摘要：针对带有参数不确定性和受外干扰影响的多输入多输出Hamilton系统的跟踪控制问题,提出一种基于动态逆和扩张状态观测器的抗饱和鲁棒自适应控制方法。针对标称模型设计了基于动态逆方法的控制器,采用基于投影算子的自适应律和扩张状态观测器,分别对系统中的不确定参数和外干扰进行估计和补偿,同时,采取动态补偿器降低执行器饱和对控制性能的影响。采用提出的设计方法,对航天器存在转动惯量参数不确定性、外干扰和执行器饱和的姿态控制问题进行了仿真验证,仿真结果表明了该方法能保证良好的控制性能和较强的鲁棒性。

摘要：针对切割过程的强非线性及不确定性,以逆变式等离子切割电源为研究对象,提出了一种在全论域范围内带有自调整因子的变间距模糊量化算法,并与PI控制结合构成模糊-PI双模控制器。控制算法避免了冗杂的非线性系统建模过程,且本身具有优化的特性,通过模糊-PI双模控制,有效解决了传统模糊算法在提高系统稳态精度和动态性能之间的矛盾。仿真结果表明,与PI控制或模糊控制相比,所设计的双模控制器在稳态性能和鲁棒性两方面都得到了改善。

摘要：对六足机器人在运动过程中,支撑腿发生单腿失效时的稳定性进行了分析,根据零力矩点法(ZMP)与力-角稳定锥法(FASM)结合的失稳判定流程给出一种基于实时运动平面解析求解方法的失稳倾翻调整策略;在CPG控制器分层建模的基础上设计一种自适应容错步态生成器,根据腿部负载的变化延长或缩短支撑相并且能够产生多种步态。采用ADAMS-Matlab联合仿真系统对六足机器人单腿失效倾翻调整策略和容错步态进行仿真,仿真结果表明:机器人发生失稳倾翻时能够在1s内完成调整;自适应容错步态下的稳定裕度在0.6~1.6 m范围内且翻滚角及俯仰角的波动范围均在–1°~1°之间。验证了失稳倾翻调整策略和自适应容错步态应用在单腿失效六足机器人上的可行性和有效性。

摘要：针对恒频恒压(CFCV)逆变电源控制系统,提出了一种采用重复控制器与比例、积分、微分调节器有机结合的控制策略,以提高逆变电源在非线性负载情况下的输出电源品质。基于该控制策略,给出了重复控制器各个部分参数的详细设计方案以及比例、积分、微分调节器的系数;构建补偿器Q(z)和S(z)时,引入特殊的零相移Notch函数,对PWM型逆变电源输出电压谐波干扰进行有效抑制。利用Matlab对系统进行了仿真,结果表明该改进型方案可以保证系统具有较好的动、静态特性,稳压精度高,输出波形的谐波含量降到了1.07%,误差收敛速度大幅度提高。

摘要：以烷氧基和苯基作为一维和二维取代基来构造非对称型的苯并二噻吩(BDT)结构,以三联噻吩作为偶联π桥,以氰基乙酸异辛酯作为封端基团,设计并合成了基于非对称型BDT的小分子DCA3TPBDTOC16和DCA3TFPBDTOC16-m,并首次将该类型的小分子作为活性层给体材料应用到有机太阳能电池器件中。两个小分子均表现出良好的热稳定性,较宽的吸收峰和较为平整的平面构型,最终,小分子DCA3TPBDTOC16表现出0.30%的光电转换效率(PCE),相应的开路电压(VOC)为0.387V,短路电流密度(JSC)为2.126mA/cm2,填充因子(FF)为29.39%,在此基础上,在BDT侧链上的苯环取代基上引入F原子来优化来调控分子能级,最终小分子DCA3TFPBDTOC16-m表现出了1.20%的PCE值,VOC为1.007V,JSC为1.61 mA/cm2,FF为29.34%,其中VOC=1.007V与目前为止基于苯并二噻吩的小分子给体材料所表现出的最高开路电压值相近。这些结果表明,基于非对称型BDT的小分子给体材料在有机太阳能电池应用上具有巨大的潜力。

摘要：针对一些非线性系统状态变量中存在四元数约束的情况,提出了一种四元数约束下的容积卡尔曼滤波(quaternion constrained cubature kalman filter,QCCKF)算法.基于最小约束代价函数,采用三阶球面-相径容积规则近似计算系统状态的后验均值和协方差,给出了QCCKF滤波递推公式.设计的QCCKF算法可以有效地对状态进行估计,扩展了CKF的应用范围.最后对飞行器姿态估计系统进行仿真,仿真结果表明,该算法估计精度优于常规CKF和无迹四元数估计法(unscented quaternion estimator,USQUE),并满足四元数约束条件,较好地解决了非线性系统存在四元数约束的问题,验证了算法的有效性.

摘要：为了满足新时期高等院校创新教学要求,设计一套基于ARM的开放式、模块化的两轴运动控制卡,介绍了正交脉冲鉴相、计数、模拟量转换、数字量接口等部分的硬件电路设计。结合一套倒立摆实验系统设计了基于单输入规则模块(SIRM)的模糊控制方法,在Matlab下对该算法进行仿真研究,并在运动控制卡中实现了该控制算法。实验结果与仿真结果相吻合,表明所设计的运动控制卡能够成功地应用于两轴运动控制中。

摘要：研制了一台基于DSP的数字化逆变式等离子切割电源。电源系统采用双核核心控制器,以DSP-TMS320LF2407为核心处理器,以P89C54单片机为辅助处理器。DSP的3路PWM分别对斩波与逆变电路的IGBT进行驱动。通过LM35温度传感器和霍尔传感器进行实时温度和电流采样,并设计了温度及电流反馈保护电路;针对切割电源工作过程中可能会出现过电压、欠电压和过电流等问题,设计了专用的保护电路和吸收网络。实验证明,该系统控制精度高,电路简单,工作可靠。

摘要：介绍了以TMS320LF2407数据处理器(DSP)和P89C52双芯结构为控制核心的逆变式等离子切割电源系统,包括系统构成、电源主电路、控制电路和时序控制系统等。针对切割电源工作过程中可能会出现的过/欠电压、过电流等问题,设计了专用的保护电路与吸收网络。结合电源系统具有时变性和非线性的特性,阐述了软件进行输出波形控制的基本方案以及预测PI控制算法。进行了切割厚度与最佳切割速度关系实验,结果表明,以DSP和P89C52双芯结构为核心的预测PI控制逆变式等离子切割电源系统具有良好的控制性能,且电路简单,调试方便。

摘要：针对过程噪声为非理想高斯分布时无人水下航行器(UUV)自主导航定位存在噪声模型失配的问题,将高斯混合密度模型与容积卡尔曼滤波(CKF)相结合,设计了基于高斯混合容积卡尔曼滤波(GM-CKF)的UUV导航定位算法。建立了UUV运动模型及观测模型,利用CKF完成各高斯分量的预测更新,并将更新结果进行融合缩减与加权求和,从而实现UUV自主导航定位。通过与EKF、UKF和CKF算法仿真对比实验,验证了GM-CKF可以提高估计精度;通过UUV湖试试验,验证了基于GM-CKF的UUV自主导航定位精度和稳定性优于传统算法,其计算时间满足实时导航定位的要求。