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LuGre摩擦模型对伺服系统的影响与补偿 被引量:43
1
作者 周金柱 段宝岩 黄进 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期990-994,共5页
摩擦是影响伺服系统性能的一个主要因素.为了研究摩擦的影响与补偿,本文首先建立了基于动态LuGre摩擦的机电伺服系统模型.根据LuGre模型,构造了一个非线性观测器来估计摩擦力矩.然后,积分反步自适应控制算法被设计从而实现了摩擦补偿和... 摩擦是影响伺服系统性能的一个主要因素.为了研究摩擦的影响与补偿,本文首先建立了基于动态LuGre摩擦的机电伺服系统模型.根据LuGre模型,构造了一个非线性观测器来估计摩擦力矩.然后,积分反步自适应控制算法被设计从而实现了摩擦补偿和负载扰动估计,并使用Lyapunov函数证明了闭环系统的稳定性.仿真结果表明:LuGre摩擦会对伺服系统产生极限环振荡以及低速爬行的影响,并且提出的补偿方法能够降低摩擦对伺服系统性能的影响以及提高了系统的跟踪精度和鲁棒性. 展开更多
关键词 LuGre摩擦模型 摩擦补偿 积分反步自适应控制 伺服系统
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一种基于椭球凸集的结构非概率可靠性模型 被引量:25
2
作者 乔心州 仇原鹰 孔宪光 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期203-208,共6页
研究了用椭球凸集描述结构不确定参数情况的非概率可靠性问题。构建了一种基于椭球凸集的结构非概率可靠性模型,提出了以结构安全域的体积与基本变量域的体积之比作为结构可靠性度量指标,并证明了所提出的非概率可靠性模型与概率可靠性... 研究了用椭球凸集描述结构不确定参数情况的非概率可靠性问题。构建了一种基于椭球凸集的结构非概率可靠性模型,提出了以结构安全域的体积与基本变量域的体积之比作为结构可靠性度量指标,并证明了所提出的非概率可靠性模型与概率可靠性模型的相容性。在椭球确定区间向量的条件下,揭示了基于凸集和基于区间的非概率可靠性模型之间的函数关系,并通过算例结果表明,区间模型非概率可靠度相对于凸集模型非概率可靠度更保守。 展开更多
关键词 结构可靠性 非概率可靠性模型 椭球凸集模型 区间模型 相容性
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肌腱驱动连续体/软体机器人控制策略 被引量:19
3
作者 王红红 杜敬利 保宏 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期626-640,共15页
深入分析了为肌腱驱动连续体机器人开发的各种控制器,以作为肌腱驱动连续体机器人领域未来应用的参照.控制策略分为基于模型的控制和无模型控制,其中,基于模型的控制可分为静态控制、动态控制及几何运动学模型控制;而无模型控制是一个... 深入分析了为肌腱驱动连续体机器人开发的各种控制器,以作为肌腱驱动连续体机器人领域未来应用的参照.控制策略分为基于模型的控制和无模型控制,其中,基于模型的控制可分为静态控制、动态控制及几何运动学模型控制;而无模型控制是一个相对未知的领域,本文主要从无模型静态控制、无模型动态控制及无模型形状感知控制3个方面进行全面分析.最后,对基于模型和无模型的各种控制策略进行了综合评价,并对该领域未来的研究方向进行了展望. 展开更多
关键词 软体机器人 连续体机器人 运动控制 肌腱驱动 控制策略
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微通道冷板在有源相控阵天线上的应用 被引量:19
4
作者 王从思 宋正梅 +3 位作者 康明魁 普涛 李江江 刘超 《电子机械工程》 2013年第1期1-4,13,共5页
