柔性梁的振动主动控制研究

对柔性梁的振动分析方法进行了研究。运用系统的分析方法对柔性梁的振动进行分析,并建立柔性梁的动力学系统模型。输入信号通过最优控制理论的计算输出最优控制信号作用于执行器产生相应的执行力来抑制柔性悬臂梁的振动,从而达到对振动进行控制的目的。通过仿真结果表明,采用主动控制器来抑制柔性梁的振动是非常有效的。     

仿蜘蛛救援机械臂结构设计与研究

针对非结构化环境下的救援任务,结合生物界蜘蛛腿部的运动特性,设计了一种仿蜘蛛式救援机械臂。基于机构学数学基础的拉格朗日方程求解救援机械臂的动力学模型。鉴于救援机器人的实时性、自适应等特性,分析径向基函数神经网络的控制策略,提出基于径向基函数神经网络救援机械臂的控制策略。采用径向基三层前向网络设计救援机器人的控制方案,重点探讨了救援机器人单关节的神经网络控制方法,并对其进行Matlab仿真。结果表明:所设计的控制方法可实现救援机械臂的自适应性和鲁棒性。     

一种应用于自闭/贯通线的新型APF电流控制方法研究

针对铁路自闭/贯通线路中大量使用传统PI控制器作为电流环控制方案的有源电力滤波器(APF),电流跟踪速度慢、精度低且具有一定稳态误差的缺点,提出了一种采用变饱和柔性变结构控制的新型电流跟踪控制方法,其根据系统状态持续改变内部控制策略,以使系统逼近时间最优控制性能。仿真结果表明,其与传统PI方法相比,具有反应时间短、控制精度高、控制信号连续且平滑、控制算法实时性强等优点。最终硬件试验验证了这种控制方法能够可靠运行于硬件试验平台,产生良好的谐波补偿效果,进一步证明了此方法的有效性与可靠性。     

基于模型预测控制的协作焊接双机械臂轨迹跟踪算法

焊接双机械臂协作焊接时,存在从动机械臂对主机械臂末端位置的轨迹跟踪的精确性问题,课题组提出了基于模型预测控制算法的主/从位置协调控制方法。根据所建立的六自由度双机械臂的运动学模型,建立末端位置与关节角度的变换关系以及机械臂的运动预测模型;通过上述模型,对主机械臂采用位置控制方法,并通过从动机械臂末端的三维激光扫描仪测距传感器所获取的主机械臂位置及方向,对从动机械臂采用基于模型预测控制算法的位置控制;根据机械臂关节角度变换旋转运算序列及末端位置的预测模型,通过动态矩阵控制算法,由当前时刻的位置状态及下一时刻位置输入状态对未来某时域内的位置输出状态进行预测,从而实现期望的位置跟踪。最后,采用仿真实验测试来验证该算法的实用有效性,结果表明：从动机械臂末端在有较小超调的情况下快速达到稳态,实现对期望轨迹的跟踪;与传统PID控制算法相比,模型预测控制算法能够更快速、更稳定地达到对期望轨迹的跟踪效果;该算法对期望轨迹的跟踪误差在有小幅波动的情况下可保持在±0.05 mm之内,在无波动的情况下可迅速趋近于零。基于该算法,从动机械臂可根据主机械臂末端动态位置信息更加有效地实现对期望轨迹的实时跟踪。     

机械臂非线性定位方程计算新方法

针对机械臂定位算法中,数值算法计算量大,仿真过程存在累积误差,几何算法通用性不强等问题,以手术机器 人六自由度机械臂为研究对象,建立了一组多关节机械臂非线性定位方程组,提出了其基于非线性大范围渐近稳定的 求解方法。结果表明该方法既简化运算,又有利于物理实现,为机械臂高速、准确运动提供了基础,实验表明该算法适用 多关节的移动机械臂的非线性定位方程的求解,有较高的求解精度和收敛速度。     

基于RBF神经网络的可重构机械臂控制研究

采用RBF神经网络控制算法来解决MIMO不确定非线性系统的自适应输出反馈控制问题,以系列模块化机械臂为研究对象,设计RBF神经网络控制器不断逼近可重构机械臂动力学模型,采用MATLAB软件基于RBF神经网络逼近设计的控制器对RR构型机械臂进行控制仿真.结果表明该控制器能有效地逼近机械臂动力学模型,并能较好地适应机械臂不同构型.     

柔性机器人的模糊神经网络控制研究

对具有未知或变化动力学特性的两连杆柔性机器人的轨迹跟踪问题进行了研究。采用Lagrange-Euler 方程建立了柔性机器人的动力学方程。鉴于柔性机器人的高度非线性和复杂性,用智能控制策略对系统进行控制,其中在系统的反馈控制回路上设计了模糊逻辑控制器,在前馈回路上设计了动态回归神经网络控制器。在三组不同阶跃输入条件下,对模糊逻辑及智能控制器进行了仿真研究。结果证明该方案可使系统性能得到极大的改善。     

装复合薯片自动化包装线控制系统

针对国内盒装复合薯片的包装主要以人工和单机结合为主,自动化程度和生产效率较低的现状,提出了盒装复 合薯片自动包装线的控制方案。设计了基于PLC、变频控制、伺服控制、步进控制技术的控制系统的硬件结构;采用步进 电机驱动的星轮理片机构实现了高效自动理片;通过对机械臂的控制将薯片组快速、准确地推入包装盒;建立了各工序 之间的控制逻辑,实现了包装过程的自动化;设计了包装线的的控制软件,包括现场控制、通信及人机界面。实验结果表 明控制系统自动化程度较高,控制准确。系统具有的可视化人机界面,可满足盒装复合薯片自动化包装的要求。     

