摘要：针对多飞行器系统协同控制问题,研究了基于事件驱动机制的控制设计方法。结合有向通信拓扑和编队位置描述建立了空间多飞行器系统的模型,在飞行器编队中引入事件驱动方法,设计了一般形式的事件触发函数,在非触发时间内利用触发时刻的信息生成了协同控制律,使得飞行器在非持续通信下能够形成三维空间任意给定的队形,并从理论上给出了协同控制问题的稳定性证明。提出的方法不需要飞行器系统的全局信息,飞行器只需要在触发时刻进行通信和控制器的更新,更有利于实际情形中的应用。仿真结果验证了该方法的有效性。

摘要：灰度共生矩阵计算具有计算量大、计算延时长等缺点,严重影响计算的实时性。针对此问题在充分分析灰度共生矩阵计算并行性的基础上,提出了快速计算灰度共生矩阵的并行算法和并行体系结构,利用图像中像素之间计算的可并行性,设计多个Processing Elements(PEs)对多个像素进行并行计算,可有效地实现灰度共生矩阵的快速计算。由于嵌入式可重配置硬件平台资源有限,对灰度共生矩阵计算性能进行优化的同时还对资源消耗进行优化。通过对计算延时(latency)和资源消耗(area)的分析,建立新的优化目标函数,实现了性能和资源折衷的优化设计。

摘要：针对一类变体飞行器控制问题,提出一种平滑切换线性变参数(LPV)鲁棒控制器设计方法.建立变体飞行器切换LPV模型,设计平滑切换控制器,其中偶数子系统控制器由相邻两个子系统控制器线性插值得到.给出保证切换LPV系统指数稳定且具有一定鲁棒性能的充分条件,由于考虑了调参变量的渐变特性,所得切换律没有平均驻留时间的限制.仿真结果表明,所提出方法使得飞行器系统既具有良好的稳定性和鲁棒性,又能实现平滑切换.

摘要：针对高超声速飞行器线性变参数(LPV)模型建模中准确度与复杂度之间的矛盾性,提出了一种基于网格化张量及高阶奇异值分解(HOSVD)的凸多胞LPV模型建模及控制方法。首先基于雅可比线性化给出了大包线网格化模型的张量描述形式,然后提出了一种基于HOSVD的多胞LPV模型生成算法,将网格化模型表述为有限个线性时不变(LTI)顶点及权重函数的组合,并基于舍弃的奇异值给出了建模误差的指标,最后结合某航天飞机再入段六自由度非线性模型进行了大包线鲁棒LPV控制器设计与仿真验证,结果表明该方法可获得计算复杂度低且保证建模精度的LPV模型,设计的鲁棒变增益控制器能够使系统快速跟踪姿态角指令信号,并能够保证系统的稳定性和鲁棒性。

摘要：根据货运飞船热平衡实验中对温湿度测量的需求,设计并搭建了一种以控制器局域网络(CAN)总线通信技术和智能温湿度传感器SHT15为核心的分布式测量系统,温湿度测量模块将采集到的温湿度数据通过CAN总线经分线器传递给下位机,进一步传输给上位机,实现了对数据的补偿、显示和保存等功能,给出了系统中软件的设计思路和流程图.并对该系统进行了真空贮存实验和标定实验,实验结果表明:该系统具有高可靠性和高测量精度,相对湿度的测量误差在2%以内,且使用方便,易于扩展节点,现已成功运用于实际的测量工作中.

摘要：针对存在随机短时延和外部干扰的网络化飞行器执行机构故障问题,提出了一种自适应容错控制方法。首先利用扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)对系统不确定性进行估计,并构建了自抗扰控制器对不确定性进行补偿。在此基础上,设计了一种基于跟踪误差的自适应容错控制方法。当执行机构发生未知故障后执行机构指令能自适应逼近设计值,使得重构的控制系统精确跟踪参考模型。最后利用Lyapunov函数方法证明了闭环控制系统的有界稳定。数值仿真校验了所提方法的有效性。

摘要：研究存在未知短时延、丢包和系统不确定性的网络化切换控制系统故障检测与时域优化问题.首先基于观测器构建残差发生器,结合Lyapunov函数方法和平均驻留时间方法分析系统的稳定性,并以线性矩阵不等式(LMI)形式给出故障检测滤波器的求解方法;然后为了改善故障检测系统的性能,采用后置滤波器对残差信号进行时域优化,并利用奇偶空间方法给出其最优解;最后设计并推导出自适应阈值.仿真结果验证了所提出方法的有效性.

摘要：针对直接串联式结构承载能力较弱的问题,设计了一种基于双四连杆构型的仿生蟑螂机器人,该构型运动灵活,承载能力强且可以实现解耦控制.建立了该构型的数学模型,进行运动学分析,求解出机器人的正解以及逆解.采用压力感应电阻(FSR,Force SensingResistor)以及光电开关联合检测蟑螂机器人行走在崎岖路面时足端是否落地的信息,而且提出一种新的足端轨迹规划实现蟑螂机器人在崎岖路面的快速行走,综合之前的运动学计算,设计了可用来控制蟑螂机器人在崎岖路面行走的算法,实验验证该算法可以控制机器人在崎岖路面以10 cm/s的速度行走.

摘要：电磁铁利用电磁力作机械功从而将电能转换为机械能,其结构参数的优化设计非常重要。本文以双行程螺管式电磁铁为研究对象,提出一种AnsysMaxwell与ADAMS联合仿真的建模方法。首先,采用磁路法计算出静态吸力公式,为参数设计提供依据;然后,在Maxwell有限元软件中,建立双行程电磁铁的三维模型,仿真得到其静态特性,耦合电压平衡方程和达朗贝尔运动方程,利用能量增量法得到动态吸力位移曲线;建立ADAMS仿真模型,导入动态吸力得到位移时间曲线,与实验结果相比误差在5%以内,验证了Ansys Maxwell与ADAMS联合仿真的可靠性,为电磁铁的动态分析和结构参数设计优化提出了一种新方法。

摘要：针对姿态控制系统出现故障对卫星稳定性和控制性能的不利影响,本文提出了一种基于自适应模糊故障估计器的全局动态滑模变结构容错控制算法。设计了一个自适应模糊估计器对系统中的故障函数在线进行估计,通过将估计所得的故障函数引入控制律中,对未知故障进行补偿。为了使得系统响应对外部干扰具有全局鲁棒性,本文为控制器设计了一种全局动态滑模面。采用Lyapunov方法证明了在线故障估计器和控制器的稳定性,并通过仿真进行了验证。仿真结果表明,故障估计器能够很好地对故障进行估计,保证控制器在故障情况下具有良好的动态性能;控制器对某卫星具有良好的控制精度,并且对外界干扰有较强的鲁棒性。