由于相控阵雷达热流密度的不断增长和较高的可靠性要求,其冷却技术也面临着极大的挑战,微通道散热技术成为应对这一挑战的新方法。文中分析了矩形微通道冷板的高宽比、通道宽度、流体入口速度和温度对其换热特性的影响,在此基础上得出... 由于相控阵雷达热流密度的不断增长和较高的可靠性要求,其冷却技术也面临着极大的挑战,微通道散热技术成为应对这一挑战的新方法。文中分析了矩形微通道冷板的高宽比、通道宽度、流体入口速度和温度对其换热特性的影响,在此基础上得出矩形微通道冷板的一组最佳结构参数。相控阵雷达微通道冷板和普通S型冷板的散热效果比较表明,微通道冷板能更高效地对相控阵雷达进行散热,为相控阵雷达散热提供了一种新方法。 展开更多
关键词 有源相控阵天线 微通道冷板 冷却 散热
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PLC软冗余系统性能分析 被引量:17
5
作者 马伯渊 吕京梅 张志同 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期98-101,共4页
研究了西门子可编程控制器(PLC)软冗余系统的软硬件组成及实现原理。典型的PLC软冗余系统由主/备的CPU、电源、I/O模块和总线等组成。一旦发生故障,备CPU接替主CPU工作,保证系统正常运行。分析了PLC软冗余系统在主CPU、电源、I/O模块和P... 研究了西门子可编程控制器(PLC)软冗余系统的软硬件组成及实现原理。典型的PLC软冗余系统由主/备的CPU、电源、I/O模块和总线等组成。一旦发生故障,备CPU接替主CPU工作,保证系统正常运行。分析了PLC软冗余系统在主CPU、电源、I/O模块和Profibus总线等分别发生故障情况下,不同故障发生时刻引发的软件中断和主备切换过程,得出了相应的主/备切换时间极限值的估算公式。分析了PLC软冗余系统的数据同步过程,得出了数据同步时间的估算公式。通过分析可知,PLC软冗余系统的主备切换时间和数据同步时间较长,适合于对实时性要求不严格的生产过程控制。 展开更多
关键词 软冗余 主备切换 数据同步 可编程控制器 网络故障
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空间可展开天线展开过程轨迹与控制系统集成设计 被引量:17
6
作者 张逸群 段宝岩 李团结 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期21-28,共8页
针对空间可展开天线展开过程中冲击过大的问题,提出一种天线展开轨迹与控制系统集成设计方法。利用贝塞尔曲线合成驱动索的输入轨迹,通过天线的运动学关系表达式,可以得到天线展开过程的运动输出轨迹。讨论通过改变贝塞尔曲线控制点位... 针对空间可展开天线展开过程中冲击过大的问题,提出一种天线展开轨迹与控制系统集成设计方法。利用贝塞尔曲线合成驱动索的输入轨迹,通过天线的运动学关系表达式,可以得到天线展开过程的运动输出轨迹。讨论通过改变贝塞尔曲线控制点位置得到不同天线展开轨迹的可行性,继而为最优展开轨迹设计提供了依据。并基于天线的动力学分析,给出针对展开天线特点的控制系统设计方案。考虑展开轨迹和控制系统的耦合关系,基于优化的方法同时选择贝塞尔曲线控制点位置及控制器增益系数,达到减小天线在展开过程中所受冲击的目标。讨论优化过程中涉及的设计变量及约束方程表达式,该设计问题的求解方法,并给出了仿真步骤。结合典型算例的数值结果,说明该集成设计方法的有效性和合理性。 展开更多
关键词 可展开天线 展开过程 控制 集成设计
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一种雷达天线伺服系统结构与控制的集成设计研究 被引量:15
7
作者 李素兰 黄进 段宝岩 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第19期140-146,共7页
雷达天线的性能主要取决于其伺服系统的设计水平。伺服系统的设计包括结构设计和控制设计两部分,这两部分是相互影响紧密耦合的。一般所采用的设计方法是对结构系统和控制系统先分别设计,然后再根据要求进行调校,这往往会导致产品研制... 雷达天线的性能主要取决于其伺服系统的设计水平。伺服系统的设计包括结构设计和控制设计两部分,这两部分是相互影响紧密耦合的。一般所采用的设计方法是对结构系统和控制系统先分别设计,然后再根据要求进行调校,这往往会导致产品研制的周期长、成本高、性能差、结构笨重,不能保证伺服系统总体的综合性能最优。针对雷达天线伺服系统设计中存在的结构设计与控制设计相分离的问题,提出一种结构与控制集成优化设计的模型,给出求解策略与方法,并进而应用于三个典型例子,取得了满意的结果。数值例子和实物试验都验证了上述雷达天线伺服系统结构与控制的集成设计模型与方法的有效性和正确性。该模型与方法对其他伺服系统的设计也具有一定的参考和借鉴价值。 展开更多
