基于无源性的不确定机器人的力控制

根据无源性理论,从一个较新的角度对机器人系统的力控制问题进行了研究.一个严格无源的动态系统一般具有良好的动态特性和较强的鲁棒性.因此在力控制中采用无源化方法对力控制器进行设计.对于机器人建模的不准确性及环境的影响,本文采用在力控制回路中加入一个补偿项来补偿模型的不确定性.仿真结果表明这种控制方案使系统获得了较好的动态性能和较强的鲁棒性.     

显微镜工作台定位系统的设计与实现

设计了一套基于AT89C52单片机的显微镜工作台定位系统。机械传动部分采用小模数齿轮实现机械运动和动力的传递,单片机电路控制部分实现计数脉冲的获取和电机的控制,上位机控制环节完成用户命令的发布。该系统可以按照预先设定的方式控制电机,实现显微镜工作台的二维运动,两方向重复定位精度±50μm,满足了多波长光存储实验的要求,同时为医疗检验提供了自动化手段。     

离散混沌系统的最小能量控制

对于离散混沌系统的最小能量控制问题，提出了一种框架性方法，该方法具有通用性.首先，设计一个二次目标函数，同时把混沌系统分解为线性部分和非线性部分两项和.然后，提出了求解非线性最优控制问题的两级算法：第一级对混沌系统中的非线性部分进行预估，以使原系统变为带有常数项的线性系统；第二级用动态规划求解一个非典型线性二次最优控制问题，并把解返回第一级，第一级根据第二级的解对非线性部分重新预估.这样通过两级间不断的信息交换，最终得到混沌系统的最优控制律.该方法不仅实现了对混沌系统的控制，而且在整个控制过程中消耗的控制能量最小. 关键词： 混沌系统 两级优化 最优控制     

多输入多输出不确定非线性系统的输出反馈自适应机动控制

输出机动控制问题通常由几何任务和动态任务两部分组成.对具有参数不确定性的多输入多输出非线性系统,研究了其基于输出反馈的自适应机动控制问题.通过引入滤波器和观测器来实现对不可量测系统状态的虚拟估计.利用向量形式的Backstepping反推方法,构造出了输出反馈自适应控制器,并给出了三种路径变量自适应律设计方案.所提出的控制方案保证了闭环系统的全局渐近稳定性,使得系统同时完成几何任务和动态任务.最后的仿真结果验证了本方法的有效性. 关键词： 输出反馈 非线性系统 输出机动 反推     

基于模糊切换增益调节的燃气流量滑模控制

将模糊控制方法与滑模控制方法相结合,针对燃气流量调节伺服系统设计一种基于模糊切换增益调节的滑模控制器,固冲发动机流量调节伺服控制系统的不确定部分通过滑模控制器来补偿,从而可实现固冲发动机流量调节伺服系统的鲁棒控制。使用matlab对固冲发动机流量调节伺服系统进行建模仿真并与单纯使用滑模控制方法进行比较,仿真结果表明基于模糊切换增益调节的固冲发动机模糊滑模控制系统具有较好的给定适应性和抗干扰性,采用该控制方案能有效的抑制系统随机干扰对控制系统的不利影响,控制效果优于纯滑模控制方法,消弱了控制信号的抖振,为提高固冲发动机流量调节控制系统的动态性能奠定基础。     

显微镜工作台闭环控制系统的设计与实现

高精度工作台控制系统是现代自动显微系统的重要组成部分,其精度直接影响显微镜对样品的检测质量。介绍了一种基于AT89C52单片机的显微镜工作台闭环控制系统的设计方案。工作台移动时作为检测元件的光栅输出脉冲信号。单片机控制电路实现脉冲的计数并计算误差值,控制步进电机进行反馈补偿。步进电机通过细分驱动模块可以以四种不同的步距驱动工作台移动,以实现显微镜对工作台移动速度的不同需要。8位数码管实时显示工作台移动的实际位置。实验结果表明,该系统的重复定位精度可达到0.020mm,可满足显微镜对控制工作台的要求。     

基于无模型方法的混沌系统自适应控制

传统的混沌控制方法大多需要获知混沌系统的模型知识, 但是工业实际中系统的参数经常是未知的,与此同时系统建模过程当中经常会不可避免地存在未建模的动态不确定性, 这种情况下常规的混沌控制方法不能取得优化的控制性能指标．为解决此问题, 提出了一类基于无模型方法的混沌系统自适应控制算法．该算法基于数据驱动, 无需混沌系统的先验知识, 无需训练过程, 在线调整参数较少, 是一种低成本的控制器．数学证明了该控制系统的稳定性, 仿真结果说明了这种理论的有效性． 关键词： 混沌控制 自适应 无模型 数据驱动     

