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悬吊式重力卸荷系统的主动式缓冲控制
1
作者 晏慧星 卢鸿谦 +2 位作者 尹航 黄显林 陈泰年 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期381-391,共11页
针对索驱悬吊式重力卸荷系统被动缓冲器带来的欠驱动问题,提出了基于气动人工肌肉(Pneumatic Artificial Muscle,PAM)主动式缓冲器控制方法。首先,分析用于地面微/低重力模拟的悬吊式重力卸荷系统,为了克服PAM高度非线性特性,提出基于... 针对索驱悬吊式重力卸荷系统被动缓冲器带来的欠驱动问题,提出了基于气动人工肌肉(Pneumatic Artificial Muscle,PAM)主动式缓冲器控制方法。首先,分析用于地面微/低重力模拟的悬吊式重力卸荷系统,为了克服PAM高度非线性特性,提出基于块结构的非线性神经网络建模方法,其次分析吊索与航天器相互作用过程中挠性引起的力扰动,最后采用非线性模型预测跟踪控制。相比传统PID控制方法,该方法具有参数调节简单,实时跟随性能好,以及对卸荷系统目标惯性参数的摄动具有控制性能不变性等优势。实验结果表明,设置不同扰动情况跟随力误差都能保证在3%以内,实验证明了基于PAM主动缓冲器的可行性,所提出的控制方法能够在挠性不确定性的情况下实现力跟随控制。 展开更多
关键词 悬吊式重力卸荷系统 气动人工肌肉 主动缓冲器 非线性模型预测跟踪控制
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分数阶微积分在滑模控制中的应用特性 被引量：19
2
作者 宋申民 邓立为 陈兴林 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期439-444,共6页
针对分数阶微积分算子的信息记忆与遗传特性,从分数阶滑模趋近律与分数阶滑模控制律两方面,对分数阶微积分算子在滑模控制理论中的应用特性进行了研究。首先,从传统滑模控制理论的几种趋近律入手,引出分数阶滑模趋近律并分析其收敛特性... 针对分数阶微积分算子的信息记忆与遗传特性,从分数阶滑模趋近律与分数阶滑模控制律两方面,对分数阶微积分算子在滑模控制理论中的应用特性进行了研究。首先,从传统滑模控制理论的几种趋近律入手,引出分数阶滑模趋近律并分析其收敛特性。其次,针对航天器姿态控制系统,设计了一种分数阶滑模控制器。最后,对比数值仿真验证了所设计控制器的良好性能,与传统滑模趋近律和传统滑模控制律相比,分数阶滑模趋近律具有较好的平滑特性,分数阶滑模控制律具有更好的抗干扰性与强鲁棒性。 展开更多
关键词 分数阶滑模控制 分数阶滑模趋近律 分数阶微积分 航天器姿态
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基于输出反馈滑模控制的分数阶超混沌系统同步 被引量：18
3
作者 邓立为 宋申民 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期2420-2427,共8页
以具有更大秘钥空间的分数阶超混沌系统为驱动系统和响应系统,利用具有实际应用意义的输出反馈滑模控制实现两个系统的同步.通过对同步误差系统方程进行结构分解,在辅助系统的基础上设计具有输出反馈特性的滑模控制律.在分数阶系统稳定... 以具有更大秘钥空间的分数阶超混沌系统为驱动系统和响应系统,利用具有实际应用意义的输出反馈滑模控制实现两个系统的同步.通过对同步误差系统方程进行结构分解,在辅助系统的基础上设计具有输出反馈特性的滑模控制律.在分数阶系统稳定性理论基础上利用MATLAB YALMIP工具箱对滑模参数进行整定,并利用分数阶Lyapunov稳定性定理证明了滑模控制律和自适应滑模控制律的稳定性.最后,数值仿真表明了本文方法的有效性和可行性. 展开更多
关键词 输出反馈 混沌同步 分数阶系统 滑模控制 分数阶微积分
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高超声速飞行器指定时间时变高增益反馈跟踪控制
4
作者 张康康 周彬 +1 位作者 蔡光斌 侯明哲 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1151-1159,共9页
