基于模糊强化学习的双轮机器人姿态平衡控制

针对单轨双轮机器人在静止情况下存在的固有静态不稳定问题,提出一种基于模糊强化学习(简称为Fuzzy-Q)的控制方法.首先,运用拉格朗日法建立带控制力矩陀螺的系统动力学模型.然后,在此基础上设计表格型强化学习算法,实现机器人的稳定平衡控制.最后,针对算法存在的控制精度不高和控制器输出离散等问题,采用模糊理论泛化动作空间,...     

天宫一号基于控制力矩陀螺的智能多模自适应姿态控制系统设计与验证

天宫一号是目前我国在轨运行的体积最大、重量最重的载人航天器.它具有变构型、变参数的特性,采用控制力矩陀螺系统和喷气推进系统实现高精度、高稳定度姿态控制.本文通过对天宫一号控制对象参数缓变和跳变相结合特点的分析,规划了高可靠灵活的控制策略,设计了智能多模自适应姿态控制系统.利用智能控制中规则集设定多模自适应控制的指标切换函数分配,利用多模自适应控制算法建立多模型控制器实现不同控制对象,不同控制任务的姿态控制.天宫一号通过地面测试和物理仿真试验,最后发射在轨运行,与神舟八号、神舟九号、神舟十号载人飞船圆满完成交会对接任务,充分验证了姿态控制系统设计的正确性和有效性.该设计方法在解决大型航天器变构型、变参数组合体姿态控制方面有突出优点,在未来的载人航天领域空间站建设具有应用前景.     

微石英音叉陀螺激励与检测电极的研究

根据弹性力学和静电理论建立压电梁弯曲振动时晶体内电场分布的泊松方程,研究微石英音叉陀螺不同形式的激励与检测电极的性能,对泊松方程求解,得出了几种典型电极形式下压电梁内电场的分布表达式,计算驱动电极的等效体力和检测电极的压电电流。根据等效体力和压电电流的大小确定出了最佳驱动电极和检测电极的形式,给出了微石英音叉陀螺电极性能的研究方法。     

旋转自动补偿捷联惯导系统技术研究

利用旋转法补偿陀螺漂移是提高捷联惯导系统精度的有效途径之一。由于旋转的引入,惯性测量单元中陀螺的常值漂移将被调制成周期性信号,通过积分运算可以有效地消除常值陀螺的漂移影响。提出了一种新的单轴旋转调制方案,对该方案进行了理论推导、分析和仿真。与以往的单轴旋转方式及未采用旋转方式时的导航误差进行了比较,结果表明本方案可以消除所有方向上陀螺常值漂移的影响,从而大大提高位置和姿态精度。     

FPC构型中部分陀螺失效后奇异性对比

从奇异性分析角度对单框架控制力矩陀螺(SGCMG)的五棱锥构型(FPC)及其失效情况进行了研究.分别对1只陀螺失效及2只陀螺失效可能产生的各种构型进行了分析,给出了相应的奇异点角动量图并对几种重构后的构型评价指标进行计算和对比,更加深入地理解FPC构型及其失效重构后的性能.该文研究结果可为失效模式下的操纵律设计提供参考.此外,当FPC构型中有陀螺作为备份时,该文研究结果也为备份的选择提供了依据.     

关于悬浮陀螺式气体流量传感器的研究与开发

介绍一种基于流体动力学悬浮效应的新型气体流量传感器。它不仅结构简单，而且运行稳定，性能可靠。并从实验方面讨论了转子小球的关键影响量以及如何获取壳体的最佳内型尺寸。除此之外，还从理论上对传感器的运行机理进行了探讨。     

船靠码头校正磁罗经自差

鉴于目前船舶导航设备的日益完备以及磁罗经在船上的地位和航运事业的发展，提出了船舶靠码头校正倾斜自差、半圆自差、象限自差和测定自差的方法，这对校正磁罗经自差具有实际的指导意义。     

陀螺飞轮动力学特征分析

陀螺飞轮因其系统实现的高集成度而具有体积小,质量轻等优点,已经被尝试应用于微小卫星的姿态控制中。建立了陀螺飞轮的线性动力学模型,并对此模型进行了零极点分析,得到了其与动力调谐陀螺不同的动力学特征,指明陀螺飞轮具有除进动和章动以外的两个特征频率,并利用挠性体力学分析软件ADAMS原理建模的仿真分析验证了解析模型的正确性,为陀螺飞轮在姿控系统中的运用提供了被控对象特征分析的基础。     

GFMIMU/GPS组合导航系统信息融合技术研究

GFMIMU/GPS(Gyroscope Free Micro Inertial Measurement Unit/Global Positioning System)组合导航系统具有抗高g值冲击、低成本、长寿命、较高精度等优点,在低成本精确制导武器和微小型无人机具有广阔的应用前景。针对工程应用中信息融合的精度和实时性两方面的要求,运用基于模型误差预测的扩展卡尔曼滤波MEP-EKF(Extended Kalman Filter base on Model Error Predictive)方法,将MEMS(Micro Electromechanical Systems)加速度计的误差作为模型误差来考虑,对GFMIMU/GPS组合导航系统进行建模仿真,将其与EKF和UKF(Unscented Kalman Filter)方法进行了仿真比较,在方位误差角的估计上取得了比他们精度高的仿真结果,而且MEP-EKF所需时间是UKF的10%.