制奇异问题的鲁棒有限时间控制器。通过李雅普诺夫理论推导和仿真分析表明,该控制器在保证系统的有限时间稳定性和收敛性的同时能有效地抑制外部扰动。     

空间对接预捕获阶段的建模与仿真

介绍了数控式对接机构对接的基本操作过程,建立了对接预捕获阶段仿真的数学模型,并给出了仿真实例。仿真结果表明,设计的控制系统控制效果良好。     

航天员交会对接模拟训练仿真关键技术研究

交会对接飞行任务中,需要建立手控专项训练器对航天员进行训练.针对任务背景需要,研究建立了对接训练仿真中关键的轨道动力学模型、控制机构模型、测量机构模型以及GNC模型;进行了模型误差、解算误差和响应延迟等引起的天她—致性仿真偏差分析探讨,提出了解决方法.应用文中模型和误差解决方法建立的训练系统,分别进行了自主和人控模式下试验,结果表明满足训练设计指标要求,可作为工程实现重要参考.     

软管式自主空中加油飞行控制系统与仿真研究

基于参考观测器的全状态反馈控制方法设计了受油机飞行控制系统,建立了软管式自主空中加油仿真系统,并进行了仿真验证。根据生成的受油机参考跟踪、对接轨迹,通过输出跟踪观测器在线估算前馈控制信号和参考状态量,设计全状态反馈控制器精确跟踪参考状态,解决了受油插头难以近距离跟踪加油锥套并实现精确对接的问题。以某型UCAV为例,设计了基于全状态反馈控制的自主空中加油仿真系统并进行了数字仿真。仿真结果表明,在四种强度阵风干扰下,设计的空中加油仿真系统能实现精确的双机加油设备跟踪与对接,具有良好的动态性能与鲁棒性能。     

阶段参数化智能调平控制系统的设计与仿真

针对受控对象柔性提升机构系统模型的强耦合、高度非线性的特点,采用阶段参数化方法处理调平控制过程的连续控制问题.基于拉格朗日理论建立提升系统的动力学模型;采用奇异摄动理论设计降低阶数的滑膜控制器;通过双对标变换将复杂的协调系统动力学方程分解成慢变子系统和快变于系统的阶段参数化控制系统.针对控制策略中选取参数的特点设计双时标变换滑膜控制器,实现控制系统的轨迹跟踪及对系统中弹性振动干扰的抑制.该控制系统从理论上缩短了系统调平时间,减少了系统需要测量的状态变量.仿真结果验证了所设计控制方法的有效性.     

最后接近段交会对接飞行器人机联合控制的仿真研究

建立了一套交会对接人、机联合控制特性仿真实验系统的方法,设定对接控制的精度要求,选用26名年龄在20～40岁的男性青年志愿者进行了最后接近段交会对接的人机联合控制实验。实验的评价指标为追踪飞行器姿控与推进发动机点火的累计时间以及对接任务的成功率。实验结果表明,当受试者完成控制不多于3个相对参数,而其余由自动控制来完成时所形成的人、机联合控制的成功率在88.24%以上。此外,经过充分训练后,也有二名受试者完成了全部相对位置和姿态参数的控制。因此,在设计两飞行器的交会对接任务时,若要考虑到航天员的参与作用,让其完成控制两航天器间的俯仰、偏航和滚转参数较为合适,并且可以节省燃料。如果让航天员承担全部的参数控制任务,这就要考虑两方面的条件,一是允许消耗足够多的燃料,二是操作时间没有限制。     

电磁悬浮平台系统的滑模控制研究

针对电磁悬浮系统中存在建模误差和外加干扰的非线性控制问题，研究了磁浮系统的滑模控制方法，设计了磁浮系统的切换超平面和基于最终滑动模态的滑模控制系统。仿真结果表明，该控制系统能有效抑制系统参数摄动引起的扰动和持续的外激力干扰，增强了系统的鲁棒性。     

仿真转台控制系统中的动态鲁棒补偿方法

本文对高精度仿真转台控制系统问题进行研究和分析.文中着重介绍了一种能够克服干摩擦,死区,齿隙,负载变化,干扰力矩等对仿真转台的跟踪精度有影响的动态补偿方法.数字仿真表明,利用这种方法可取得很好的控制效果.     

考虑输入输出受限的无人机自适应滑模容错控制

针对存在执行器故障、控制输入饱和与状态约束的无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)姿态控制系统,提出一种新的基于反步法的具有有限时间收敛的自适应滑模姿态容错控制方法。首先,为了抑制执行器故障以及外部干扰的影响,采用自适应和干扰观测器技术,实现对干扰的双重抑制。然后,设计动态辅助系统与障碍Lyapunov函数,证明在输入饱和与状态约束的条件下,闭环姿态控制系统可以在有限时间内稳定,且系统中所有信号最终是有界的。最后,对于小型无人系统的姿态跟踪问题进行性能仿真与对比仿真研究。仿真结果表明,所提出的容错控制方法能够保证在执行机构发生故障时控制系统的有效性,并且该方法具有良好的性能。     

基于Simulink的空调系统先进自校正控制仿真研究

空调系统可以被看作是一阶惯性加延迟的过程,系统具有时延和参数时变的特性.提出了一种先进的自校正控制策略并将其应用在空调系统中.该控制策略采用了一种混合的参数辨识算法,在控制系统闭环运行条件下,空调系统的过程参数包括延迟时间可以被在线辨识.辨识出的延迟时间被Smith预估器用来补偿控制回路中的时延,同时该控制策略的控制信号可由内环回路中的PI控制器根据ITAE整定规则计算获得.Simulink仿真结果表明该自校正控制策略较自适应PI控制的控制性能更为优越.     

