摘要：特征建模理论和方法是对现有控制理论关于对象建模理论的一个发展,为高阶、参数未知对象进行低阶控制器、自适应控制器和智能控制器的设计提供了理论依据,为工程设计带来极大的方便。基于特征模型的自适应方法与常用的间接自适应方法相比,待辨识的参数更少,控制器算法更简单。由于基于特征模型的自适应方法是一种很新的方法,在实际系统中的应用还比较少,因此有必要通过在实际系统的应用来验证该方法的有效性并不断改进和完善该方法。为此,利用压电智能结构作为挠性悬臂梁的敏感器和致动器,采用特征模型自适应控制方法对挠性悬臂梁的振动进行主动控制,并比较研究了特征模型自适应控制算法和正位置反馈(PPF)控制算法的物理仿真结果,通过物理仿真验证了特征模型自适应控制器抑制梁弯曲振动的有效性。

摘要：根据特征模型的参数推算了系统实时的转动惯量,设计了基于转动惯量的黄金分割自适应控制器和逻辑微分控制器,将这两种控制器相结合对带有可伸缩挠性附件的刚体进行姿态控制,仿真结果与基于确知系统模型所设计的变系数PD控制器相比较,表明了该自适应方法控制一类时变系统的有效性。基于特征模型的自适应方法不需要知道系统具体的模型,具有很强的鲁棒性能,因此这种方法具有很重要的实际应用价值。

摘要：结构复杂的航天器带有几十米、上百米大型挠性附件,附件末端还带有大质量刚体。大型挠性附件在空中展开时,其伸展运动、弹性振动和航天器的姿态运动相互耦合。为研究附件伸展和振动对航天器姿态的影响并设计有效的控制器,有必要建立可伸缩挠性附件与航天器姿态耦合动力学模型。为此,利用动量矩定理推导出末端带集中质量的可伸缩柔性附件与航天器姿态耦合动力学方程,研究了带末端质量附件的伸展运动对航天器姿态及对附件挠性振动的影响。附件匀速伸展,用Runge-Kutta法对系统进行数学仿真,仿真结果表明:伸展过程姿态角误差增大,附件振幅增大,附件频率不断降低,并且末端质量越大时,在相同长度处附件频率越小,增加了控制的难度。对末端带集中质量的挠性附件和中心刚体进行主动控制能有效抑制挠性附件的振动,满足姿态角精度要求。

摘要：主要研究中继星快速机动时的控制问题。设计多输入多输出特征模型的自适应控制律,结合逻辑微分控制律、逻辑积分控制律,进行卫星本体快速机动和天线指向跟踪控制;利用由Newton-Euler方法建立的挠性多体卫星的混合坐标方程动力学简化模型进行数学仿真,仿真结果表明,特征模型的自适应控制器能够保证卫星和天线的快速机动性和控制稳定性,并与传统的PD控制方法相比有更好的控制精度,同时系统参数改变时具有很强的鲁棒性。

摘要：带可伸缩挠性附件受控航天器在附件收缩过程中可能因为收缩率设计不当导致系统不稳定,本文利用李亚普诺夫稳定性定理,推导出利用姿态角和姿态角速度反馈设计的PD控制律来实现可伸缩挠性附件在收缩过程稳定性控制的充分条件,对设计满足系统稳定性要求的收缩率和控制律具有指导意义。

摘要：PID控制是自动控制中产生最早、应用最广的一种控制方法。从PID控制的结构形式、实际控制工程需求和实现条件分析了PID控制的独特优点 ,同时又介绍了二阶线性定常系统PID控制器的设计方法 ,叙述了高阶线性定常系统的特征建模原理 ,重点分析和推导了基于特征模型的带消除静差的二次型最优控制设计方法 ,证明了高阶线性定常系统和一大批非线性系统能用PID控制器实现位置恒值控制的基本原理 ,为随输出状态不同而选择不同P、I、D参数等各种人工调节方法提供了合理性解释 。

摘要：针对风场干扰下高空飞艇的定点驻留控制问题,阐述如何利用系统状态估计值和特征模型对飞艇进行控制器设计。首先,在平流层飞艇受力分析的基础上,建立了数学模型;然后设计了扩展卡尔曼滤波器,利用测量得到的飞艇位置信息估算飞艇当前的位置、艇速和风速3个状态变量;随后建立系统特征模型,并将估计所得的状态变量和基于特征模型的黄金分割控制器相结合,对飞艇进行定点控制;最后通过数学仿真验证本文所设计的控制器的有效性,并且和传统PD控制器的控制结果对比,表明了该控制器的优越性。

摘要：飞艇隔振云台的主要执行机构是三相无刷直流电机,电机控制的精度决定了隔振云台系统的隔振效果。传统的云台电机控制器设计方法是根据控制规律通过反复试凑,得到PID控制器参数,这种方法费时费力,需要一定的调参经验。针对云台调参问题,对无刷直流电机进行了理论分析与模型建立,并提供一种与传统方法不同的利用特定工具和技术手段获取模型参数的方法,通过Matlab中rltool根轨迹零极点配置工具设计出合理的控制器,使得电机具有良好的动态响应和稳态响应。并且在此基础之上将控制器实际运用到云台平台上,实验取得良好的控制效果,为隔振云台中三相无刷直流电机控制器设计与调参方案提供参考。

摘要：由于太阳同步卫星在空间中的重要作用，本文提出一种基于特征模型的黄金分割自适应控制方法结合逻辑微分控制和逻辑积分控制取代传统的PID控制器。首先根据卫星数学模型建立卫星的特征模型；然后基于该特征模型设计相应的姿态控制器；最后通过数学仿真验证了本文所设计方法的有效性。

摘要：主要研究基于特征模型的自适应控制方法在中继星天线指向跟踪控制中的应用。利用由Newton-Euler方法建立的挠性多体卫星的混合坐标方程动力学简化模型进行数学仿真,分别采用基于特征模型的自适应控制方法和经典PID方法进行卫星本体姿态和天线指向跟踪控制,并比较两种控制方法的控制稳定性和控制精度,仿真结果表明用特征模型自适应控制方法设计的控制器能满足系统性能要求,并具有很强的鲁棒性和抗干扰性。