基于CompactRIO的四旋翼飞控实时仿真平台设计

针对四旋翼无人机实时飞行控制系统的控制算法设计与参数整定,设计了一种基于CompactRIO的飞行控制系统实时仿真平台,该平台使用两台CompactRIO作为主控制器,分别在其嵌入式实时系统(VxWorks)中运行Simulink设计的无人机动力学模型与飞行控制系统模型,并使用LabVIEW开发PC上位机监控程序,用于调整飞行状态和整定控制参数。经试验证明,该平台实用性强,可视化程度高,实时性好,能较好地对四旋翼飞控系统进行实时仿真验证。     

四旋翼惯性导航姿态解算算法的改进与仿真

为了实现四旋翼飞行器的高精度导航,提出了互补滤波法和四元数算法对传感器获得的数据进行修正,最大限度的抑制干扰误差并提高姿态角解算的准确度。首先简单推导了捷联式惯性导航系统的算法基本原理并利用互补滤波算法进行改进,然后给出了惯性导航系统的力学编排模型分析旋翼飞行器的运动姿态。最后仿真验证数据选用惯性仪表MPU6050和HMC5883所得到实测数据采集并进行仿真分析,平台处理器选用STM32来仿真惯性仪表的测量速度,最终得到实验结果证明算法可行性。     

基于自适应单神经元PID的四旋翼飞行控制研究

针对传统增量式PID控制算法在四旋翼飞行器的姿态控制中自整定参数不足的缺点,提出了一种改进的自适应单神经元PID控制算法,该算法在单神经元加权系数调整的基础上引入PSD自适应控制方法,增加了对比例系数的自适应调整;通过建立四旋翼飞行器的动力学模型和飞行试验平台对该改进算法进行仿真验证;仿真结果表明,采用自适应单神经元PID算法的控制器结构简单且响应速度快,精度高,具有更高的鲁棒性和自适应能力,能有效的实现四旋翼飞行器姿态的稳定控制。     

四旋翼无人机速度控制系统设计

微小型多旋翼无人机在气象监测、低空侦查、灾区救援等领域中具有广泛的应用。在无人机姿态控制的基础上设计速度控制系统,该速度控制系统采用加速度计、角速率陀螺仪和GPS测量数据,并设计卡尔曼滤波器来抑制传感器噪声,同时估计无法测得的状态变量。为了减小无人机的建模误差并提高控制系统鲁棒性,采用了模型参考滑模控制理论(Model Reference Sliding Mode Control,MRSMC)设计速度控制器。     

基于改进单神经元的四旋翼PID控制器设计

针对传统PID控制算法对四旋翼飞行器的姿态角进行控制时,其控制参数很难随着环境的变化进行自整定,进而影响四旋翼飞行器的稳定性的问题,提出了一种改进的PID控制算法;该算法通过改进单神经元中的K值公式提高了K_p、K_i、K_d的学习速率,从而提高了系统的响应速度;通过增加超调惩罚措施,通过适当的放大或缩小超调,可以使系统超调达到最小;通过与增量型PID、标准二次型单神经元PID算法进行比较,并且进行仿真实验;结果表明:所提方法具有参数自整定能力强且快速响应、鲁棒性强及稳定性好。     

应用四元数方法对光存储光学系统的建模

光存储中的光学系统是一种非同轴光学系统，其中各个光学元件的设计位置与装配精度是保证系统光线正常传输并获得准确信号的前提。四元数方法是一种可以方便地描述空间光线的传输计算与坐标变换的数学方法。通过将四元数引入到光学头光学系统的建模中，使用四元数法表征非同轴光学系统的传输方式，并给出建立光学元件的设计、安装参数与聚焦光斑、读出光斑之间关系的流程图。据此模型对各个独立的研究对象进行分析的结果，对光存储中光学系统的设计与生产装配工艺的制定有指导意义；同时,以此模型分析物镜的连续运动对光斑和读出信号的影响，对光学头中的可执行机构力矩器的设计有实践作用。     

基于ARX模型四旋翼飞行器的LQR控制方法

四旋翼飞行器飞行过程中具有非线性和强耦合性,导致难以建立精确的物理力学模型,针对这个难题,提出了基于多个ARX模型四旋翼飞行器的LQR控制器设计方法。ARX模型全称是带外生变量的自回归模型,LQR控制器一种基于局部线性化模型的无限时域预测控制器。该法首先基于四旋翼飞行器的动力学特性构建四旋翼飞行器多个ARX的模型结构,并利用结构化非线性参数优化方法辨识模型参数,获取满足工程精度需求的四旋翼非线性动态模型。然后,基于该模型给出了具有状态反馈的LQR控制器设计方法,并通过求解工作点的Riccati方程,获得状态反馈     

四旋翼飞行器的模型参考自适应控制研究

针对四旋翼飞行器的姿态控制中的受扰动问题,提出了使用模型参考自适应算法加强四旋翼飞行器的姿态稳定性;常规控制器对四旋翼飞行器受扰时的控制很不理想,模型参考自适应控制器在外部干扰或环境影响出现时,能够结合参考模型,提高控制系统的动态品质;结合动力学模型并加以适当简化,设计了常规反馈控制器和模型参考自适应控制器,并进行了数据仿真实验;结果表明,模型参考自适应控制器能够在很大的范围内有效屏蔽干扰,缩短稳定控制时间,验证该算法在四旋翼飞行器姿态控制中是可行有效的。     

基于RBF-ARX模型的四旋翼飞行器的预测控制

四旋翼飞行器模型的准确性对系统的控制效果和安全运行起着关键作用,具有非线性的飞行器系统较难准确建立其物理模型,提出了一种新型基于RBF-ARX模型的预测控制算法,并通过仿真和实控实验,证实了该方法可行性和有效性。     