研究了高超声速飞行器控制通道存在未知环境干扰时的指定时间跟踪控制问题.基于高超声速飞行器的输入输出线性化模型,借助参量Lyapunov方程的一些性质,设计一种光滑、有界的时变高增益控制律.相比于现有的高超声速飞行器有限/固定时间... 研究了高超声速飞行器控制通道存在未知环境干扰时的指定时间跟踪控制问题.基于高超声速飞行器的输入输出线性化模型,借助参量Lyapunov方程的一些性质,设计一种光滑、有界的时变高增益控制律.相比于现有的高超声速飞行器有限/固定时间控制方法,该算法不会出现抖振现象,同时收敛时间不依赖于初始状态且可以事先设定.当高超声速飞行器存在未知的有界环境匹配干扰时,该控制器能使高度和速度在指定时间跟踪上参考信号.仿真结果验证了方法的有效性. 展开更多
关键词 高超声速飞行器 指定时间控制 时变反馈 高增益反馈 非线性控制
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利用位置和加速度反馈的矩阵二阶系统特征结构配置 被引量：3
5
作者 顾大可 臧金鑫 段广仁 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2016年第3期301-305,312,共6页
考虑一类利用位置和加速度反馈二阶线性系统的特征结构配置问题.在允许闭环系统的特征值是未知的前提下,结合矩阵多项式的右互质分解提出二阶线性系统特征结构配置的参数化方法,建立反馈增益阵和特征向量矩阵的显示参数化表达式.本文涉... 考虑一类利用位置和加速度反馈二阶线性系统的特征结构配置问题.在允许闭环系统的特征值是未知的前提下,结合矩阵多项式的右互质分解提出二阶线性系统特征结构配置的参数化方法,建立反馈增益阵和特征向量矩阵的显示参数化表达式.本文涉及的参数化方法直接将二阶系统模型转化为一阶状态空间形式,从而降低了系统设计中的计算工作量,并且提出的算法简单,无"返回"步骤.最后,数值算例表明了该算法的有效性. 展开更多
关键词 矩阵二阶线性系统 位置和加速度反馈 特征结构配置 参数化方法
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五自由度气浮台位置和姿态的分数阶控制 被引量：1
6
作者 邓立为 宋申民 陈兴林 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期1-7,共7页
针对五自由度气浮台星体模拟器的姿态平台和位移平台,分别设计分数阶滑模控制器和分数阶PDμ控制器.首先,针对具有重力不平衡力矩和执行机构安装偏差的姿态平台模型,设计了模糊参数自整定的分数阶滑模控制器.利用分数阶微分算子的信息... 针对五自由度气浮台星体模拟器的姿态平台和位移平台,分别设计分数阶滑模控制器和分数阶PDμ控制器.首先,针对具有重力不平衡力矩和执行机构安装偏差的姿态平台模型,设计了模糊参数自整定的分数阶滑模控制器.利用分数阶微分算子的信息记忆性与遗传特性,在传统滑模控制中引入分数阶微分算子,利用模糊推理机制进行开关增益参数的自整定,使新型控制器具有模糊控制、分数阶微分和滑模控制等多重优点.利用分数阶Lyapunov稳定性定理,证明了系统的稳定性.其次,针对与姿态平台有耦合效应的位移平台模型,设计了分数阶PDμ控制器;最后,在仿真过程中考虑执行机构的实际运行特性,以数值仿真的形式进一步说明了所提出控制器的有效性和良好的控制性能. 展开更多
关键词 航天器姿态 分数阶微积分 分数阶滑模控制 气浮仿真平台 鲁棒控制
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基于xPC的光电平台系统半实物实时仿真 被引量：1
7
作者 黄显林 鲍文亮 +1 位作者 卢鸿谦 李明明 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期19-25,共7页
