高精度转台控制系统研究

—本文针对精密转台控制系统在大偏差下的不稳定问题，对其控制系统进行了分析和设计，同时对其高分辨率的指令系统进行了设计，为提高转台的精度及其动态性能提供了新的途径。     

三轴模拟台的交叉耦合及其控制方法的研究

本文主要从三轴转台的模型出发，研究了采用状态反馈的最优控制及状态观测器来提高控制系统的自适应能力，以解决三轴台特有的不确定非线性耦合问题和变结构解耦控制。     

变长度弹性伸缩腿双足机器人动力学与控制

研究了半被动双足机器人的平面稳定行走的控制问题．基于弹簧质点模型，采用拉格朗日方法分别得到双足机器人单支撑阶段与双支撑阶段的动力学方程，对机器人系统的动力学方程求得周期解．应用非线性系统状态反馈线性化理论，在双足机器人的单支撑阶段和双支撑阶段中，通过控制双足机器人的腿长度，实现稳定的周期行走．在理论分析的基础上，对控制算法进行了仿真与研究．结果表明：在周期行走过程中，文中采用的变长度控制算法可以使双足机器人克服外界的干扰，并具有较强的抗干扰性．     

Thermocapillary convection in an absorbing-scattering medium subjected to irradiation

The criteria for the onset of thermocapillary convection in a horizontal radiating fluid layer heated by an incident thermal radiative energy source are determined. The fluid layer is an absorbing and isotropically scattering medium confined between a free upper surface and an insulated rigid lower surface. Linear analysis is performed on the continuity, momentum, energy, and approximate radiative equations. The resulting disturbance equations are solved using a numerical optimization technique to obtain the eigenvalues governing the onset of convective motion. The influence of thermal radiation on the critical Marangoni number is examined. Attention is drawn to the physical significance of the heat transfer mode, gravitational force, the scattering effect, and the surface radiative properties. The conditions leading to the onset of convection are presented as functions of the optical thickness, scattering albedo, Planck number, surface emissivities, and transmissivities.     

非惯性系下柔性悬臂梁的振动主动控制

采用变结构控制方法对非惯性系下柔性悬臂梁的振动主动控制进行研究．重点通过算例揭示一次近似模型与传统的零次近似模型的巨大差异，以及变结构方法在控制非惯性系下柔性悬臂梁的稳态振动的有效性．结果表明，当大范围旋转运动角速度较大时，传统零次近似模型不能对动力系统进行正确的数学描述；变结构控制方法能够使得非惯性系下梁的稳态振动得到完全镇定，且该方法对转动角速度变化具有较好的鲁棒性；采用零次近似模型进行控制设计的控制效果将在某一临界角速度条件下出现失效，该临界角速度值大于静止悬臂梁的基频．     

An optimal control approach to the analysis of inelastic structures under cyclic loading

Optimal control theory is used to study the asymptotic behaviour of elasto-viscoplastic structures under cyclic loading. With this approach, the asymptotic state is found as the solution of a minimization problem. General properties of this method are established. A simple thermomechanical problem is studied to illustrate and validate this approach. An interest of the proposed method lies in its capacity to handle other nonlinearities than plasticity. To illustrate this point, the approach is extended to the coupled viscoplasticity/frictionless contact problem. Some numerical results are given for an elasto-viscoplastic half-plane under cyclic frictionless indentation.     

主动隔振中气动压力跟踪的预测控制研究

气动伺服系统的压力跟踪是主动隔振系统中的一个重要环节。本文根据气动伺服系统的特点，建立了系统压力工作点的模型，应用基于状态空间的预测控制方法对系统压力进行了轨迹跟踪控制。首先，提出了一种控制器切换的方法来消除压力跟踪过程中的稳态误差；其次，通过对预测控制算法的改进减小了滞后对闭环系统动态性能和稳定性的影响。实验表明，本文提出的方法有效地解决了主动隔振系统中的气动压力跟踪问题。     

耦合时空混沌的模糊混沌神经网络鲁棒自适应控制

将模糊逻辑系统和混沌神经网络结合起来,利用模糊逻辑系统的逼近能力和混沌神经网络的时空混沌行为,对模型未知的耦合时空混沌系统提出了一种模糊混沌神经网络自适应控制方案;同时考虑系统扰动、未建模动态特性和建模误差的影响,设计自适应补偿器,增强时空混沌系统控制的鲁棒性;并用Laypunov方法证明了该方案的稳定性;仿真验证了方案的有效性和鲁棒性。     

压电激励圆形曲梁的静态响应及位移控制

研究压电激励圆形曲梁的静态位移响应及位移控制的参数特性。将压电夹层圆形曲梁等效为单层结构,基于一维小曲率曲梁理论,建立其控制方程。在集中弯矩和径向集中力以及电载荷作用下,分析了带压电激励器的圆形悬臂曲梁的静态响应。与有限元结果比较表明:本文的理论模型能够模拟压电激励的小曲率圆形曲梁的静态响应。压电夹层圆形曲梁在任意位置的径向集中力载荷作用下,控制其自由端径向位移响应为零,求得控制电压的解析表达,数值分析表明:随着集中力载荷的位置变化和梁长的变化,最优控制电压将出现峰值和反号。     

基于Rodrigues参数的陀螺体受控运动

经典刚体动力学中表示刚体姿态的参数中，Euler角、Cardan角和Euler参数在工程技术中使用最为普遍．近期在航天器姿态控制问题中使用Rodrigues参数的报道也引起注意，Rodrigues参数以其表达形式简明和代数运算特点而具有独特优点．航天器姿态控制系统必须具有自适应性以适应参数的变化，建立用Rodrigues参数表达的无力矩陀螺体受控运动方程，提出基于Rodrigues参数的自适应姿态控制方案，并应用Lyapunov定理证明受控运动的渐近稳定性。