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, 改善控制精度, 并使控制输出连续。仿真实验表明, 相较于传统强化学习方法, 所提方法能够显著提高控制精度, 且可以有效抑制外界干扰力矩对系统的影响, 保证系统具有一定的抗干扰能力。     

转动惯量中的微元取法讨论

当计算同一物体绕定轴转动的转动惯量时,选取不同的微元进行积分,得出不同的结果.本文选取不同的微元对同一旋转曲面(空心球壳)和旋转球体绕直径轴转动的转动惯量进行了计算,对结果进行分析比较,总结出求物体转动惯量时,微元取法的规律.     

Study on the application of active balancing device to solve the vibration problem for the rotor with bending fault

The rotor with bending faults that occurrs on the rotating machinery usually vibrates seriously. This paper investigates to apply the active balancing device on a flexible rotor with bending faults to solve the vibration problem. Two problems are studied by finite element method firstly： Where the balance actuator is fixed on the shaft and how much the balancing capacity of the active balancing device is needed. The experiment is then carried out on the test rig, which consists of a flexible rotor with bending faults. The test results indicate that the bending rotor peak vibration response can be decreased from 550~m to 40~tm below by using the active balancing device. The peak vibration response decreases approximately by 93 %. The synchronous vibration due to the rotor bending faults can be controlled effectively by using ac- tive balancing device. The active balancing device is especially adapted to solve the problem caused by thermal distortion with time-variation and randomness, which is varied with working conditions, thus it has good practical value in practice.     

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.     

基于GA优化的质量矩拦截弹模糊滑模姿态控制

质量矩控制是一种全新的飞行控制方法,与广泛应用的空气动力控制相比,可以避免飞行器在超高马赫数飞行时舵面的气动加热问题,而且,可以提高飞行器的机动性、敏捷性和制导控制精度。以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础,通过对模型合理的简化,得到一个耦合的非线性动力学系统,利用滑模控制设计了拦截弹飞行时的姿态控制系统,提出采用模糊逻辑算法抑制系统抖振的同时,把控制系统的多个设计目标转化为不等式约束,采用遗传算法优化控制参数,控制系统性能满足设计要求。仿真结果验证了这种方法的有效性。     

嵌套Logistic模型的矩估计

讨论多元极值分布嵌套 Logistic模型 ,给出了分布参数的矩估计及其渐近协方差阵元素的显式表示和数值结果 .当边缘参数相等时 ,用合并样本估计公共参数 ,可以提高估计量的精度 .     

Alpha稳定分布噪声环境下新的类RLS自适应算法

给出在分数低阶Alpha稳定分布环境中一种新的类RLS自适应算法.由于Alpha稳定分布信号不存在有限的二阶和二阶以上矩,因此用最小p范数准则代替了传统的最小均方准则,并利用矩阵求逆定理提出一种直接递推的类RLS算法,避免了以往类RLS算法中的IRLS迭代计算,从而使算法的计算复杂度大大降低.最后对几种自适应算法进行仿真,并对其收敛特性进行了分析.结果表明,算法的收敛速度明显快于LMP和NLMP算法.     

混凝土梁弯拉断裂过程的细观分析

将混凝土看成是由骨料、砂浆和界面过渡层组成的三相复合材料.结合部分力学参数试验,采用非线性有限元对混凝土梁受弯拉破坏过程进行了数值模拟.按照试件的实际配比,由Walraven公式计算出各种粒径区间骨料的平面等效面积,然后由随机骨料模型生成混凝土数值试件.混凝土细观结构的破坏由最大拉应力准则判别,对于软化段,采用了应力张开位移模型以缓解计算结果的网格依赖性.计算结果表明:界面厚度取0.2～0.8 mm,对试件的荷载位移全曲线的影响不大;任意形状骨料与圆形骨料的计算结果相近;界面层断裂能对梁宏观荷载位移曲线的形状影响较大.     

阳台抗倾覆的结构设计要点

以生活中的阳台为实例,运用结构力学的知识分析了挑梁的受力性能,计算挑梁的两端弯矩,提出影响挑梁稳定性的各种因素,根据各种因素提出提高阳台挑梁稳定性的方法。     

纤维协同效应下超高性能混凝土的弯曲性能

为研究钢-聚丙烯粗纤维对超高性能混凝土（UHPC）的弯拉性能影响，采用四点弯曲试验，得到不同掺量（钢纤维与聚丙烯粗纤维掺入体积分数分别为0、0.5%、1.0%、1.5%）组合下的荷载-挠度曲线，从试件破坏形态、抗弯强度、弯曲韧性等方面进行阐述，并且利用单掺纤维拟合公式引出一个可行性较高的评价模型，并利用该模型对混杂纤维的协同效应进行分析，最后结合扫描电子显微镜（SEM）对混杂纤维UHPC微观结构进行观测。试验结果表明：钢-聚丙烯粗纤维的掺入显著提高了UHPC的抗弯强度，提高幅度为17.8%～101.2%；同时利用提出的模型发现混杂纤维的协同效应在总纤维掺入体积分数为1.5%～2.0%时呈现正协同效应，并在钢纤维与聚丙烯粗纤维掺入体积分数为1.0%时取得最好的正协同效应；另外，与不掺纤维的试件相比，钢纤维与聚丙烯粗纤维的加入分别使基体试件的初裂韧度提升了51.8%～98.2%与33.9%～48.2%，同时在钢纤维掺入体积分数为1.0%和聚丙烯粗纤维掺入体积分数为1.0%的搭配比例下，对UHPC弯曲韧性的改善效果最优，进一步验证了纤维协同效应评价模型；最后在微观层面揭示了纤维混杂产生的协同...