摘要：针对欠驱动四轴飞行器控制系统在轨迹跟踪过程中存在参数不确定和易受外部干扰等问题,这里采用一种PID控制、非线性自抗扰控制(NLADRC)和PD控制技术相结合的控制方式对其位置和姿态进行控制,以偏航通道为例实现了扩张状态观测器(ESO)对内扰和外扰的估计及补偿。首先,根据四轴飞行器模型特点,实现了适用于4通道的参数整定方案,大大简化了参数整定难度;然后,设计了内外双环路控制器,其外环由PID控制,内环由ADRC和PD控制;最后,通过与串级PID控制在轨迹跟踪及抗扰性、鲁棒性方面进行仿真对比分析,结果表明该控制方法能够满足四轴飞行器在稳定度高和姿态调节快速性等方面的要求,自抗扰控制器能够对扰动进行很好地估计和补偿。

摘要：【目的】采用滑模变结构控制器来柔化控制信号以消除抖振,使航行器可以长时间且稳定地对水下生态环境进行监测。【方法】从仿生学的角度对传统水下航行器外形进行优化,设计了一款仿鱼型水下航行器,建立模型对其在水下航行的受力情况进行分析,同时运用滑模变结构对航行器的姿态控制器进行设计,并通过MATLAB仿真及水池和户外实验验证其可行性。【结果】采用的滑模控制法具有较强的鲁棒性,能有效抑制抖振,基本满足设计要求,该控制法能让航行器在水中保持稳定,确保水下拍摄图像清晰。【结论】将滑模变结构应用于仿鱼型航行器姿态控制可为后续控制器的优化提供参考,基于水平面非线性模型的航向控制器的控制相较于基于垂直面线性化模型的姿态控制器的控制更为复杂,需进一步研究。

摘要：针对四旋翼无人机控制器参数较多且难以获得最优整定解等问题,提出了四旋翼无人机姿态控制参数的改进混沌粒子群优化算法;采用多维混沌映射函数产生初始化种群,提高初代种群质量;提出一种全域模糊扰动+邻域精准扰动的多维组合混沌扰动策略,可生成优质混沌扰动粒子;为同时兼顾时频域指标要求,设计了多性能指标约束条件下的加权性能指标函数,以确保优化结果能够满足各项指标要求;另外,进行了四旋翼无人机姿态控制数字仿真,统计结果表明改进策略可以产生较优初代种群,且性能指标在第4代即可快速收敛至近似最优解附近,六自由度仿真验证了改进策略的正确性和有效性。

摘要：针对水下机器人-机械臂系统(underwater vehicle-manipulator system,UVMS)水下作业的运动控制所存在的自身结构不确定性干扰、系统动力学耦合干扰以及海流干扰问题以及解决方法展开研究。对系统建立合适的坐标系,并依此得到系统的运动学模型;根据系统垂直面动力学方程和系统之间耦合影响,建立了垂直面欠驱动型水下机器人数学模型。针对作业条件下UVMS垂直面姿态进行控制研究,设计了一种基于模糊自适应反步控制器,通过仿真对不同运动条件下的姿态进行控制验证,结果表明文中方法能够使UVMS在不同运动条件下保持良好的控制姿态。

摘要：针对传统卫星总体和控制串行设计过程低效、设计性能受限、设计方案冗余等问题,提出了一种卫星总体与姿态控制一体化优化设计方法。在轨道、结构、电源、推进等多学科耦合的传统总体设计模型基础上,将面向应用任务过程的卫星姿态控制仿真嵌入卫星多学科分析过程中,实现卫星总体方案与姿态控制的耦合精确分析和整体任务效能的综合评估,在此基础上进一步实现总体和控制的一体优化。最后,以某对地观测敏捷卫星为对象开展方法应用研究,优化结果表明所提方法获得了比传统设计方法目标函数性能更优、冗余度更低的设计方案,验证了卫星总体与姿态控制一体化优化设计方法的可行性和有效性。

摘要：针对利用反作用飞轮作为执行机构的微小卫星姿态控制系统,详细讨论了基于dSPACE实时仿真机、单轴气浮转台、星载计算机及陀螺和反作用飞轮实物的卫星姿态控制系统半物理仿真的方案设计;并利用该系统对仅用反作用飞轮的卫星姿态大角度机动控制模式进行了半物理仿真验证。仿真结果表明根据陀螺和反作用飞轮现有精度,设计的大角度姿态机动控制算法能够满足分系统技术要求,同时验证了半物理仿真系统方案设计合理、可靠。

摘要：针对大型液体运载火箭控制参数设计依赖人工经验,设计过程耗时长,难以得出很好设计结果等问题,提出了一种控制参数智能设计方法。结合稳定裕度指标和截止频率约束,设计了一种分段式目标函数,避免单一稳定裕度值过大、其他稳定裕度很小甚至不稳定的情况。通过分析参数对系统频域特性的影响,将校正网络与控制增益分层优化,提出了一种基于优势更新的改进进化策略方法优化校正网络参数,基于Powell算法优化控制增益。仿真结果表明,提出的目标函数通用性强,提出的改进进化策略收敛速度快、收敛性好,优于其他启发式算法,优化结果优于人工设计结果,具有较高的工程应用价值。

摘要：空间飞网是一种新型的空间碎片或漂浮物回收装置.飞网抛射过程会对母体卫星产生较大的干扰,影响卫星的姿态稳定,因此需要设计具有抗干扰能力的控制律来保证卫星姿态的稳定.针对空间飞网直接抛射展开过程,分析了影响飞网抛射效果的主要因素,并建立了飞网发射所产生的干扰力矩模型.针对卫星的控制要求,建立了卫星姿态控制系统的模型,设计了滑模变结构控制器,并给出数学推导过程.最后,通过仿真对姿态干扰及控制器控制性能进行了分析研究,结果表明,设计的控制器能够保证卫星的稳定,满足设计指标要求.

摘要：针对直/气复合控制导弹姿态控制系统的特点,提出将非线性模型预测方法与自抗扰控制方法结合的姿态控制策略,设计姿控脉冲发动机阵列点火逻辑,在分析直接侧向力有限约束集的基础上提出直/气复合控制导弹姿态控制系统设计方法。仿真结果表明,所给出的复合控制策略可以有效抑制外部干扰和模型不确定性的影响,显著加快拦截导弹的过载响应速度。

摘要：为了解决星上微振动导致高分辨率遥感卫星图像质量下降的问题,研究了空间相机隔振措施及其带来的异位控制问题,提出了同时采取相机隔振与控制规律修改措施的一体化设计方法,实现了隔振性能与姿态控制性能兼备的系统方案。对算例的研究结果表明,采用相机隔振-姿态控制一体化设计方法可以在保证姿态控制性能的同时大幅降低曝光时间内空间相机的视线抖动量。