摘要：多节链式旋翼飞行器具有构形可变换的特点,是应对运动空间变化的一种有效构形设计方式。受限于构形变化下电机共轴带来的横向转动力矩的缺失,多节链式旋翼飞行器的动态重构飞行具有无法达成的临界构形区间。为此,设计了具备横向倾转的链式旋翼机体结构,以单机臂为模块化结构基本单元,通过旋转关节实现水平向的构形变化,机臂中段配置倾转矢量关节,用以提供滚转力矩支撑。在机体运动学、动力学模型推导的基础上,引入虚拟控制量对控制分配进行线性化处理,利用Moore-Penrose伪逆求解控制效率矩阵,面向全构形变换设计了基于全驱动控制的飞行控制律。对飞行器典型构形位姿控制的稳定性、构形变换控制的可行性进行实验论证,仿真结果表明:在飞行器各典型构形飞行状态下,姿态各轴向角度跟踪最大误差不超过0.05°,构形变换过程中,姿态各轴向角度跟踪误差不超出0.1°,2种情况下,位置偏差均能控制在1 mm以内,飞行器具备各构形下稳定飞行及构形变换的能力,为进一步开展动态重构及稳健飞行提供了必要条件。

摘要：针对软体机械手抓取稳定性差等问题,设计一种由转换机构和软体手指等组成的变结构气动软体三指机械手。机械手可实现4种抓取模式,通过转换机构的结构变换改变软体手指的工作空间,使其处于最佳抓取位置。建立手指的单腔室弯曲数学模型以得出充气压力和弯曲角度的关系,采用有限元法分析各参数对腔室弯曲角度的影响,并对腔室结构进行优化;通过充气弯曲试验,验证了软体手指的良好性能;通过软体手指输出力测试获取输入气压和输出力的关系。制作样机并对8种物体进行抓取试验,结果表明:该机械手抓取稳定,能够实现对0~320 g范围内各种不规则及软硬度不同物体的无损抓取。

摘要：通过鱼雷与目标舰船运动关系推导了鱼雷与目标舰船视线角变化的状态方程,设定控制量,采用变结构控制方法对控制量进行设计,使得鱼雷与目标舰船连线同目标航向夹角控制在45°,由此达到鱼雷垂直命中目标的目的,通过李雅普洛夫稳定性理论证明了控制器的稳定性。仿真分析表明:在本文设计的变结构拦截导引律作用下,鱼雷与目标舰船视线与目标航向夹角稳定趋于45°角,鱼雷以垂直方式精确命中目标舰船。

摘要：为了给光电跟踪系统提供高性能的伺服控制,基于传统的PI控制器原理,结合变结构的思想,设计了一种变结构PI控制器(VSPI)。介绍了该控制器的工作原理并讨论了设计参数的选择。基于某型号光电跟踪系统,分别对采用了VSPI、抗积分饱和PI控制器(AWPI)和积分分离PI控制器(ISPI)作为位置回路控制器的伺服控制系统进行了仿真和实验。实验结果表明,采用了VSPI的光电跟踪系统基本无超调,上升时间为0.378s,稳定时间为0.488s,跟踪精度为1.26″。该系统结构简单,能实现嵌入式实时控制;与其他两种控制器相比综合性能更好,完全满足光电跟踪系统精度高、响应快的要求。

摘要：针对有末端视线角约束下拦截高速机动目标的场景,设计了一种模糊变系数变结构制导律。提出了一种自适应变结构制导律,制导律可以根据弹目距离自适应调整趋近滑模面的速度;用饱和函数代替制导律中的开关项,有效消除了系统抖振。仿真表明,拦截高速非机动和高速机动目标,提出的变结构制导律均可以满足视线角约束和脱靶量要求,但需用过载较大。为解决需用过载较大的问题,引入模糊控制方法,设计模糊控制器对变结构制导律中的导引系数进行优化,得到了一种模糊变系数变结构制导律,可以满足视线角约束且有效抑制了系统的需用过载。

摘要：在连续时间混沌系统的控制与同步问题统一处理的基础上 ,给出一种可实现两个相同或不同连续时间混沌系统的控制与同步的预测变结构控制方法 .其控制器由针对对象标称非线性模型设计的连续预测控制器和针对对象不确定性设计的滑模变结构控制器组成 .所提出的方案具有变结构控制鲁棒性强的优点 ,实现了系统对参考信号的追踪控制 .

摘要：针对堵渣机的变结构特征,利用ADAMS软件建立了仿真模型,通过机构的仿真分析找出了堵渣机存在的主要问题;并据此对堵渣机进行了优化及无过约束的自调结构设计。仿真分析了其优化的效果,结果表明:提高了堵渣机的各项性能,使其工作更加稳定可靠;改善了机构的自适应性能,消除了堵渣机对外界工作环境的敏感性;为变结构机构的设计提供了一个新的方向。

摘要：针对近空间飞行器大包络、多任务模式飞行运动,结合通用高超声速飞行器确立了近空间飞行器不同飞行阶段的机体结构,详细建立了气动参数由攻角、马赫数与控制舵面偏转量表示的12状态动力学方程,绘制了不同飞行阶段气动参数随攻角、马赫数的变化曲线,建立了近空间飞行器的大包络运动控制模型,而后研究了不同机体结构与飞行状态下的控制特性和各通道耦合性质,表明该系统可以有效用于全程强鲁棒稳定飞行控制系统的设计与仿真测试,充分体现了近空间飞行器非线性、时变、耦合等飞行运动特点,仿真验证表明了研究结果符合现有分析结果。

摘要：本文研究了一种含有未知参数非线性系统的变结构自适应控制设计方法,作者首先通过状态反馈和坐标变换将非线性系统变成线性系统,然后将变结构控制与自适应控制结合起来,给出了具有滑动模态的模型参考自适应控制设计方法,从而解决了一类非线性系统的模型跟踪问题。最后应用简单算例证实了该设计方法的可行性。

摘要：针对拓扑约束型模型难以进行变结构处理的问题,提出了一种约束释放、形状变形、拓扑重构的变结构设计方法。对三维实体进行面片分解以形成面片族,结合增减关键点的策略,以使每一曲面点集的局部拓扑关系确定化,只记录实体点集的数据而释放其拓扑连接关系。通过对约束释放的拓扑自由面片进行细分操作,并运用工具对其进行编辑,实现了变结构处理。对编辑完成的面片进行优化和拓扑重构操作,完成变结构的过程。最后给出了应用实例。