摘要：针对存在风扰和变质量负载扰动的四旋翼无人机轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于降阶广义比例积分观测器的动态面模糊滑模控制方法。首先,建立含风扰和变质量负载扰动的四旋翼无人机系统模型;其次,结合四旋翼无人机系统模型设计降阶广义比例积分观测器估计外界风扰;再次,设计动态面滑模控制器,并采用模糊控制模糊化切换增益,以此有效地抑制抖振;然后,通过Lyapunov稳定性证明四旋翼无人机系统的稳定性;最后,通过Matlab-Simulink进行3种控制方法的仿真比较。仿真结果表明,当存在风扰和变质量负载扰动时,该控制方法抗风扰能力更强,稳定性更好,位姿跟踪精度更高。

摘要：嵌入后退式子母弹分离过程中,当子弹的后、中吊挂脱离导轨后,子弹运动姿态受到母弹的牵连,处于半约束状态,吊挂与导轨间的接触碰撞和母弹对子弹的气动干扰对分离过程具有极大的影响。为了为嵌入后退式子母弹高速分离安全性设计提供重要的理论支撑依据,确保子母弹安全分离,提出了子母弹高速分离高精度时空数值仿真安全性评价方法。在构建子母弹分离过程变构型气动力响应面模型和变构型变质量多体动力学模型的基础上,建立了子母弹分离过程变构型变质量组合体多体-气动流固耦合高精度时空数值仿真平台。基于该模型对不同的初始边界条件的子母弹分离过程进行仿真计算,获得了子母弹分离过程中的姿态参数,可对子母弹分离安全性进行动态评估;确定了子母弹可安全分离初始边界条件,为制定有利于提高子母弹高速分离安全性的技术措施提供了量化设计依据。通过仿真算例和试验表明,所构建的子母弹高速分离高精度时空数值仿真平台具有较高的准确性和可信度,研究结果对嵌入后退式子母弹高速分离安全性评价具有非常重要的工程价值。

摘要：针对传统动力吸振器"窄带"缺陷,设计了一种新型的变质量-负刚度动力吸振器,从而可以使吸振器具有较好的低频有效性。建立变质量-负刚度动力吸振器的动力学方程并分析了吸振器的工作原理;搭建了变质量-负刚度动力吸振器试验台,编制了PID控制程序;对吸振器减振性能进行了动力学仿真和试验研究。研究结果表明,所设计的吸振器连续可调,有效频带比传统吸振器频带宽了17.3%。

摘要：轴向运动结构是一类广泛使用的工程传送元件,而在传送过程中常常包含质量运动或者质量变化,质量的运动或改变和轴向运动间相互耦合作用,使结构的振动更加突出.为满足轴向运动机构高精度准定位的需求,围绕含变质量构件的机械臂结构,开展变质量-轴向运动耦合作用结构的振动主动控制研究.首先基于Galerkin法和模态叠加法建立了变质量-轴向运动压电梁的控制方程,然后针对系统的时变特性,设计LQG控制器对系统进行振动主动控制,并分析了多种工况下结构的振动抑制问题,最后采用Choi-Williams分布将信号在时频域上分解,分析了控制前后系统的时频特性.数值分析表明,施加LQG控制后,系统的横向振动在相关频率内都得到了有效的抑制,使用Choi-Williams分布可以准确反映系统振动频率与振动能量随时间的变化规律.通过研究含时变参数的轴向运动结构的运动特性和振动主动控制,对于智能机械臂结构设计具有一定指导意义.

摘要：机械臂结构通常用来搬运或者传输物品,而质量在传递过程中可能移动或者改变大小,因此这类结构属于典型的变质量结构,含质量构件的机械臂通常被简化为附加集中质量或附加变质量的柔性杆梁结构。以含变质量构件的压电梁结构为研究对象,从材料的本构方程出发,使用模态叠加法推导了粘贴有压电片的变质量-柔性梁结构的控制方程,通过计算仿真得到变质量时变系统的瞬态响应,分析了变质量-柔性梁结构的振动特性和运动规律,然后开展变质量柔性梁结构的振动主动控制研究;针对系统的变质量时变特性,设计模糊PID控制器对含变质量单元的柔性梁结构开展了振动主动控制研究,考虑了多种工况下系统的振动抑制问题;鉴于FFT在非平稳信号分析中的不足,使用时频分析技术将信号在时间-频率域上分解,得到了信号在时频域上的能量分布信息,更加准确的比较了控制效果。数值仿真表明,由于系统的变质量特性,系统没有固有频率,而是以共振频率带的形式出现;PID控制和模糊PID控制两种算法都可以实现系统的振动抑制,但是使用模糊自整定PID控制器,鲁棒性高,自适应性强,通过改进PID控制器的参数,可有效的提高控制效果。

摘要：在建立变质量碰撞振动系统的动力学模型时,将自由质量与主系统之间的不连续碰撞过程等效为弹簧刚度和粘性阻尼的连续作用,并以分岔和混沌理论为基础,通过数值法分析了激振频率对变质量碰撞振动系统动态特性的影响。研究表明,以频率比作为控制参数时,系统的振动响应经历了由周期运动—混沌—周期运动变化的过程。该研究方法为颗粒碰撞阻尼振动系统的分析和设计提供了理论参考。

摘要：文中建立了一种矢量形式的变质量鱼雷六自由度(6DOF)运动数学模型。在现有的水下航行器的运动模型基础上,充分考虑了燃料消耗等原因对于鱼雷运动的影响。同时,采用矢量形式,使得所建立的方程形式简洁并易于数值计算与仿真的实现,对于变质量水下航行器的设计与分析工作具有重要的意义。

摘要：根据动量守恒原理对列管式反应器环形分布器非连续变质量流动进行了理论分析,提出了环形分布器内非连续变质量流动静压分布的计算表达式,并结合前人试验结果整理得到了与环形分布器相适应的分流和合流压力分布系数。利用该模型开展了直径10m等级大型列管式反应器环形分布器开孔面积计算,可满足工程设计需要。

摘要：在镗削加工过程中镗杆处于悬臂状态导致整体刚度较低,易产生振动,影响加工精度及表面质量,严重时甚至导致零件报废,如何减小振动是镗削加工亟待解决的问题。提出了一种安装变质量吸振器的新型减振镗杆。建立了减振镗杆的动力学模型,分析了激振频率与吸振块质量对减振镗杆减振性能的影响规律。提出通过调吸振器吸振块质量对减振镗杆的减振性能进行调节,从而使减振镗杆的减振性能达到最佳的减振镗杆减振性能调节方法。最后通过分析在不同吸振块质量下主系统的位移变化情况对所提出的减振镗杆的减振性能进行了验证。研究结果对所提出的新型减振镗杆的设计、加工参数的选择及减振镗杆减振性能的调节具有指导意义,为减振镗杆的设计提供了新的设计思路。

摘要：针对空中加油任务中无人作战飞机(UCAV)的位置保持问题,进行了变质量UCAV的动力学建模与控制律设计。综合考虑了燃油传输对UCAV质量、惯性矩阵和质心位置的影响,基于相对惯性系的状态变量,推导了UCAV的动力学方程。建立了一个简单的油箱模型来模拟加油过程,设计了H∞最优控制律来实现UCAV的位置保持。通过非线性仿真,分析了燃油传输带来的动力学影响,仿真结果验证了模型的有效性和控制律的性能。