一种陀螺稳定平台自适应模糊-PID复合控制方法

机械摩擦、器件工作饱和区等不确定因素会导致陀螺稳定平台系统参数的波动和非线性特性,为解决非线性因素对稳定平台控制系统性能的影响,提出了一种自适应模糊-PID复合控制方法。引入自适应因子δ实现模糊控制和PID控制的复合,误差较大时增强模糊控制的作用以加快系统响应,误差较小时增强PID控制的作用以实现无静差调节。采用自调整量化因子ker(er)、kec(ec)实现基本论域的在线调整,提高了模糊控制器的灵敏度。仿真结果表明,在干扰冲击和短时常值干扰情况下,自适应模糊-PID复合控制与常规模糊控制相比,抗干扰能力显著增强,平台稳定精度提高0.4'左右。     

模糊-线性双模控制在平台稳定回路中的应用

为了克服单闭环系统平台稳定回路在抗干扰性能方面的欠缺,引入速度反馈的双闭环控制。在此基础上,通过多种模糊控制方法的仿真、分析、比较,采用模糊-线性双模控制方案对系统进行校正,模糊-线性双模控制的速度环以及位置环的线性控制器结构都与线性双闭环控制的相同,位置环的模糊控制器为修正因子自调整无量化模糊控制器,利用输出强度系数实现两种控制的平滑过渡,克服了常规模糊-线性双模控制器的切换点选择困难,在误差较大时,模糊控制器起主要作用,以提高系统的动态特性;误差较小时,PID控制器起主要作用,使线性控制和模糊控制的输出实现了平滑过渡,使系统在速度、精度尤其抗干扰能力方面均有良好的效果。     

模糊控制理论在有源磁悬浮系统中的应用

建立了陀螺浮子磁悬浮数学模型,对该系统进行了MATLAB仿真并分析了该系统的刚度和阻尼特性。在此基础上,计算了满足刚度和阻尼特性的PID控制器参数,仿真结果表明,基于刚度和阻尼特性的PID控制器能够基本满足系统的要求,但响应时间过长。因此进行了模糊控制理论在磁悬浮系统中的研究,提出了模糊-PID控制。以经典PID控制器参数为参考,建立了模糊控制隶属度函数,设计了模糊控制表格,并对模糊-PID控制器在该系统中的应用进行了仿真研究,仿真结果表明,建立在经典PID控制器基础上的模糊-PID控制能够得到较好的稳态特性和动态性能,鲁棒性也得到增强,能够在一定程度上提高液浮陀螺仪的精度和抗干扰能力。     

仿鱼尾推进器在动力航向控制上的应用

传统的螺旋桨推进器工作噪声大,效率低,而仿鱼尾推进器技术有望改进这些不足,从而提出利用仿鱼尾推进动力定位的思想。通过对鱼尾推进模式和动力学的研究,设计出了最佳参数的仿鱼尾推进器。首先根据力的分解和拉格朗日动力学方程,计算出了前向推进力和各关节转矩,为课题研究奠定了力学基础;在动力定位控制研究中,通过惯性测量装置获取运动信息,采用卡尔曼滤波的数据融合算法实现姿态信息的解算,建立x方向上的空间运动模型并使用模糊自适应PID算法和传统PID算法仿真模拟。系统稳定性分析显示,PID控制存在14%的超调,而模糊自适应PID控制算法没有出现超调,两者的稳定时间均在240 s左右。最后由仿真分析验证模糊自适应PID算法更适合动力定位控制。     

陀螺Fuzzy-PID温度控制系统研究

对于具有大时间延迟环节并难以建立精确数学模型的陀螺温度控制系统,提出采用模糊自整定PID控制参数的Fuzzy-PID陀螺温度控制方法。该方法可以集模糊控制与PID控制之所长,有较好的抗干扰能力。温控及高低温实验证明,该系统可以达到所要求的快速启动、输出稳定并能较好适应工作环境变化等精度要求。     

漂浮基柔性关节空间机器人自适应滑模运动控制及振动主动抑制

讨论了关节柔性且系统参数不确定的漂浮基空间机器人系统的动力学建模过程、运动轨迹跟踪控制算法设计及系统柔性振动的主动抑制问题。利用系统动量、动量矩守恒关系和拉格朗日法对系统动力学进行分析,并建立系统动力学方程。基于奇异摄动法将系统分解为表示系统刚性运动部分的慢变子系统和表示系统柔性运动部分的快变子系统。针对慢变子系统提出了一种自适应滑模控制算法。该控制算法是由基于滑模面的等效控制项、自适应控制项和PID反馈控制项组成。因此,它集合了滑模控制、自适应算法和PID技术的优点,且弥补了三种算法各自的缺点。该控制算法能够有效地补偿系统的转动误差和不确定参数,提高控制系统的精度。针对快变子系统,提出基于速度差值的反馈控制算法来抑制柔性关节引起的系统柔性振动,保证系统的稳定性。最后,通过仿真实验证明了提出的混合控制算法的有效性。     

