惯性稳定平台扩张状态观测器/PD复合控制

为提高惯性稳定平台控制系统的稳定精度,在常规PID控制的基础上提出了一种扩张状态观测器与PID相结合的复合控制算法。利用扩张状态观测器将惯性稳定平台的各种内部扰动和外部扰动都视为总和扰动并观测出来,然后通过PID控制器进行误差反馈控制,从而提高控制系统的扰动抑制能力与稳定精度。以Lu Gre摩擦模型加入控制模型进行仿真分析,并通过北航自研的惯性稳定平台进行实验验证。结果表明:扩张状态观测器/PD复合控制方法具有高的扰动抑制能力,可显著提高稳定平台稳定精度。相比常规PID方法,扩张状态观测器/PD复合控制使横滚框和俯仰框的稳定精度分别提高了33.23%和55.01%。     

基于扰动观测器的AUV固定时间积分滑模控制方法

针对自主水下航行器（AUV）在参数不确定性和外界干扰下水平轨迹跟踪控制问题,提出一种基于扰动观测器的固定时间积分滑模控制方法。首先将参数不确定性和外界干扰视为复合扰动,设计固定时间扰动观测器对其进行估计。然后在反步法设计框架下,结合固定时间理论和全局积分滑模控制,设计了固定时间积分滑模控制器。轨迹跟踪仿真结果表明,相比于传统滑模控制器,所设计的扰动观测器和控制器可以使位置和姿态的跟踪误差收敛至零域的速度由5.2 s缩短至约2.5 s,并且在没有观测器的帮助下跟踪误差也能收敛至稳定,具有更快的收敛速度和更高的鲁棒性。     

基于状态观测器的带分布参数体系地震响应控制

针对带分布参数体系地震响应控制问题,建立带分布参数体系的运动控制方程,推导出应用于带分布参数体系的序列最优模态控制算法。根据序列最优模态控制算法振动控制时对结构全状态反馈的需要,提出了针对序列最优模态控制算法的全维状态观测器,形成基于全维状态观测器的序列最优模态控制算法,然后通过测量容易测量的结构地震响应,由全维状态观...     

新型扩张状态观测器及其噪声抑制的特性分析（英文）

为了提升对快变干扰的估计性能,把输出估计误差的非线性项和切换项作为反馈设计一种新型非线性扩张状态观测器.在对干扰具有相同的估计性能下,新型非线性扩张状态观测器的增益相对较小,因而该新型非线性扩张状态观测器比传统扩张状态观测器拥有更好的噪声抑制性能。仿真结果表明新型扩张状态观测器对干扰的估计误差是传统方法的1/4。     

利用卡尔曼滤波和参数自调整控制器提高飞行仿真转台性能

为了提高惯性器件仿真的真实性,飞行仿真转台被广泛应用于半实物仿真系统.但是飞行仿真转台的响应误差、响应滞后、非线性等特性影响了整个半实物仿真系统的性能.采用卡尔曼滤波器对转台的状态进行估计,并设计了带有前馈的闭环控制器,减小了飞行仿真转台的低频相位滞后.通过对转动轴上的转动惯量进行辨识,控制器的参数可以自动调整来减小负载惯量变化对系统的影响,同时控制器对系统的力矩扰动进行了补偿.经过试验验证,转台小信号运行时的失真度残小为原来的1/5,动态仿真性能也有显著提高.     

基于扰动状态概念的结构性粘土本构模型研究

考虑结构性粘土的本构模型研究中存在的问题,引入了Desai C S的扰动状态概念,--扰动函数进行了扩展,增加了土体体积应变的影响,建立了结构性粘土的弹塑性扰动状态本构模型最后通过三轴不排水剪切试验对模型进行了检验,结果表明该模型反映了土体的变形特征,说明在类似条件下能较好的满足工程实际的要求.     

惯性导航系统重力扰动矢量补偿技术

在较高精度惯性导航系统中,重力扰动矢量的影响不可忽略。建立了考虑重力扰动矢量的惯导误差方程,对采用高精度惯性元件(陀螺仪零偏稳定性为0.001 deg/h,加速度计零偏稳定性为0.01 mg)的惯导进行误差仿真,对比分析无重力扰动矢量补偿(垂线偏差为5"～10",重力扰动矢量垂向分量为25～50 mGal)与有重力扰动矢量补偿(垂线偏差和重力扰动矢量垂向分量补偿精度分别为1.6"、2 mGal)两种条件下的惯导定位和姿态误差。仿真结果表明:经重力扰动矢量补偿后,24 h内惯导定位和航向误差分别减小2 nm和1′。     

