摘要：过驱动系统由于执行器间的冗余性导致故障往往具有严重的耦合性,从而给故障的分离带来很大困难。针对过驱动系统的执行器乘性故障,提出了一种基于未知输入滤波器的故障诊断方法。首先,提出了一种新的未知输入滤波器结构,设计方便。然后,将指定执行器的故障看作未知输入,通过一组结构化残差来实现故障分离,并在此基础上,提出了一种故障估计方法。最后,通过ADMIRE飞行器的近似线性化模型仿真验证了所提方法的有效性。

摘要：以四旋翼直升机姿态控制系统为对象,针对一类过驱动系统,由控制分布阵列不满秩而引起的执行器故障诊断难的问题,本文采用了一种新颖的多观测器故障诊断方法对执行器故障进行检测和估计,进而设计一种具有故障补偿并且满足H∞性能的动态输出反馈跟踪控制器。该方法不仅能够快速的检测和估计出单通道执行器故障,而且能够有效的补偿故障对系统稳定性的不利影响,保证系统在单通道执行器故障下具有一定的姿态跟踪能力。相对于状态反馈控制器,所提算法有效的避免了模拟状态量而带来的误差,一定程度上提高了系统的控制精度和可实现性。最后通过Quanser3-DOF Hover半物理仿真平台验证所提算法的可行性和有效性。

摘要：过驱动系统是一类控制输入数多于输出数的系统,冗余控制为控制器的设计提供更大自由度的同时也提出挑战。控制分配是处理冗余控制的一种常用方法,同时对驱动器故障具有一定的容错能力。但是控制分配可能会导致系统不稳定,所以设计控制器时必须考虑这种不稳定因素的影响。基于控制分配的稳定性设计方法正是针对这种情况而提出。根据不同原理,这些方法可以概括为零动态方法,优化方法,内动态方法,滑模方法,模型预测方法和智能方法等。概括了这些方法的基本思路,并指出其不足之处,进一步提出新的研究方向。

摘要：针对具有冗余执行机构的过驱动系统的最优控制分配问题,基于数据驱动的子空间辨识方法和预测控制理论,提出了一种考虑执行器动力学特性的动态控制分配新方法.在考虑范数有界不确定性的在线子空间辨识的基础上,对执行器动力学特性进行不确定性建模,再结合预测控制理论进行动态控制分配.从而将执行机构的动力学建模、控制量最优分配和执行机构控制律的设计包含在一个子系统框架内,对执行机构的模型不确定性具有更好的鲁棒性.最后给出仿真实例验证了算法的有效性.

摘要：针对混合动力船舶的模式切换过程中可能出现的扭转波动,传动轴剧烈冲击和离合器过度磨损问题,提出基于模型参考控制(MRC)的力矩协调控制策略。首先建立动力传动系统动力学模型,基于此推导出电机单独推进模式的动力学模型,并作为参考模型;然后设计MRC力矩协调控制策略。仿真结果表明,与传统的模式切换方式相比,MRC控制可改善动力中断和轴系剧烈冲击,而且显著减小离合器滑摩功。敏感性分析给出了外部干扰和执行机构噪声对控制品质的影响。

摘要：针对量测干扰下一种异类过驱动系统中残差与干扰存在耦合关系的问题,提出一种运用空间几何方法实现残差对干扰解耦的新算法.通过设计残差生成器并实现残差对系统输入和量测干扰的解耦,由残差值反馈故障检测情况,根据不可观测子空间中的空间分割建立结构化残差集,使得残差集与故障集满足完全对应关系,完成故障的隔离.最后通过提出对比仿真算例验证了我们所提算法的可行性和有效性.

摘要：半潜式平台动力定位系统仅能控制纵荡、横荡和艏摇的低频运动,而整个系统安装的推力器个数大于被控自由度个数,因此整个定位系统为过驱动系统。针对该系统,采用模型预测控制,将虚拟控制力计算和推力分配实现一体化设计。控制力由推力器推力显式表达,充分考虑了推力器物理性能,以推力器推力变化率为控制参数。设计中,首先利用当前运动状态预测环境扰动,通过最小二乘法实现环境扰动的初次分配,然后再进行标准模型预测控制,充分考虑了桨-桨干扰造成的推力损失问题,通过设置上下游推力器间推力夹角,有效地避免了推力损失。最后给出数值算例验证了该方法。

摘要：针对非线性多操纵面飞机的容错控制问题,提出了一种有限时间稳定的非线性自适应容错控制分配方法。首先,建立了以效能增益矩阵描述的过驱动系统执行器故障模型;然后,在模型参考自适应控制框架下,融合控制分配思想,并考虑执行器物理约束,建立了基于优化的含约束控制分配模型以保证能耗最小和虚拟指令跟踪最优;最后,采用Lagrangian法将该约束优化问题转化为无约束优化问题,并基于Lagrangian函数一阶最优条件和有限时间稳定理论完成自适应容错控制分配律设计。仿真结果验证了所提方法的有效性。

摘要：针对车载系统行进过程中产生的结构振动,提出被动隔振和主动减振相结合的方法对结构弹性振动和刚体振动进行抑制.一方面,针对结构弹性振动,在车载结构和车体之间安装隔振装置,选择合适的隔振器参数,对车载结构的弹性振动进行隔离.另一方面,结合刚体振动抑制的需求,进一步研究小阻尼隔振器带来的结构低频刚体振动.对隔振器和车载结构形成的新系统采用主动控制方法设计最优控制器,对这一类过驱动控制系统进行主动控制研究.通过主被动控制结合,实现车载结构全频段范围内的振动抑制,能够将系统刚体振动的位移均方根值抑制到无控制时的5%以下.

摘要：针对执行机构饱和非线性未知的碟形飞行器，在考虑执行机构动态的基础上，设计了基于神经网络的滑模控制器，给出了相应的控制律和参数选择方法。神经网络用来估计执行机构的饱和量，从而在设计控制器时，可以对执行机构的饱和进行相应补偿。仿真结果表明了该方法的正确性和有效性。