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在仿真研究1/4车体二自由度液压半主动悬架的基础上,设计了一种 用于1/2车体的液压半主动悬架的参数自整定模糊PID控制器,并利用模糊控制规则对 PID参数进行在线修改. 以正弦信号路面、脉冲信号路面和C级路面3种典型路面作为输入 信号,应用MATLAB/Simulink控制系统仿真软件对该半主动悬架模型进行的计算机仿真表明, 具有模糊PID控制器的半主动悬架在提高车辆乘坐的舒适性方面要明显优于一般的模糊控制 悬架,具有更好的自适应能力.     

承重试验台同步加载系统设计计算及模糊PID耦合调平控制

针对试验台加载系统需具有高效率、快响应和高同步精度的特点,设计了一套液压油路系统,并开发了一种模糊PID交叉耦合同步调平四缸的控制算法。通过对理论模型输出位移的实时跟踪,实现了试验台的同步加载和精确调平控制。基于AMESim建立的同步加载系统的仿真结果,验证了主从式控制与模糊PID交叉耦合控制方案设计的合理性和可靠性。调平系统实验进一步表明,改变四液压油缸负载值使液压油缸负载不同步,可明显提高系统的高精度同步性能。     

承重试验台同步加载系统设计计算及模糊PID耦合调平控制

针对试验台加载系统需具有高效率、快响应和高同步精度的特点，设计了一套液压油路系统，并开发了一种模糊PID交叉耦合同步调平四缸的控制算法。通过对理论模型输出位移的实时跟踪，实现了试验台的同步加载和精确调平控制。基于AMESim建立的同步加载系统的仿真结果，验证了主从式控制与模糊PID交叉耦合控制方案设计的合理性和可靠性。调平系统实验进一步表明，改变四液压油缸负载值使液压油缸负载不同步，可明显提高系统的高精度同步性能。     

分布式驱动电动汽车主动悬架T–S模糊控制研究

分布式驱动电动汽车,由于簧下质量增大,导致车轮振动加剧,进而影响车辆平顺性及行驶安全性。为有效抑制分布式驱动电动汽车垂向振动恶化,设计了一种主动悬架T–S模糊控制器,构建了分布式驱动电动汽车1/4悬架动力学模型,基于Matlab/Simulink在B级随机路面及变路面工况下进行动力学仿真,考虑了控制器在车辆参数不确定时的自适应性,探究了T–S模糊控制器在车辆变参数条件下的控制效果,并与PID控制的主动悬架及传统的被动悬架进行比较,通过硬件在环实验验证了控制效果。结果表明,所提出的分布式驱动电动汽车主动悬架T–S模糊控制策略可有效提升车辆的平顺性指标,相对于PID控制及被动悬架,T–S模糊控制也具有更好的多工况自适应能力。     

On elastocapillarity: A review

Elastocapillary phenomena involving elastic deformation of solid structures coupled with capillary effects of liquid droplets/films can be observed in a diversity of fields,e.g.,biology and microelectromechanical systems(MEMS).Understanding the physical mechanisms underlying these phenomena is of great interest for the design of new materials and devices by utilizing the effects of surface tension at micro and nano scales.In this paper,some recent developments in the investigations on elastocapillary phenomena are briefly reviewed.Especially,we consider the deformation,adhesion,self-assembly,buckling and wrinkling of materials and devices induced by surface tensions or capillary forces.The main attention is paid to the experimental results of these phenomena and the theoretical analysis methods based on continuum mechanics.Additionally,the applications of these studies in the fields of MEMS,micro/nanometrology,and biomimetic design of advanced materials and devices are discussed.     

Steady rotation of a composite sphere in a concentric spherical cavity

The problem of steady rotation of a compositesphere located at the centre of a spherical container has beeninvestigated.A composite particle referred to in this paperis a spherical solid core covered with a permeable sphericalshell.The Brinkman’s model for the flow inside the composite sphere and the Stokes equation for the flow in the spherical container were used to study the motion.The torque experienced by the porous spherical particle in the presence ofcavity is obtained.The wall correction factor is calculated.In the limiting cases,the analytical solution describing thetorque for a porous sphere and for a solid sphere in an unbounded medium are obtained from the present analysis.     

弹塑性岩土介质中渗透固结问题的参数二次规划法

岩土类介质在承受荷载时,不仅产生弹塑性变形,还伴随着渗流和固结,是一个关于时间的动态过程。本文建立起处理该问题的参变量变分原理以及相应的有限元方法,这样将原问题化为求解带约束条件(本构状态方程)的二次规划问题.文中讨论了单元的选取形式及具体的实施过程,还给出了一个实例.     