基于扰动状态概念与E-B模型的粗粒料力学行为模拟

考虑到基于复杂弹塑性模型与扰动状态概念的本构模型在数值积分时的困难,以Duncan-Chang(E-B)模型描述材料在相对完整状态(RI)下的响应,用临界状态模型描述材料在完全调整状态(FA)下的力学行为。依据常规三轴试验曲线判断材料状态的转变并建议了相应的扰动因子计算方法。利用Abaqus软件实现了相应的程序代码,数值算例模拟了堆石料的三轴试验,结果表明邓肯-张模型与扰动状态概念的结合在模拟应变软化、剪缩与剪胀方面具有良好能力。在此基础上进一步模拟了某混凝土面板堆石坝的施工、蓄水、退水的过程,数值结果表明变形分布符合一般规律,且在定量上与原型观测吻合较好。     

三轴飞行模拟仿真转台的设计及控制问题研究

论述了三轴仿真转台的总体设计布局，驱动元件及控制方案等问题，分析了影响转台控制系统性能的因素并提出了相应的解决措施。最后，对转台最重要的指标之一低速问题进行了详细的探讨。     

无刷直流力矩电机系统的自适应扰动力矩补偿研究

陀螺漂移测试转台无刷直流力矩电机系统中存在波动力矩和负载力矩振动，这严重地影响了转台速率平稳度。为提高转台速率状态位置跟踪精度，设计了一种自适应补偿方法。该方法包含一个参自适应律和等效PID控制律，它利用前馈补偿原理，来估计电机中未知参数以及波动力矩和负载力矩参数并给与补偿。该自适应补偿方法保证了闭环系统全局稳定性和对期望位置信号的渐进跟踪。仿真结果证明：该方法有效地提高了转台速率状态跟踪精度。     

Disturbance observer based fault-tolerant control for cooperative spacecraft rendezvous and docking with input saturation

Nonlinear Dynamics - A robust nonlinear control strategy is presented for a cooperative spacecraft rendezvous and docking maneuver, where the pursuer spacecraft is subject to input saturation and...     

Super-twisting sliding mode control for aircraft at high angle of attack based on finite-time extended state observer

Nonlinear Dynamics - This paper proposes a finite-time decoupling control strategy for aircraft with thrust vector at high angle of attack maneuver. Firstly, the nonlinear mathematical model of the...     

Fuzzy adaptive output feedback control for robotic systems based on fuzzy adaptive observer

In this paper, a fuzzy adaptive output feedback control scheme based on fuzzy adaptive observer is proposed to control robotic systems with parameter uncertainties and external disturbances. It is supposed that only the joint positions of the robotic system can be measured, whereas the joint velocities are unknown and unmeasured. First, a fuzzy adaptive nonlinear observer is presented to estimate the joint velocities of robotic systems, and the observation errors are analyzed using strictly positive real approach and Lyapunov stability theory. Next, based on the observed joint velocities, a fuzzy adaptive output feedback controller is developed to guarantee stability of closed-loop system and achieve a certain tracking performance. Based on the Lyapunov stability theorem, it is proved that all the signals in closed-loop system are bounded. Finally, simulation examples on a two-link robotic manipulator are presented to show the efficiency of the proposed method.     

基于邻域粗糙集的转台故障诊断

针对转台的故障类型和特点,设计了基于邻域粗糙集的故障诊断系统。邻域粗糙集以邻域关系代替经典粗糙集的等价关系,通过邻域信息粒子逼近论域空间,可以直接处理数值型属性。提出了一种基于邻域等价关系的混合约简算法,通过计算条件属性的依赖度,对原始决策表进行约简,有效地剔除了系统的冗余属性。在约简决策表的基础提取分类规则,并最终生成分类机。通过对转台故障诊断的实验,验证了该方案的有效性和可行性。     

Adaptive neural impedance control for electrically driven robotic systems based on a neuro-adaptive observer

Nonlinear Dynamics - This paper proposes an adaptive neural impedance control (ANIC) strategy for electrically driven robotic systems, considering system uncertainties and external disturbances....     

Precise tracking control of piezoelectric actuators based on a hysteresis observer

In this paper, a precise tracking control method for piezoelectric actuators based on a hysteresis observer is considered. A nonlinear observer to estimate the hysteretic nonlinearity in the piezoelectric actuator is designed, and then the hysteretic nonlinearity is compensated for by a feedforward control. The proposed observer is easy to design and has better performance compared to the previous work presented in the literature. A feedback controller is also designed to track reference signals. A numerical simulation is presented to verify the method proposed.