摘要：为了解决无尾双螺旋桨欠驱动浮空器的轨迹跟踪控制问题,考虑执行机构饱和、内部不确定和外界风扰等因素,设计自适应滑模变结构控制器.建立浮空器的三自由度运动模型,设计内、外环控制回路.外环回路安排目标信号的过渡过程,提取微分信号,设计虚拟轨迹.以虚拟轨迹为目标值,设计内环控制回路,分别设计前飞速度误差的一阶滑模面和横向速度误差的二阶滑模面,得到浮空器所需的推力和力矩.为了提高系统抑制扰动的能力及减少执行机构的抖动,采用自适应滑模变结构控制实现对扰动上界的估计并补偿扰动.以上海交通大学设计的浮空器为模型进行仿真,证明了该控制方法的有效性和鲁棒性.

摘要：针对执行机构受不对称约束的多螺旋桨浮空器,采用直接法和间接法设计了抗饱和控制器,通过线性变换将不对称约束转换为对称约束,利用广义扇形条件处理饱和非线性,采用2次Lyapunov方程分析饱和受限闭环系统的L2性能,给出了基于线性矩阵不等式(LMI)的综合条件,并将抗饱和控制器设计转化为LMI的凸优化求解问题,采用现有的YALMIP工具箱进行求解,分别给出采用直接法和间接法设计的抗饱和稳定控制器的仿真结果,以验证2种控制器设计方法的有效性.

摘要：针对多螺旋桨浮空器执行机构易发生故障的容错控制问题,同时考虑系统所受到的未知外部扰动和螺旋桨输入幅值的饱和约束,提出一种自适应滑模容错控制方法.建立浮空器的四自由度运动模型,系统分析矢量螺旋桨的故障类型,分为输出力的大小故障和矢量转角故障,得到浮空器执行机构的故障模型.基于自适应和滑模控制理论,由跟踪目标与系统当前状态偏差设计积分滑模面.针对未知外部扰动和执行机构偏移故障,设计相应的自适应律进行处理;针对螺旋桨输入饱和约束,应用Sigmoid函数设计跟踪轨迹进行处理.由此设计一种自适应滑模容错控制策略,利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的全局渐近稳定性能.以上海交通大学的多螺旋桨浮空器为模型,仿真验证了故障容错控制方法的有效性和鲁棒性.

摘要：针对系统不确定性和外界干扰条件下飞艇降落过程的控制问题,利用飞艇的6自由度非线性动力学模型设计了基于滤波器的含修正补偿的改进自适应反演控制器,并通过Lyapunov理论验证了系统的稳定性.结果表明,指令滤波器和改进的反演控制律能够减小气动误差并抑制外部扰动不确定性的突变.即使飞艇控制系统中存在不确定因素以及外界扰动,带滤波的改进自适应反演控制方法也可以确保飞艇沿既定路线降落.

摘要：建立了某低空无人飞艇六自由度非线性动力学模型。以稳态直线前飞为例,考虑执行器饱和约束下的配平,分析了运动所需满足的条件以及力和力矩平衡,采用数值迭代法求解不同前飞速度下的平衡点,并分别给出了静态重量不同和重心位置不同时的配平比较结果;用PID及其改进算法设计了控制律,实现了前飞和偏航运动,并验证了所设计控制器具有较好的扰动抑制能力。

摘要：提出用嵌套饱和函数描述的控制律形式,可以同时解决速率和幅值约束的控制问题.建立浮空器的三自由度模型,将除螺旋桨推力外的其他作用力作为扰动项,进而把该系统化为类积分链式系统;基于嵌套饱和控制理论,研究了类积分链式系统的控制输入幅值及速率约束与控制器饱和函数参数的关系;以浮空器为研究对象,进行纵向和横向通道解耦控制器设计,实现控制系统输入的幅值和速率有界.利用Lyapunov稳定性原理证明了系统的全局稳定性,分析了可调控制器参数对改善系统的动态性能的影响,在考虑风扰动的情况下,仿真验证了控制器的有效性和鲁棒性.

摘要：针对空间四星绳系闭合系统自旋平衡构型的不稳定特性,建立四星绳系闭合系统动力学模型并设计构型保持控制器,使系统始终处于稳定自旋状态.提出以Golay-3分布的空间四星绳系闭合系统,分析该系统的动力学特性,利用拉格朗日方程推导动力学模型的数学形式.根据动力学方程得出自旋平衡构型,分析表明,系统自旋时在系绳拉力作用下构型平面内的运动具有稳定性,构型平面指向会发散.推导构型平面指向的非线性调节器方程,考虑到研究对象受外界干扰的不确定性,为了增强系统的鲁棒性,设计基于符号函数和基于饱和函数的滑模变结构控制器.仿真表明,两种控制器都具有较强的鲁棒性,可以保持四星闭合系统自旋构型,采用基于饱和函数的软变结构策略可以明显地减少控制系统抖振.

摘要：将变质心姿态控制应用到高高空浮空器上，推导出了高高空浮空器变质心动力学模型，给出了变质心姿态运动机理。采用广义逆方法，并考虑到执行机构操纵效率约束，设计了高高空浮空器非线性复合控制器。该控制器通过执行机构权值的设置实现效率分配和故障复现，通过加权广义逆控制实现控制量的分配，从而实现控制系统重构。以某巨型柔性浮空器为例。进行了气动舵面、变质心和矢量推力共同作用的复合控制系统研究，并给出了纵向平面内轨迹高度跟踪的仿真结果。结果表明，加权广义逆方法很好地实现了复合控制的分配和重构，并给出了控制能量最小的解，提高了控制系统的操纵效率和可靠性。

摘要：本文对一纤维缠绕复合材料壳体中金属嵌件进行了受力分析及形状设计。通过受力分析与设计使得复合材料与金属嵌件接触面应力分布合理化，保证了接触面的变形协调，得到了优化的金属嵌件形式。

摘要：针对小卫星的一体化设计思想,采用CCSDS测控体制,星上采用CAN总线的分布网络,对小卫星软件重注入的课题做了深入的研究.