摘要：讨论了多目标H2／H∞最优控制器的设计问题。针对文献[1]中Scherer提出的基于观测器结构的Youla参数化算法,给出了其解存在的必要条件。并基于此算法,将多目标H2／H∞最优控制器的设计问题转化为可解的线性矩阵不等式(LMI)的凸优化问题。通过对每个综合目标使用独立的Lyapunov函数,降低了系统的保守性。并应用于Benchmark控制器的设计,证明了该方法的有效性。

摘要：针对反作用飞轮带有死区非线性输入特性的三轴稳定挠性航天器姿态机动控制问题,提出一种由变结构与神经网络自适应控制技术相结合的智能控制方法。首先,基于航天器非线性和低阶模态动力学模型设计了变结构输出反馈控制律,给出了滑模存在条件,保证闭环系统渐近稳定;其次,采用神经网络自适应控制技术对系统的不确定性因素进行补偿控制,并利用Lyapunov方法分析了系统的渐近稳定性。智能控制的引入使得控制器具有很强的自学习能力和自适应能力,可有效降低不确定因素对系统产生的影响。最后,将本文提出的控制策略应用于三轴稳定挠性航天器的姿态机动控制,仿真结果表明本文方法是行之有效的。

摘要：火星地表环境可视化仿真对于火星探测方案的演示以及验证具有非常重要的意义.本文针对火星地表数字环境建模的需求,根据真实火星场景数据,基于虚幻引擎4(UE4)数字仿真软件,设计并构建了火星地表环境的三维视景模型.设计的仿真模型不仅包含沙坡、沙坑、山丘等多种地形,还加入了光照、沙尘等条件,使得模型更为贴近真实火星环境,满足视觉效果以及真实性要求.

摘要：This paper presented a hybrid control scheme to vibration reduction of flexible spacecraft during rotational maneuver by using variable structure output feedback control （VSOFC） and piezoelectric materials. The control configuration included the attitude controller based on VSOFC method and vibration attenuator designed by constant-gain negative velocity feedback control. The attitude controller consisted of a linear feedback term and a discontinuous feedback term. With the presence of this attitude controller, an additional flexible control system acting on the flexible parts can be designed for vibration control. Compared with conventional proportional-derivative （PD） control, the developed control scheme guarantees not only the stability of the closed-loop system, but also yields better performance and robustness in the presence of parametric uncertainties and externai disturbance. Simulation results are presented for the spacecraft model to show the effectiveness of the proposed control techniques.

摘要：针对RLV(可重复利用运载火箭)发动机推力下降后助推段与返回段的协调弹道优化问题,提出了弹道评估与决策方案及新型优化制导律。首先基于弹道数值积分与入轨机械能设计了针对RLV助推段推力下降故障的运载与返回能力评估与决策方案,得到效益最优的弹道决策区间。进而设计利用PSO(粒子群优化算法)优化ZEM/ZEV(零控脱靶量)制导律的弹道优化方案。在助推段发动机推力下降后优化关机与落地时间使入轨与返回能力综合最优;在助推级分离后优化二次点火高度与制导律参数使其满足最大热流约束;在降落段推力进一步下降后,精细优化落地时间与制导参数以实现精确软着陆。仿真结果表明,本文提出的方案提高了RLV在发动机推力下降情况下的入轨与着陆能力,且算法计算量小,结构简单。

摘要：针对挠性卫星在飞行过程中存在参数不确定性、干扰(常值扰动和正弦扰动)及挠性附件的振动控制问题,提出了一类基于输出反馈控制系统的鲁棒设计方法,该设计仅利用姿态四元数输出信息,而无需角速度、挠性变形位移及其速率测量信息;同时,在控制中又引入积分环节用于减小常值干扰引起的稳态误差,并且控制器参数的选者并不依赖于系统参数,基于Lyapunov理论证明了所设计的控制器保证了姿态的稳定和模态振动的衰减;最后,将该方法应用于挠性卫星的姿态机动控制,仿真结果表明该控制器不仅对参数不确定性具有很好的鲁棒性,而且能够有效消除常值干扰和正弦干扰的影响,在完成姿态机动控制的同时,能够抑制挠性附件的结构振动,具有良好的过渡过程品质.

摘要：临近空间飞行器在稀-稠大气过渡阶段且反推力矢量装置(Reaction Control System,RCS)有剩余燃料的情况下,RCS对于非冗余舵面的故障补偿与在线重构具有重要意义。基于此,研究了针对非冗余舵面与RCS复合故障的自愈控制方法,以实现飞行器的安全可靠控制。首先,建立了执行机构故障等不确定影响下的姿态控制模型;其次,针对舵面故障给出了基于残差观测的故障检测与自诊断方法,设计了RCS与舵面复合故障的分离诊断策略;然后,基于非线性比例-微分控制及故障诊断信息,设计了舵面故障补偿的自愈控制器;同时,基于RCS故障喷管序列判定,设计了复合故障下RCS在线重构的自愈控制器。最后,通过某典型全弹道姿态跟踪数值仿真,验证了该方法的有效性及可靠性。

摘要：基于智能车的实验及竞赛培养了学生的实践能力和多学科综合能力,是高校培养新型人才的良好载体。为了解决相关线下实验周期长、设备不足、空间受限等问题,该文搭建了基于运动学仿真模型Coppeliasim和数学建模软件MATLAB的智能车虚拟仿真平台。该平台在高度还原线下课程实验场景的同时,其赛道的设计具有一定自由度,可同时满足不同能力学生的需求。此外,基于该平台开发的仿真实验激发了学生对智能车的兴趣爱好,提升了学生参与度,提高了学生的操作能力与创新思维能力,获得了良好的教学效果。

摘要：数字孪生作为实现物理世界与信息世界实时交互和融合的一种有效方法,近期被广泛关注。数字孪生具备多物理、多维度的属性,同时具有实时同步、双向映射等特性,能够有效推动虚拟仿真教学信息化水平。在北京航空航天大学“单片机原理及应用”本科课程中,通过引入数字孪生技术,探索了单片机虚拟仿真实验教学方法,建立了“虚实结合”的单片机实验课程教学体系。所建立的数字化镜像单片机实验教学平台,对于学生快速理解单片机基本原理、增强学生学习兴趣、培养学生综合设计能力具有重要作用。

摘要：从新工科创新人才培养和“两性一度”的要求出发,结合韦伯知识深度模型,对毕业设计承载的综合能力培养进行剖析,分析工科毕业设计中常见问题的深层次原因。结合布鲁姆认知目标分类模型和赫斯认知严谨矩阵,对工科毕业设计培养环节认知层次和思维深度进行梳理,为工科毕业设计教学过程进行定性/定量设计提供参考。重点强调学生自主程度对培养效果的影响,探索以学生为中心突出创新能力培养的工科毕业设计思路。