关键词 雷达 结构 伺服机构 集成设计
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一种自抗扰控制器参数的学习算法 被引量:16
8
作者 武雷 保宏 +1 位作者 杜敬利 王从思 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期556-560,共5页
针对自抗扰控制器(Automatic disturbance rejection controller,ADRC)参数多且耦合性强,参数难于被确定的问题,提出了一种ADRC参数的自动调整算法.该算法以构造的控制性能函数为学习目标,根据参数对性能指标的影响,通过惩罚函数在线不... 针对自抗扰控制器(Automatic disturbance rejection controller,ADRC)参数多且耦合性强,参数难于被确定的问题,提出了一种ADRC参数的自动调整算法.该算法以构造的控制性能函数为学习目标,根据参数对性能指标的影响,通过惩罚函数在线不断更新参数在有界区间内的概率密度分布,使得控制参数最优值的概率密度值最大.通过开环不稳定系统算例和对工业机电驱动器单元(Industrial mechatronic drives unit,IMDU)的控制实验,仿真和实验结果证明了该算法的有效性. 展开更多
关键词 自抗扰控制器 自动调整 控制参数 工业机电驱动器单元
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微波天线多场耦合理论模型与多学科优化设计的研究 被引量:15
9
作者 段宝岩 王猛 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2051-2060,共10页
建立了微波反射面天线、平板裂缝天线及有源相控阵天线的多场耦合理论模型,并给出了相应的求解策略与方法,研究了系统误差、随机误差及温度等因素对天线电性能的影响,通过实验验证了模型及求解方法的正确性.最后,通过引入统一的设计向... 建立了微波反射面天线、平板裂缝天线及有源相控阵天线的多场耦合理论模型,并给出了相应的求解策略与方法,研究了系统误差、随机误差及温度等因素对天线电性能的影响,通过实验验证了模型及求解方法的正确性.最后,通过引入统一的设计向量建立了基于多场耦合理论的多学科优化设计模型,降低了设计工作的重复性,减少了后期的调试难度. 展开更多
关键词 微波天线 多场耦合 理论模型 求解策略 多学科优化设计
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基于机电耦合的反射面天线副面位置调整方法 被引量:15
10
作者 项斌斌 王从思 +3 位作者 王伟 连培园 张树新 保宏 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期489-497,共9页
为了更加直接有效地通过调整副面位置来提高双反射面天线的电性能,基于机电耦合思想,建立了副面位置调整量与远场电性能间的直接关系式,分析了副面横向和纵向位置偏差的影响。采用优化方法建立了副面位置调整量优化模型,获得了多个仰角... 为了更加直接有效地通过调整副面位置来提高双反射面天线的电性能,基于机电耦合思想,建立了副面位置调整量与远场电性能间的直接关系式,分析了副面横向和纵向位置偏差的影响。采用优化方法建立了副面位置调整量优化模型,获得了多个仰角时的副面最佳位置。为实现全仰角范围副面位置的实时调整,对多个仰角副面位置调整参数进行了参数拟合。以26m天线为对象进行了案例分析,其结果表明采用文章所述方法能够直接有效地获得不同工况时的副面最佳调整参数,并实现电性能的最优化,对天线结构重力变形进行有效地主动补偿。 展开更多