为了便捷高效地设计和调试光电平台系统的稳定、跟踪控制算法,基于Matlab的xPCTarget环境设计开发了半实物实时仿真系统。阐述了系统的总体设计方案,给出了系统软、硬件实现方法。通过半实物仿真,完成了平台的模型结构参数辨识,设计并... 为了便捷高效地设计和调试光电平台系统的稳定、跟踪控制算法,基于Matlab的xPCTarget环境设计开发了半实物实时仿真系统。阐述了系统的总体设计方案,给出了系统软、硬件实现方法。通过半实物仿真,完成了平台的模型结构参数辨识,设计并测试了比例积分控制器、校正控制器和μ综合控制器。对半实物仿真系统进行摇摆实验以评估所设计的控制系统的视轴稳定精度。实验结果显示,校正控制器因其在低频段具有更高的增益从而使系统获得了最高的稳定精度,通过实验结果可有效地选择出扰动抑制特性最优的控制器设计。 展开更多
关键词 光电平台 惯性稳定 XPC目标 半实物仿真 Μ综合
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SINS/GPS组合导航系统解析性能分析 被引量：1
8
作者 王振凯 黄显林 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1488-1493,共6页
由于SINS误差方程对载体动态和时间的依赖性,使得SINS/GPS组合导航系统性能的解析解很难获得。针对上述问题,对误差方程进行简化,在Kalman滤波稳定性的基础上,通过代数Riccati方程将不同辅助方式下SINS性能与惯性测量单元(IMU)品质、GP... 由于SINS误差方程对载体动态和时间的依赖性,使得SINS/GPS组合导航系统性能的解析解很难获得。针对上述问题,对误差方程进行简化,在Kalman滤波稳定性的基础上,通过代数Riccati方程将不同辅助方式下SINS性能与惯性测量单元(IMU)品质、GPS性能和辅助方式之间建立联系,获得解析解,为组合导航系统的设计提供新思路。研究结果表明:解析方法可以用来预估SINS/GPS组合导航系统的性能。最后,通过仿真验证了该方法的可行性与有效性。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 组合导航系统 解析性能 误差方程 位置误差 速度误差
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输入受约束线性二次调节器的时长估计
9
作者 孙勇 陈善华 +1 位作者 李贺 张卯瑞 《控制工程期刊（中英文版）》 2013年第1期12-20,共9页
对于含有输入约束的无限时长线性二次调节问题，为了将其转化为有限时长的模型预测控制问题，确定控制时长非常重要，如何快速得到保守性小的控制时长，目前还没有十分有效的算法。文章提出了一种估计控制时长的快速算法．计算零可控区... 对于含有输入约束的无限时长线性二次调节问题，为了将其转化为有限时长的模型预测控制问题，确定控制时长非常重要，如何快速得到保守性小的控制时长，目前还没有十分有效的算法。文章提出了一种估计控制时长的快速算法．计算零可控区域及其对应的顶点集，将初始状态投影到零可控区的某一个平面上，系统的初始状态可以表示成该平面上多边形顶点的凸组合，通过求解线性规划问题，得到性能指标的最小值，从而得到零可控区的控制时长的估计值。数值仿真结果表明所提出的算法具有较小的保守性，并且计算量小。 展开更多
关键词 线性二次调节器 模型预测控制 控制时长 零可控区
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两个同型部件温贮备系统的几何过程模型
10
作者 杨勇 刘海涛 +5 位作者 吴文娟 张静文 孟宪云 张建龙 付钦惠 李芳 《数学的实践与认识》 CSCD 北大核心 2013年第22期128-134,共7页
利用可靠性理论,研究了两个同型部件和一个修理工组成的可修型温贮备系统.假设两个部件的工作寿命、贮备寿命、故障后的修理时间和贮备故障后的修理时间均服从不同的指数分布,在工作故障和贮备故障都不能"修复如新"的情况下,... 利用可靠性理论,研究了两个同型部件和一个修理工组成的可修型温贮备系统.假设两个部件的工作寿命、贮备寿命、故障后的修理时间和贮备故障后的修理时间均服从不同的指数分布,在工作故障和贮备故障都不能"修复如新"的情况下,运用几何过程理论、拉普拉斯变换和补充变量方法得出该模型的一些可靠性指标. 展开更多
关键词 几何过程 补充变量 马尔可夫过程 温贮备 拉普拉斯变换
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