THE INTERACTION OF PLANE SH－WAVES AND CIRCULAR CAVITY SURFACED WITH LINING IN ANISOTBOPIC MEDIA

ＴＨＥＩＮＴＥＲＡＣＴＩＯＮＯＦＰＬＡＮＥＳＨ－ＷＡＶＥＳＡＮＤＣＩＲＣＵＬＡＲＣＡＶＩＴＹＳＵＲＦＡＣＥＤＷＩＴＨＬＩＮＩＮＧＩＮＡＮＩＳＯＴＢＯＰＩＣＭＥＤＩＡＨａｎＦｅｎｇ（韩峰）Ｗｅｉｙａｎｇ（韦扬）ＬｉｕＤｉａｎｋｕｉ（刘殿魁）（Ｒｅｃｅｉ...     

A mixed method for the creep of a skin layer

ＡＭＩＸＥＤＭＥＴＨＯＤＦＯＲＴＨＥＣＲＥＥＰＯＦＡＳＫＩＮＬＡＹＥＲＨｕａｎｇＬｉ－ｄｕ（黄立独）ＷａｎｇＱｉｎ－ｑｕｅ（汪勤悫）（ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,Ｓｈａｎｇｈａｉ）ＭａｋＦａｋ－ｔａｔＡｒｔｈｕｒ（麦福达）（ＨｏｎｇＫｏｎｇ...     

Ⅰ型焦散线图象的微机自动处理

根据焦散线的原理,分析了Ⅰ型焦散线实验图象的特点,提出确定图像中焦散线位置的准则。基于此准则的微机图象处理,可自动精确测量Ⅰ型焦散线的最大直径。     

Analysis of Stability on Elastic Plates with Initial Imperfections

ＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＳＴＡＢＩＬＩＴＹＯＮＥＬＡＳＴＩＣＰＬＡＴＥＳＷＩＴＨＩＮＩＴＩＡＬＩＭＰＥＲＦＥＣＴＩＯＮＳＸｕＫａｉｙｕ（徐凯宇）（ＲｅｃｅｉｖｅｄＯｃｔ．５．１９９４；ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｅｄＰａｉＬｉｚｈｏｕ）ＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＳＴＡ...     

Wind induced deformation and vibration of a Platanus acerifolia leaf

Deformation and vibration of twig-connected single leaf in wind is investigated experimentally.Results showthat the Reynolds number based on wind speed and lengthof leaf blade is a key parameter to the aerodynamic problem.In case the front surface facing the wind and with an increase of Reynolds number,the leaf experiences static deformation,large amplitude and low frequency sway,reconfiguration to delta wing shape,flapping of tips,high frequencyvibration of whole leaf blade,recovery of delta wing shape,and twig-leaf coupling vibration.Abrupt changes from onestate to another occur at critical Reynolds numbers.In casethe back surface facing the wind,the large amplitude andlow frequency sway does not occur,the recovered delta wingshape is replaced by a conic shape,and the critical Reynoldsnumbers of vibrations are higher than the ones corresponding to the case with the front surface facing the wind.Apair of ram-horn vortex is observed behind the delta wingshaped leaf.A single vortex is found downstream of theconic shaped leaf.A lift is induced by the vortex,and thislift helps leaf to adjust position and posture,stabilize bladedistortion and reduce drag and vibration.     

An example of PDE with two attractors

ＡＮＥＸＡＭＰＬＥＯＦＰＤＥＷＩＴＨＴＷＯＡＴＴＲＡＣＴＯＲＳＷａｎｇＧｕａｎｘｉａｎｇ（王冠香）（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓ,ＳｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,Ｓｕｚｈｏｕ２１５００６Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）ＸｕＺｈｅｎｙｕａｎ（徐...     

Axial vibration analysis of nanocones based on nonlocal elasticity theory

Carbon nanocones have quite fascinating electronic and structural properties,whose axial vibration is seldom investigated in previous studies.In this paper,based ona nonlocal elasticity theory,a nonuniform rod model is applied to investigate the small-scale effect and the nonuniformeffect on axial vibration of nanocones.Using the modifiedWentzel-Brillouin-Kramers(WBK) method,an asymptoticsolution is obtained for the axial vibration of general nonuniform nanorods.Then,using similar procedure,the axial vibration of nanocones is analyzed for nonuniform parameters,mode number and nonlocal parameters.Explicit expressionsare derived for mode frequencies of clamped-clamped andclamped-free boundary conditions.It is found that axial vibration frequencies are highly overestimated by the classicalrod model because of ignorance of the effect of small lengthscale.