一类不确定离散混沌系统的自抗扰控制器与小脑神经网络并行优化控制

针对一类受扰不确定离散非线性混沌系统,提出了基于免疫动态微粒群优化策略的ADRC与CMAC神经网络并行控制方法(ADRC-CMAC).ADRC控制器抑制系统扰动,保证系统的稳定性;CMAC神经网络控制器实现前馈控制保证系统的控制精度和响应速度.利用动态免疫微粒群算法对ADRC-CMAC并行控制器参数进行全局优化.实验结果表明该控制方法具有较快系统的响应速度,较好的抗干扰能力,控制精度高. 关键词： 自抗扰控制器 小脑神经网络 并行控制 混沌系统     

大承载气浮回转工作台的调心技术

为了实现大口径光学元件表面轮廓的高精度测量,提出了一种大承载气浮回转工作台的调心技术,并研制了一套具有偏心自动调整功能的测控系统。该系统主要由精密气浮回转轴、台达PLC、数显千分表和轮廓仪工作台组成。利用VC++的PLC串口通讯和偏心调整软件的控制,实现了轮廓仪的自动调心功能。     

火电厂CO2捕集系统的LSSVM-Hammerstein建模方法

针对火电厂燃烧后CO_2捕集过程的强非线性及大惯性等动态特性,研究准确性高的建模方法是系统优化设计的前提,本文从控制角度研究CO_2捕集系统的非线性动态辨识建模方法。首先介绍火电厂CO_2捕集系统工作原理,将系统抽象为二输入二输出的受控对象;然后采用基于最小二乘支持向量机的Hammerstein模型(LSSVM-Hammerstein)辨识方法,将CO_2捕集系统表示为静态LSSVM模型与动态线性模型的组合。辨识结果表明该模型有很高的辨识精度和泛化能力,能精确描述CO_2捕集系统非线性动态特性,为后续研究先进控制算法提供仿真平台和设计依据。     

光纤陀螺数字闭环控制系统模型实验研究

数字闭环光纤陀螺的动态性能受控制系统设计的影响.根据光纤陀螺数字闭环检测过程,建立了控制系统的数学模型.为在全频带内对模型进行验证,提出了基于Faraday效应的光纤陀螺频率响应测试方法,对该测试方法与角振动台测试方法的等效性进行了分析.设计了频率响应测试系统,测试范围大于50 kHz,波形失真小于0.1%.实测了采用一阶积分控制算法的数字闭环光纤陀螺频率响应.实验结果表明模型误差小于8%.     

Longitudinal control of aircraft dynamics based on optimization of PID parameters

Recent years many flight control systems and industries are employing PID controllers to improve the dynamic behavior of the characteristics. In this paper, PID controller is developed to improve the stability and performance of general aviation aircraft system. Designing the optimum PID controller parameters for a pitch control aircraft is important in expanding the flight safety envelope. Mathematical model is developed to describe the longitudinal pitch control of an aircraft. The PID controller is designed based on the dynamic modeling of an aircraft system. Different tuning methods namely Zeigler–Nichols method (ZN), Modified Zeigler–Nichols method, Tyreus–Luyben tuning, Astrom–Hagglund tuning methods are employed. The time domain specifications of different tuning methods are compared to obtain the optimum parameters value. The results prove that PID controller tuned by Zeigler–Nichols for aircraft pitch control dynamics is better in stability and performance in all conditions. Future research work of obtaining optimum PID controller parameters using artificial intelligence techniques should be carried out.     