关键词 双反射面天线 机电耦合 主动补偿 副面位置调整
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风洞试验绳牵引冗余并联机器人的刚度增强与运动控制 被引量:14
11
作者 刘欣 仇原鹰 盛英 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1156-1164,共9页
以一种应用于低速风洞试验的6自由度绳牵引冗余并联机器人为研究对象,解决飞行器模型在风荷作用下动态定位误差大、力学测量精度不高的问题。运用微分变换推导了该机器人的刚度解析表达式;分别建立了末端执行器和驱动系统的动力学模型;... 以一种应用于低速风洞试验的6自由度绳牵引冗余并联机器人为研究对象,解决飞行器模型在风荷作用下动态定位误差大、力学测量精度不高的问题。运用微分变换推导了该机器人的刚度解析表达式;分别建立了末端执行器和驱动系统的动力学模型;针对系统冗余驱动、强耦合和非线性的特点,设计了基于刚度增强准则的关节空间比例微分(PD)修正前馈控制器,实现了以提高飞行器升力方向、顺风向和俯仰转动方向刚度为目标的绳系张力优化分配。数值仿真算例表明,与基于张力极小准则的控制器相比,前者有效地提高了飞行器的动态定位精度。 展开更多
关键词 绳牵引并联机器人 冗余驱动 刚度 张力优化分配 运动控制
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基于多目标遗传算法的虚拟人作业姿态仿真 被引量:13
12
作者 武维维 叶林梅 +1 位作者 邵晓东 刘焕玲 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期155-164,共10页
针对虚拟人作业姿态仿真操作复杂和仿真所得姿态逼真性不足的问题,提出一种基于多目标遗传算法的虚拟人作业姿态仿真方法。建立了作业环境中虚拟人的人机因素目标函数与姿态参数的映射关系,在此基础上构建了面向虚拟人作业姿态仿真的多... 针对虚拟人作业姿态仿真操作复杂和仿真所得姿态逼真性不足的问题,提出一种基于多目标遗传算法的虚拟人作业姿态仿真方法。建立了作业环境中虚拟人的人机因素目标函数与姿态参数的映射关系,在此基础上构建了面向虚拟人作业姿态仿真的多目标优化问题。通过多目标遗传算法计算得出该虚拟人作业姿态参数优化问题的Pareto最优解集,根据各人机因素权重对解集排序并挑选最优值对应的姿态参数方案作为最佳姿态解。仿真结果表明,该方法可以生成自然逼真的虚拟人作业姿态,在多样化的作业环境下表现出良好的适用性。 展开更多
关键词 虚拟人 作业姿态 仿真 多目标优化 遗传算法 人机因素
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赋形卡氏天线主面变形的副面实时补偿 被引量:13
13
作者 冷国俊 王伟 +1 位作者 段宝岩 李小平 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期996-1000,共5页
针对赋形卡氏天线主面变形导致电性能变差的情况,提出了一种通过实时调整副面位置对其进行补偿的方法。根据最小二乘法对赋形主面的母线离散数据进行分段抛物线拟合,用得到的一组标准抛物环面对变形后的主面进行最佳吻合,同时限定各抛... 针对赋形卡氏天线主面变形导致电性能变差的情况,提出了一种通过实时调整副面位置对其进行补偿的方法。根据最小二乘法对赋形主面的母线离散数据进行分段抛物线拟合,用得到的一组标准抛物环面对变形后的主面进行最佳吻合,同时限定各抛物环面满足同焦轴约束。通过优化计算得出主面吻合参数,再根据主副面的匹配关系,计算副面的空间位置调整参数。将各工况下的副面调整参数存入数据库,实时调用以补偿主面变形。对某64m天线进行了案例验证,得到了满意的结果。 展开更多
关键词 深空网 赋形反射面 主面变形 副面补偿 最佳吻合抛物面
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结构变形对相控阵天线电性能的影响分析 被引量:13
14
