摘要：针对航天器在进行姿态机动时挠性附件的主动振动控制问题,提出一种基于自适应鲁棒方法和H∞理论相结合的控制方案。为有效地进行振动抑制,主动振动控制器采用H∞状态反馈理论,并且设计时充分考虑由于忽略挠性附件模型高阶模态所带来的结构不确定性,保证振动的快速衰减和方法的鲁棒性。同时,采用自适应鲁棒方法设计姿态控制器,有效地降低干扰和转动惯量不确定性对系统性能的影响,并采用Lyapunov方法分析系统的稳定性。最后,数字仿真结果说明,所提的方法是合理和有效的。

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：复合材料干纤维缠绕增强结构可解决纤维缠绕树脂基复合材料结构耐冲击性差、低温环境树脂易失效等问题。干纤维增强结构缠绕过程中,纤维束重叠、压缩导致干纤维缠绕增强层各处厚度不一,会对缠绕线型稳定性产生影响。为满足缠绕线型稳定,研究了测地线干纤维缠绕增强层厚度变化及分布规律,分析了纱带宽度、极孔尺寸及芯模结构等参数对增强层厚度的影响,考虑芯模厚度的变化,逐层更新干纤维缠绕增强结构数学模型,进行了缠绕轨迹计算,获得测地线缠绕线型。缠绕实验表明:理论仿真获得的复合材料干纤维缠绕增强容器增强层厚度准确,缠绕线型稳定,无滑纱现象,验证了纤维厚度与缠绕轨迹计算方法的可行性和干纤维增强层厚度仿真的正确性。

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：基于机器人的复合材料缠绕不同缠绕策略会对缠绕工艺及机器人运动稳定性产生影响,为获得使机器人运动稳定性更优的缠绕策略,研究了6自由度工业机器人的复合材料缠绕工作站,单独分析了包络形式、悬纱长度以及测地线/非测地线缠绕等参数对缠绕工艺及机器人运动稳定性的变化参数的影响,采用MATLAB进行不同缠绕策略的机器人缠绕轨迹计算,确定规划后的缠绕轨迹,基于ADAMS和MATLAB进行机器人缠绕动力学联合仿真,获取机器人各关节力矩曲线,分析规划后的缠绕轨迹对机器人运动稳定性的影响。进行了复合材料制品干纤维缠绕实验,缠绕实验表明:采用优化后的缠绕策略进行复合材料制品缠绕时缠绕线型稳定,缠绕过程无滑纱、交叠、架空等现象,缠绕精度完全满足设计要求。

摘要：针对轮毂电机式电动汽车的稳定性控制问题,建立了七自由度整车模型和非线性轮胎模型。在此基础上,提出基于横摆力矩控制的电动汽车稳定性控制策略。通过线性二自由度车辆模型计算理想质心侧偏角和理想横摆角速度。采用状态观测器估计实际质心侧偏角。以汽车质心侧偏角和横摆角速度为控制变量,设计了基于滑模理论的稳定性控制器。通过对单个车轮施加驱动或制动控制,产生纠正汽车行驶状态的横摆力矩。建立了基于CarSim和Matlab/SIMULINK的稳定性控制系统虚拟仿真平台,在双移线工况下进行仿真分析。结果表明该稳定性控制器能够快速施压驱动力或制动力,及时、准确地控制汽车的横摆角速度和质心侧偏角,避免汽车产生不足转向或过多转向,使汽车实际运行的路径与期望路径保持一致,提高了汽车的操纵稳定性。

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.