摘要：用改进的模型预测控制(model predictive control,MPC)和控制分配(control allocation,CA)相结合的方法解决了大型民机在遭遇不同阵风干扰下仍能够跟踪不同指令目标的问题。首先分别计算静态和动态可达指令集,然后针对最终实际可达的指令集,分别设计相应的稳态向量计算器和MPC控制器,而控制分配器将MPC输出的虚拟控制信号最终分配给各个舵面。该方法通过投影算法将原有指令信号进行两步过滤,将可达指令集不断缩小,从而减轻了原有在线优化计算的工作量。仿真结果表明用文中方法设计的闭环方案具有良好的响应特性,在阵风干扰下仍可以实现对指令信号的良好跟踪,并具有一定的鲁棒性。

摘要：介绍了为"检测技术基础"和"过程量控制"等课程配套的水温测量与控制教学实验的设计。实验平台包括水流循环系统,测量单元、控制单元、计算机操作平台和接线面板等。实验内容涉及Pt100温度传感器的三线制接法及长线补偿,可控硅工作原理,PID控制策略以及PID参数整定等知识点。实验按照设计型和综合性原则设计,包括系统构建、Pt100温度传感器两线制与三线制接法比较、可控硅导通角控制触发电路和通过LabVIEW编程实现PID控制策略应用等环节,旨在帮助学生提高计算机测控系统的构建,PID控制算法实现及参数整定,过程量控制和LabVIEW软件编程等方面的工程应用能力。

摘要：时滞和虚拟环境模型参数的变异性影响到虚拟手术力反馈系统的性能。在分析系统模型的基础上设计内模控制器,控制器直接置于系统前馈通道而无需增加闭环,控制更加易于实现,实验结果验证了该算法的有效性。

摘要：有关多智能体系统的研究成果中大多是考虑同构多智能体系统的一致性控制问题,而实际应用中需要多种智能体依据期望编队队形协同工作,并且真实系统的动力学往往具有非线性性质。针对此问题,在无向拓扑结构下,利用非线性参数分解的方法,设计了基于PI控制器与自适应控制策略的一种异构非线性多智能体系统时变编队控制策略。由于真实系统会不可避免地受到外部扰动的影响,而外部扰动的大小是存在一定范围的,因此,在所设计的控制策略基础上又考虑了存在外部有界扰动情况时多智能体系统的稳定性问题,通过构造Lyapunov函数分析了所设计控制策略的稳定性问题,并使用Matlab进行了仿真验证。结果表明,设计的控制策略可以实现异构多智能体系统的时变编队控制,且具有一定的有效性。

摘要：主—从机器人心血管介入手术中,医生手指感受到导丝的"弹跳"力觉感受,手术中存在通信延时、导丝弯曲、力传动机构摩擦对力反馈控制有较大影响,因此采用基于人手对力感知的认识设计滑模控制器。结合广义预测控制算法和虚拟图像仿真技术,减小力反馈中延时产生的影响,根据医生对"弹跳"力的理解和人手力感知阈值研究透明度的多感知定量评价指标。仿真结果表明:所设计的主—从机器人控制系统对于以柔性体为操作对象系统设计、工程实现及其系统透明度评价有重要理论意义和实用价值。

摘要：利用滑模控制的鲁棒性提高控制系统对不同病人血管力学特性变化的适应性,设计自适应滑模控制,通过自适应机制让控制器适应不同虚拟环境模拟的需要,降低滑模控制抖振。在自适应滑模控制作用下引用外推预测算法,降低延时对控制效果的影响,提高力反馈透明度。研究结果表明,自适应滑模预测控制能提升系统稳定性,提高力反馈控制精度,提高柔性手术器械的力反馈控制系统真实感。本研究为具有柔性控制对象的系统设计以及力反馈真实感的提升有重要理论意义和实用价值。

摘要：在对六自由度并联机器人运动学分析的基础上,对其进行了腔型圆弧面的轨迹规划。通过位置反解函数得到了平台在按给定圆弧面轨迹运动时六连杆的运动情况。对Microsoft Visual C++6.0工具开发的数控加工软件及机构系统配置的运动控制卡PMAC的运用,完成所要求的圆弧曲面的轨迹点的编程,生成相应的圆弧曲面,这正顺应了现在开放式数控系统的发展趋势。

摘要：针对增强现实血管介入手术系统中,柔性导丝在血管中运动时位姿动态变化影响主-从位姿配准精度及迭代效率低下的问题,提出一种快速迭代自适应阈值最近点迭代(ICP)算法。首先通过建立血管和导丝物理模型,获取运动点位置数据。然后充分考虑迭代中系统状态的变化,通过对主手端和从手端点的重叠率进行判断,设计自适应动态阈值ICP算法进行精配准,提高配准精度。同时快速选点迭代,提高配准效率。最后进行仿真模拟,与经典ICP算法进行对比分析。结果表明,本研究提出的动态高精度配准算法能将配准速度和精度分别提高57%和70%。该方法能提高配准方法的动态特性,抑制术中导丝形态变化对配准精度及配准效率的影响,更加适合增强现实血管介入手术情况。

摘要：六自由度并联机构控制系统中存在不确定性和非线性因素,使得对其轨迹跟踪的过程中会不断有误差产生。神经网络控制器以其在线自学习的功能,能实时反应并消除误差。用模糊理论对结构简单的小脑模型关节控制器(CMAC)的空间划分方式进行模糊化处理,并通过BP学习算法对CMAC的空间划分方式进行在线调整,所得到模糊小脑模型关节控制器(FCMAC)有更高的自适应能力。仿真实验结果表明,FCMAC的在线学习功能优于传统的CMAC;用FCMAC对六自由度并联构进行轨迹跟踪,能较好地消除误差,有较高的控制精度。

摘要：针对主从式血管介入手术机器人力反馈控制系统存在的变参数及外部扰动问题,提出一种含有连续函数特性的终端滑模控制方法。首先分别基于计算和力测量的方法对血管介入手术力反馈控制系统参数及其变化进行分析。然后在终端滑模控制方法的基础上,设计一种包含连续特性函数的终端滑模控制器,并使用Lyapunov稳定性分析方法,证明了控制器的稳定性。仿真验证表明,从跟踪效果和控制器输出两个角度分析,改进后的终端滑模控制方法不仅有效地抑制了抖振,还提高了信号的跟踪精度,证明了该策略在提升变参数系统稳定性和提升控制精度方面具有重要的应用价值。