鲁棒自适应输出跟踪控制在船舶操纵中的应用

针对带有未知控制增益、常参数不确定性以及外部扰动的船舶运动非线性模型，将自适应逆推技术与Nussbaum增益方法相结合，提出一种新的非线性自适应鲁棒控制策略，实现了船舶运动航向渐近跟踪控制。在所得控制器作用下的系统性能不仅能够通过设计参数而得到保证，且可克服控制器奇异值问题。设计过程及数字仿真结果均表明，所设计的自适应非线性跟踪控制器对不确定性具有良好的适应性及鲁棒性。     

动态伺服系统改进对角回归网络跟踪控制

将对角回归神经网络(DRNN)和径向基函数网络(RBF)相结合,提出一种改进对角回归神经网络结构(IDRNN),使其既有局部逼近的优点,又具有动态网络的特性.推导了权值更新算法.针对转台动态伺服系统,设计了基于该网络的复合跟踪控制器,该控制器由辨识器、前馈控制器和反馈控制器组成,直接将辨识器的拷贝作为前馈控制器.对两种典型动态伺服系统的仿真结果表明,改进DRNN控制器能够进一步提高系统的动态跟踪能力,且敛速度快,计算量小,更适合实时控制.     

基于无源性永磁同步电机模糊滑模控制系统研究

结合无源性控制和滑模控制两种非线性控制方法,并引入交流伺服系统,提出永磁同步电机(PMSM)的无源性滑模控制方法。文中分析了PMSM的无源性,并由此推导出矢量控制算法,采用滑模控制方法,设计了滑模速度控制器,从PMSM能量无源性的角度对控制器稳定性进行了证明,控制器参数由Lyapunov函数稳定性理论给出。针对滑模切换函数的高频"抖动"现象,采用模糊控制方法,设计了模糊切换函数,削弱了滑模切换函数的"抖动"。Simulink仿真和dSPACE实验结果表明:控制系统能够稳定运行,具有良好的动、静态性能和抗扰动能力。     

扑翼微型飞行器自适应鲁棒姿态控制

给出了扑翼微型飞行器姿态控制系统的数学模型,并提出了一种自适应鲁棒控制的新方法。飞行过程的复杂性使得姿态控制器的设计极具挑战性,主要困难是系统表现为非线性、不确定性、多变量参数耦合以及各种干扰。由于自适应鲁棒控制不依赖系统的精确数学模型,所以将系统分为名义模型、结构不确定性和非结构不确定性,对其分别设计直接反馈控制器、自适应控制器和鲁棒控制器,并用李亚普诺夫定理分析了系统的稳定性。仿真结果证实了所提方法的有效性。     

人工免疫控制器在二元精馏塔控制中的仿真研究

生物免疫系统是一种在复杂干扰和不确定性的环境中具有很强的鲁棒性和自适应性的控制系统。依据生物多抗原多抗体协调免疫机理,以文献[11]中的双因子免疫控制器为基础,提出了抗体交叉免疫耦合控制策略,并以此为基础设计了MIMO人工免疫控制器。以典型的二元精馏塔为被控对象,给出了MIMO人工免疫控制器具体实现方法。用仿真方法研究了MIMO人工免疫控制器的控制效果,并与传统的优化PID控制器做了比较。结果表明这种MIMO人工免疫控制器较传统优化的PID控制器性能优越。     

Analysis of one dimensional and two dimensional fuzzy controllers

1 .INTRODUCTIONFuzzy control has attracted considerable researchinterest from different communities , since fuzzysets were first introduced to the steamengine con-trol by Mamdani in 1974 . Avariety of applicationshave demonstrated that fuzzy control can provide abetter performance than the conventional PID con-trollers in dealing withill-defined systems . Howev-er ,some more attention still should be paid to theproperties of the fuzzy controllers . In this paper ,we investigate the analy…     

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。     

火电机组免疫单神经元非线性控制方法仿真研究

针对火电单元机组控制系统,提出一种免疫单神经元非线性控制策略,并设计出一种新的非线性输出跟踪控制器.该控制器由稳定逆系统和免疫单神经元自适应PID反馈控制器组成.前者是根据逆系统方法求取的,用于提高系统的响应速度;而后者,则是利用生物免疫反馈规则,使神经元比例系数可以随工况的变化自动进行调整,用于提高系统的稳定性.通过不同负荷下的仿真结果表明,该控制策略具有较强的动态解耦能力,鲁棒洼,自适应能力以及快速稳定跟踪能力.     

汽车转向/制动系统的非线性解耦内模控制

首先提出一个非线性控制系统研究汽车转向系统和防抱死制动系统的协同控制问题。该控制结构由转向控制器和制动控制器组成。为了确保系统全局稳定性,采用反馈线性化方法进行解耦。为了提高系统的鲁棒性并确保期望的动态性能,对解藕线性化的系统采用内模控制方法进行综合。然后设计适用于复杂工况的制动力分配策略。最后用仿真结果验证控制系统的有效性,它改善了汽车制动稳定性和转向性能。