摘要：主要考虑绳系卫星释放阶段的姿态运动对空间系绳系统稳定性产生的影响。基于欧拉-牛顿法建立绳系卫星的姿态动力学与运动学方程,研究了释放阶段系绳与卫星之间固定点存在静态不对称性时,卫星姿态的稳定性。为抑制释放阶段卫星姿态运动对系绳系统稳定性产生的不利影响,设计了一种基于Lyapunov函数方法的非线性姿态控制器。数值仿真及分析验证了该控制器可实现卫星姿态的稳定。

摘要：微型共轴直升机因对控制输入和外在扰动较敏感,且本身具有较高的动态脉宽,使得其难于控制。提出一种基于特征速率配置(characteristic ratio assignment,CRA)的多项式设计方案来控制直升机的姿态回路。因CRA综合考虑时域稳态指标、系统鲁棒性以及广义时间常量来配置系统特征多项式,从而设计控制器。针对CRA设计控制器阶次的不明确,提出依据CRA设计满足一定性能指标的定阶次的类PID控制器。仿真分析证实了提出的控制方法简单可行。

摘要：为了增强空间系绳系统展开过程的抗干扰性,本文提出了空间系绳系统展开运动轨迹跟踪的滑模变结构控制方法.考虑大气摄动和无模型摄动建立了空间系绳系统展开运动动力学模型.基于遗传算法,针对两阶段展开方式,采用最优振荡阻尼张力控制律和等分时张力控制律设计了展开运动标称轨迹.为了实现轨迹的鲁棒跟踪,采用考虑展开长度的等效控制和连续函数幂次趋近律切换控制设计了滑模变结构控制器.仿真结果表明,所提出的控制方法有效增强了空间系绳系统展开运动的动态性能及鲁棒性.

摘要：在分析失效零件再制造的特点的基础上,提出了基于人机交互技术的机器人熔化极气体保护焊(gas metal arc welding,GMAW)再制造思想.将操作者作为系统的一个因素,构成人机交互式的机器人GMAW再制造系统,人机协作共同完成失效零件的再制造任务.其中操作者主要负责解决再制造过程中的非线性、难建模的复杂问题;机器人主要负责数据计算和运动控制等线性问题.根据上述思想,文中建立了人机交互式机器人GMAW再制造试验系统平台,研究了基于开放式图形库(open graphics librar-y,OpenGL)的再制造系统软件结构和人机交互实现方式,采用模块化方法设计实现了可视化的人机交互界面.

摘要：首先基于哑铃模型建立空间系绳系统的数学模型,然后对标准系数法进行了介绍,在此基础上提出了基于标准系数法的空间系绳系统状态保持稳定控制算法,最后结合仿真实例对空间系绳系统的状态保持稳定控制进行了分析,并与线性最优二次型设计方法进行了比较,同时还对系统的鲁棒性进行了研究。结果表明使用标准系数法设计的控制系统不仅能够达到控制要求,而且设计简单,所得出的控制系统具有良好的鲁棒性。

摘要：针对空间系绳系统在太空展开轨迹的控制律动态参数进行了研究。利用拉格朗日方程建立考虑系绳质量的系绳系统数学模型,采用带附加参数的修正张力控制律研究系绳系统的展开。主要对张力控制律的动态参数进行了优化设计,分析了动态参数对系绳系统展开过程中长度、速度、轨迹的影响,并对最优动态参数下的控制律进行适用性仿真分析。结果表明,动态参数的优化能有效改善空间系绳系统展开轨迹和速度,且优化出的动态参数,在一定长度范围内,对空间系绳系统物理展开试验有实际工程运用价值。

摘要：在考虑系绳弹性的情况下,建立绳系卫星轨道面内运动的动力学模型,并在系统平衡位置线性化,得到绳系子星在随机扰动作用下的稳态保持状态方程.引入基于卡尔曼滤波的状态估计方法和最优状态反馈控制策略,提出了保持系统稳态运行的控制方法,并以YES2空间系绳试验为参考模型设计了稳态保持控制系统.分别在不考虑系绳弹性和考虑系绳弹性的系统模型下进行相应仿真分析,结果表明所提出的控制方法能使系统具有良好的抗干扰性能,系绳控制张力变化平缓且幅值小,提高了系统状态保持阶段的可靠性和安全性.同时系绳刚度系数的减小可使系绳纵向振动加剧,但对横向摆动影响较小,这为选取合适的系绳材料提供了理论参考.

摘要：CRISPR/Cas9技术是新近发展起来的对细胞和动物模型进行基因编辑的重要方法。本文利用DNA双链断裂(Double-strand breaks,DSBs)引起的同源重组(Homologous recombination,HR)依赖与非依赖的修复机制,建立基于CRISPR/Cas9核酸酶技术构建定点突变小鼠品系的技术体系。针对赖氨酸特异脱甲基化酶2b(Lysine(K)-specific demethylase 2b,Kdm2b)酶活关键位点对应的基因组DNA序列设计单一导向RNA(Single-guide RNA,sg RNA),通过与Cas9 m RNA共显微注射,分别得到Kdm2b基因发生移码突变的基因失活品系及关键位点氨基酸缺失的酶活突变型小鼠品系。此外,利用HR介导的修复机理,将黄素单加氧酶3(Flavin containing monooxygenases3,Fmo3)基因的sg RNA序列及对应的点突变单链寡脱氧核苷(Single strand oligonucleotides,ss ODN)修复模板共注射到小鼠受精卵雄原核。对F0小鼠基因测序分析显示,成功构建了Fmo3基因移码突变的基因敲除和单碱基定点突变的基因敲入小鼠,这些突变能够稳定遗传给子代。本研究利用CRISPR/Cas9技术,通过同源重组依赖与非依赖两种DNA损伤修复方式,成功构建了特定位点突变的小鼠品系。

摘要：为实现微型共轴无人直升机(MCUH)的航迹跟踪,考虑系统的状态和输入约束,利用非线性模型预测控制(NMPC)技术设计一种快速在线的控制器。首先,简化MCUH的非线性模型,利用系统的微分平坦特性生成满足直升机动力学的可行航迹,沿着该航迹对系统进行线性化,得到近似直升机非线性动力学的线性时变(LTV)模型。然后,将传统输出航迹跟踪NMPC问题转化为LTV-MPC优化问题,降低问题的复杂度,为确保航迹跟踪误差系统的指数渐近稳定,分别设计终端域和终端罚值。最后,通过数值仿真,验证快速在线NMPC策略的可行性。结果表明:设计的预测控制器误差控制精度高、求解速度快,可实现对有约束的时变航迹的跟踪。