三维转动的四元数表述

用四元数表达三维的旋转与使用矩阵相比具有两个优点：第一．几何意义明确;第二,计算简单．因此,四元数在数学、物理学和计算机图形学中具有很高的应用价值．本文详细叙述了四元数的这一功能,讨论了四元数的定义、运算、性质、几何意义和它的3种表达形式,给出了使用四元数处理点的各种几何变换的一般结论．     

A General Response System Control Method Based on Backstepping Design for Synchronization of Continuous Scalar Chaotic Signal

A general response system control method for synchronization of continuous scalar chaotic signal is presented. The proposed canonical genera/response system can cover most of the well-known chaotic systems. Conversely, each of these chaotic systems can Mso be used to construct the genera/response system. Furthermore, a novel controller of the proposed response system is designed based on backstepping technique, with which the output of the genera/response system and the given continuous chaotic signal can synchronize perfectly. Two numerical examples are given to illustrate the effectiveness of the proposed control method.     

Control and synchronization of Chaotic Attitude Control of Satellite with Backstepping controller

A backstepping control system is proposed to control and synchronize the attitude dynamics of a satellite subjected to deterministic external perturbations which induce chaotic motion when no control is affected in this paper. The proposed method is a systematic recursive design approach based on the choice of Lyapunov functions for constructing feedback control laws. The effectiveness of the proposed control scheme is verified by the simulated results.     

多智能体系统的队形控制方法及应用综述

多智能体系统队形控制的研究主要集中于队形形成、队形保持和队形变换三个方面。首先,介绍、分析了多种队形控制方法,包括轨迹跟踪法、行动选择法、假想刚体法、网络关系图分析法、动态编队法、虚拟势场法、学习控制法和混合控制法等;其次,对移动机器人、无人机、水下机器人等多智能体系统的队形控制应用进行研究;然后,给出了近年来多智能体系统队形控制的研究进展,包括基于复Laplacian矩阵的多维空间队形控制方法,其它领域技术(云计算、图像处理等)用于队形控制的研究成果,并对基于队形控制的多移动机器人和无人机搬运作了介绍;最后,给出了当前队形控制研究中尚未解决的问题,包括队形扩展,队形稳定性,通信、传感器功能,异构多智能体系统队形控制和机械臂编队等。     

基于PLC的空调机组优化运行与控制系统设计

空调机组在实际运行的过程中,由于控制手段比较单一、运行参数波动大,常常需要进行人工调控。本文以PLC控制器为核心,设计了一套智能监控终端,通过对上位机和下位机程序的设计,完成了优化运行和控制系统的设计,能够同时完成系统各运行参数的优化和各设备的自动调控,大大提高了系统的调控效率和周期,降低了运行成本。     

Gaussian Integral Formula for Quaternions Based on Class Operator's Formula of Rotation Group

There exists rare integration formulas over quaternions due to the noncommutativity of quarternions multplication. Based on the class operator's formula of rotation group we derive a Gaussian integral formula for quaternions, which is similar in form to the integration for coherent state's completeness relation.     

Special Features of Parasitic Current Formation in a Sealed-Off Cold-Cathode Thyratron with Trigger Unit Based On an Auxiliary Glow Discharge

Russian Physics Journal - Results of investigation of the glow discharge with hollow cathode and ring anode in the trigger unit of a coldcathode thyratron TPI1-10k/50 are presented. A specific...     

Function Projective Synchronization of Discrete-Time Chaotic and Hyperchaotic Systems Using Backstepping Method

In this paper, a function projective synchronization scheme is developed to investigate the function projective synchronization between the discrete-time driven chaotic system and the discrete-time response chaotic system. With the aid of symbolic-numeric computation, we use the scheme to study the function projective synchronization between 2D Lorenz discrete-time system and Hdnon discrete-time system, as well as that between 3D discrete-time hyperchaotic system and Henon-like map via three scalar controllers, respectively. Moreover numerical simulations are used to verify the effectiveness of the proposed scheme.     

基于ARINC739规范的控制显示组件仿真系统研究

通过对ARINC739规范的研究,利用接口仿真技术设计了具有真实航电组件接口特性和外形的多功能控制显示组件仿真系统;系统设计使用面向对象的设计语言,建立了符合ARINC739规范通信接口模型,解决了页面系统生成、协议故障注入等关键问题;仿真结果表明,仿真系统可以完成与其他飞机系统的数据交互和显示,协议故障注入功能对于测试其他仿真组件的故障处理功能有较大帮助。     

基于微控单元的胡克定律实验改进装置

利用自制的基于89C51微控单片机的胡克定律演示实验装置对传统的胡克定律演示实验进行了改进,改进后的实验装置用超声波精确测量弹簧的长度,在显示屏上能够直观地显示出实验温度和弹簧的长度,进而确定形变量及弹簧的弹性系数。与传统演示实验装置相比,该装置具有操作简单、直观性强、实验测量结果精确等优点,不仅可以作为教具用于课堂演示,而且可为弹簧系数的测量提供一种新的方法。     

Formation of ultracold molecules via photoassociation with blue detuned laser light

We propose a new possibility to form ultracold molecules, via photoassociation of a pair of cold atoms into vibrational levels of the external well of an excited electronic state located at intermediate interatomic distance ( ≈ 20 Bohr radii), and embedded in the dissociation continuum above its dissociation limit. The existence of such a well is demonstrated by conventional free-free absorption spectroscopy at thermal energies. Estimation for cold atom photoassociation and cold molecule formation rates are obtained within a perturbative approach [Drag et al., IEEE J. Quant. Electr. 36, 1378 (2000)], and are found observable for usual conditions of photoassociation experiments. Received 1st March 2001