作者 王从思 康明魁 +1 位作者 王伟 普涛 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期1644-1649,共6页
分析阵面变形误差对有源相控阵天线(active phased array antenna,APAA)电性能的影响,对研究和发展高性能APAA非常重要。将阵面随机误差和阵面变形作为附加的相位因子引入到天线方向图函数中,建立了平面矩形APAA的阵面变形误差与电性能... 分析阵面变形误差对有源相控阵天线(active phased array antenna,APAA)电性能的影响,对研究和发展高性能APAA非常重要。将阵面随机误差和阵面变形作为附加的相位因子引入到天线方向图函数中,建立了平面矩形APAA的阵面变形误差与电性能之间的结构-电磁耦合模型,并仿真分析了阵面存在变形误差时的天线远场方向图。通过所提方法与结论,工程设计人员可对加工公差提出更合理的要求。 展开更多
关键词 有源相控阵天线 变形误差 电性能 耦合分析
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绳牵引并联机器人工作空间的存在条件证明及一致求解策略 被引量:12
15
作者 刘欣 仇原鹰 盛英 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期27-34,共8页
研究欠约束、完全约束及冗余约束绳牵引并联机器人的工作空间,提出适用于三类约束的绳牵引并联机器人工作空间的一致求解策略。由作用力单向性的共同特点,将力封闭手指抓取机器人的凸条件引入至一般绳牵引并联机器人,得到其可控工作空... 研究欠约束、完全约束及冗余约束绳牵引并联机器人的工作空间,提出适用于三类约束的绳牵引并联机器人工作空间的一致求解策略。由作用力单向性的共同特点,将力封闭手指抓取机器人的凸条件引入至一般绳牵引并联机器人,得到其可控工作空间的存在定理。基于存在定理、凸集理论、线性代数理论和投影定理,以推论的形式给出三类约束绳牵引并联机器人工作空间存在的普遍条件,并进行充分必要性证明。给出工作空间存在的普遍条件为,机器人结构矩阵满秩,且结构矩阵的列矢量与广义外力矢量在空间超平面法向矢量方向上的投影满足方向与大小平衡。根据定理和推论,提出一种适用于三类约束绳牵引并联机器人工作空间的一致求解策略,并应用一致求解策略对三个典型机器人的工作空间进行求解和对比分析。 展开更多
关键词 绳牵引并联机器人 工作空间 一致求解策略 凸集理论 投影定理
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可修复的k/n表决系统的可靠性分析 被引量:12
16
作者 方永锋 陈建军 曹鸿钧 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期180-184,206,共6页
根据强度-应力干涉理论,给出了k/n表决系统的单元在多次随机作用下且单元抗力退化情况下的动态可靠性指标计算模型,由可靠性指标求得单元的动态失效概率.根据单元的动态失效概率,给出了在多次随机外部作用下,单元失效数目变化的概率,再... 根据强度-应力干涉理论,给出了k/n表决系统的单元在多次随机作用下且单元抗力退化情况下的动态可靠性指标计算模型,由可靠性指标求得单元的动态失效概率.根据单元的动态失效概率,给出了在多次随机外部作用下,单元失效数目变化的概率,再由可修复k/n系统所具有的马尔可夫性质,给出了在多次随机外部作用下的可修复k/n系统的转移概率,由转移概率获得概率密度矩阵,通过求解微分方程组计算出系统的动态可靠度.最后通过算例说明该方法方便易行,计算结果符合工程实际. 展开更多
关键词 随机作用 可修复 k/n系统 动态 可靠性
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大型反射面天线变形补偿技术研究进展 被引量:11
17
作者 王从思 李江江 +5 位作者 朱敏波 王伟 李辉 康明魁 普涛 宋正梅 《电子机械工程》 2013年第2期5-10,共6页