雷达天线控制系统频域辨识与仿真方法研究

雷达天线控制系统仿真是雷达系统目标跟踪动态仿真中一个重要环节。为解决雷达天线控制系统仿真中滞后误差大、动态效果差等问题,依据某雷达天线控制系统性能实际测试结果,以典型系统模型作为研究对象,利用频域最小二乘法完成模型参数辨识,建立系统模型,并对辨识模型进行验证。在此基础上,采用基于时域的增广矩阵法对系统进行了数字快速仿真分析。结果表明,辨识模型满足精度,且增广矩阵法能够有效快速地完成系统数字仿真,对天线控制系统建模以及快速动态仿真研究具有一定的参考价值。     

新型可燃性气体报警仪的研制

介绍新型可燃性气体报警仪的设计,可用于对丙烷、丁烷、氢气及其他可燃性气体的检测,用于检测可燃气体爆炸性;采用C8051F020单片机,通过2M007型电阻式气敏传感器采集信号,经过放大电路放大,传入单片机,进行模数转换,采用算术平均滤波对数据过滤,再通过一系列的数据处理,显示可燃性气体浓度,通讯方式采用以sim300通讯模块的GPRS通讯的新型可燃性气体报警系统;软件设计采用C语言编程,灵活方便、具有强大的移植性;如空气中可燃性气体浓度超标,开始报警,显示屏上显示出大于阀值的可燃性气体浓度,且通过无线通讯使手机也正常收到了报警短信;该系统功能齐全,操作简便,具有很高的应用价值。     

不确定混沌系统的径向基函数神经网络反馈补偿控制

对不确定混沌系统控制问题, 研究了一种基于径向基函数神经网络(radial basis function neural network, RBFNN)的反馈补偿控制方法. 该方法首先用RBFNN对混沌系统的动力学特性进行学习, 然后用训练好的RBFNN模型对混沌系统进行反馈补偿控制. 该方法的特点是不需要被控混沌系统的数学模型,可以快速跟踪任意给定的参考信号. 数值仿真试验表明了该控制方法不仅具有响应速度快、控制精度高, 而且具有较强的抑制混沌系统参数摄动能力和抗干扰能力.     

RBFNN结合自适应边界的机器人手臂轨迹跟踪控制系统设计

针对机器人手臂动态模型中存在动态不确定性问题,提出一种结合径向基函数神经网络(RBFNN)和自适应边界控制的机械臂轨迹跟踪方法。利用RBF神经网络在线学习系统中现有的结构化和非结构化不确定性,近似补偿未知动态部分;利用自适应边界来估计非结构化不确定性上的未知边界和神经网络重建误差;通过加权矩阵产生的李雅普诺夫函数证明了该系统具有渐进稳定性。利用三自由度机械臂进行实验,结果表明,相比其他几种较为先进的控制器,本文设计的控制器具有最优的控制精度。     

平台间光束耦合传输与控制技术研究

介绍了平台间光路耦合传输系统的构成及光轴稳定控制的实现方法,开展了耦合校正系统和探测控制系统的设计,对校正系统进行了动态范围和模态仿真,优化设计后研制出光束耦合传输与控制系统。在对快反镜性能参数测试之后,开展了平台间光束耦合传输与控制实验,当振动台加载0 db振动谱且控制系统开环时,光轴X轴抖动10.9″@RSM,Y轴抖动102.3″@RSM,闭环时,光轴X轴抖动0.75″@RSM,Y轴抖动1.11″@RSM,通过频谱分析发现,快反镜光轴耦合系统闭环时对28 Hz以内光轴抖动具有较好地抑制作用,在系统开环残差较大的频率段2～6 Hz的抑制比为?40～?30 dB。实验结果表明,该光轴耦合控制系统对平台间光束传输过程中光束抖动具有较好地抑制和稳定效果。     

Thermal modeling and performance analysis of a thermoacoustic refrigerator

A heat-driven thermoacoustic refrigerator has been designed and tested. A detailed thermal model of the device is presented. Energy balances within the system are discussed using external, heat exchanger, and stack control volumes in order to clarify the relationships of work and heat fluxes below and above onset. Thermal modeling is discussed as a tool for performance analysis as well as for determining system heat losses and finding input heat flows required by a thermoacoustic code. A method of using the control volume balance equations to find stack work and device efficiencies is presented. Experimental measurements are compared to DELTAE thermoacoustic modeling predictions. Modeling results show that viscous losses within the system have a significant impact on the device performance as well as on the ability of DELTAE to accurately predict performance. Modeling has led to an understanding of system performance and highlighted loss sources that are areas for improvement in a redesign.     

多重网格法在燃烧室内流场数值模拟中的应用

多重网格法在燃烧室内流场数值模拟中的应用林文漪，杨彬，周力行（清华大学工程力学系北京１０００８４）关键词：多重网格，数值模拟，湍流一、前言现代燃烧设备多具有复杂的流场结构、多级燃烧的特点及庞大的几何尺寸，无疑地为其数值模拟带来了困难。为了保证计算精度...