预测函数控制在确定性网络控制系统中的应用

针对网络控制系统具有不确定时滞的特性,通过在节点中设置缓冲区的方法将随机时滞转化为确定性时滞,从而将网络控制系统从随机系统转化为确定性时滞系统;针对这类时滞系统利用预测函数控制算法设计了控制器,以实现基于模型匹配和多步预测的思想来改善控制性能。通过仿真和基于DCS的模拟系统实验,结果均表明了该方法的正确性和有效性。     

不确定时滞系统的滑模控制

考虑同时存在状态不确定性和控制不确定性的时滞系统的滑模控制问题,其中控制不确定性是不匹配的。利用Lyapunov方法和线性矩阵不等式技术,给出了闭环系统渐近稳定的充分条件。利用该线性矩阵不等式的解可以得到所设计的滑模控制律和滑模面。从理论上证明了该滑模控制律能保证状态轨迹被驱动到指定的切换面上。仿真结果验证了该算法的有效性。     

三阶卡尔曼滤波数字锁频环设计及性能分析

提出了一种基于三维卡尔曼滤波的三阶数字锁频环设计方法,并将该锁频环用于高动态GPS信号的载波跟踪。推导了卡尔曼滤波与数字锁频环之间的等效关系,给出了基于该方法设计的锁频环的等效噪声带宽闭式解,分析了环路的暂态性能和稳态性能。以暂态带宽和均方根频率跟踪误差为性能指标,对基于该方法设计的锁频环和固定增益的数字锁频环进行了仿真对比。结果表明,在具有相同稳态带宽的情况下,两种环路具有可比拟的动态和静态跟踪误差,但基于该方法设计的环路具有较高的初始捕获带宽,环路收敛时间大大降低。     

基于观测状态的中立型时滞系统的镇定控制

研究了基于观测状态的中立型时滞系统的镇定控制问题.给出了新的镇定法则,利用改进的Lyapunov泛函,得到了这类系统基于线性矩阵不等式的镇定条件.最后,用实例说明了该文所得到的结果是正确的.     

不确定时滞奇异系统基于PD观测器的鲁棒控制

该文研究了不确定时滞奇异系统基于PD观测器的鲁棒控制条件,条件以LMI的形式给出,便于计算出控制增益矩阵和观测器的增益矩阵.     

定时器在PLC改造继电器控制系统中的典型应用

通过三相交流电动机的星一三角控制改造、Z3050摇臂钻床PLC改造、轧钢剪切等典型应用实例,提出在PLC改造过程中容易出现的与时间有关的“触点竞争”“长时间定时”“断电延时“定时在线调整”等几个问题,给出了灵活使用PLC定时器改造继电器控制系统中通电延时继电器、断电延时继电器、长时间定时继电器和需及时调整整定时间的时间继电器的基本方法,在实际改造应用过程中具有一定的指导意义。     

基于预测控制的ATM网络拥塞控制研究

用广义预测自适应控制方法研究ATM网络中的ABR业务拥塞问题,提出了一种拥塞控制算法,该法可很好地适应实际网络中用户数和连接延迟的动态变化,仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于模糊自寻优控制方法的自动频率跟踪

本文研究了功率超声外科手术设备的自动频率跟踪技术。首先,分析了功率超声振动系统中振速与频率之间关系,把频率跟踪过程表述为一维变极值点的寻优问题。然后,结合自寻最优自适应控制方法和模糊控制方法.提出了一种模糊自寻优控制方法来实现自动频率跟踪。通过对梯度自寻优控制方法和模糊自寻优控制方法进行实验比较,得出模糊自寻优控制方法能够解决频率瞬变漂移的跟踪问题。     

基于政府主导的应急供应链时延管控协同研究

文章针对突发事件导致的应急供应链短期失能,及其引发的应急公共产品供需不匹配问题,分析了需求供给扰动下信息的时效性与时延性,构建了基于政府主导的应急公共产品时延管控采购决策模型。文章将全时段决策问题转化为多个序贯阶段动态决策问题,并将所有决策主体的决策变量视为关于时间的函数进行演化分析;在协同和非协同两种模式下比较供应商的效用以确定模型的可行性;通过数值仿真研究突发事件中各主体最优决策值及其相关参数的敏感性。研究结果表明:在一定范围内政府应急管理成本与时延值正相关,应急公共产品供应商期望效用及柔性供给量与时延值负相关;在时延管控中物资实际需求量、物资采购价格在不同时空下影响时延值的敏感程度不同。该模型能够给政府和相关企业在应对突发事件时进行合理的应急公共产品采购或生产决策提供参考,从而实现协同策略。     

不完美开环功率控制的CDMA系统分析(英文)

根据卫星移动通信系统传播是延长的特点,采用Moment-Generating-Funetion的方法,研究了CDMA系统在移动卫星条件下的功率控制和不完美电源控制系统的性能;采用开环功率控制,减少了功控误差;讨论了信道模型,给出了补偿因子和仿真结果。整个评估过程易于公式化,以简洁表格形式表达的平均误差性能使不同系统参数作用更易于检验。     

小型汽油机恒转速QFT鲁棒控制

给出了某小型无人直升机汽油发动机的恒转速鲁棒控制。根据阶跃响应,可辨识得到用于控制器设计的发动机线性区间模型。针对该模型具有不确定性以及进气-做功之间存在时变时滞等特点,采用基于定量反馈理论(QFT)的鲁棒控制方法实现发动机的恒转速控制,使其在严重的负载扰动条件下能准确地跟踪期望的发动机转速。仿真结果表明,该控制器动态响应速度快、对旋翼总距变化等干扰抑制作用强,能使发动机转速稳定在目标转速允许误差范围内,并具有一定的鲁棒性。