随着大口径、高频段反射面天线的应用,由重力、热和风等因素引起的主反射面变形会导致天线性能明显下降。如果合理的天线设计还不能满足性能要求,需采用补偿方法来提升天线性能。文中综合介绍了常见的两种补偿方法:机械补偿方法和电子... 随着大口径、高频段反射面天线的应用,由重力、热和风等因素引起的主反射面变形会导致天线性能明显下降。如果合理的天线设计还不能满足性能要求,需采用补偿方法来提升天线性能。文中综合介绍了常见的两种补偿方法:机械补偿方法和电子补偿方法。通过对各种方法的总结来展望未来大型高精度天线补偿技术的发展方向。 展开更多
关键词 反射面天线 变形 副面 补偿
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基于阵面变形误差的有源相控阵天线电性能分析 被引量:10
18
作者 王从思 康明魁 王伟 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2520-2526,共7页
有源相控阵天线(Active Phased Array Antenna,APAA)阵面安装产生随机误差,振动冲击、热功耗等引起阵面变形,二者产生的阵面结构变形误差会导致天线电性能的下降,已成为实现高性能APAA的难点之一.将阵面变形误差作为附加的相位因子引入... 有源相控阵天线(Active Phased Array Antenna,APAA)阵面安装产生随机误差,振动冲击、热功耗等引起阵面变形,二者产生的阵面结构变形误差会导致天线电性能的下降,已成为实现高性能APAA的难点之一.将阵面变形误差作为附加的相位因子引入到天线方向图函数中,建立了平面矩形APAA阵面变形误差与电性能之间的结构-电磁耦合模型,并仿真分析了天线阵元个数变化时,阵面变形误差对天线电性能的影响规律. 展开更多
关键词 有源相控阵天线 变形误差 电性能 耦合分析
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反射面天线机电场耦合关系式及其应用 被引量:10
19
作者 王从思 段宝岩 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1431-1435,共5页
针对反射面天线随机误差和系统误差的特点,通过对Ruze公式、最佳吻合和提出的机电场耦合关系式的分析比较,从理论上研究了三者的差别.即Ruze公式未考虑反射面的系统误差,从而导致对天线结构设计和制造精度要求往往过高,而最佳吻合虽考... 针对反射面天线随机误差和系统误差的特点,通过对Ruze公式、最佳吻合和提出的机电场耦合关系式的分析比较,从理论上研究了三者的差别.即Ruze公式未考虑反射面的系统误差,从而导致对天线结构设计和制造精度要求往往过高,而最佳吻合虽考虑了系统误差,但未考虑随机误差.机电场耦合关系式则将两种误差同时考虑进去了,并将电性能表示为结构设计变量的函数.三个典型反射面天线的实际计算验证了机电场耦合关系式的正确性与有效性,同时也表明新的场耦合关系式可综合考虑机械结构设计与电磁设计,实现反射面天线的机电集成设计. 展开更多
关键词 反射面天线 随机误差 系统误差 Ruze公式 场耦合模型
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结构安全系数和非概率可靠性度量研究 被引量:10
20
作者 乔心州 仇原鹰 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期916-920,共5页
研究了用区间变量描述不确定参数时,结构安全系数和非概率可靠性度量及其相互关系.讨论了中心、非概率及区间三种安全系数的关系.对可靠性指标、集合可靠度两种非概率可靠性度量进行了对比分析.最后建立了安全系数和非概率可靠性度量的... 研究了用区间变量描述不确定参数时,结构安全系数和非概率可靠性度量及其相互关系.讨论了中心、非概率及区间三种安全系数的关系.对可靠性指标、集合可靠度两种非概率可靠性度量进行了对比分析.最后建立了安全系数和非概率可靠性度量的函数关系.研究结果拓展了结构非概率设计理论. 展开更多
关键词 安全系数 非概率可靠性 可靠性指标 集合可靠度 区间变量
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