摘要：线性自抗扰控制(LADRC)器设计简单且性能优秀,但控制器参数的优化设计过程比较复杂。针对此问题,提出一种LADRC的快速参数整定方法,以实现控制器参数的快速优化设计。首先,建立并化简一阶模型辅助LADRC系统的数学模型;其次,利用频域特性分析方法详细地分析控制器参数和控制系统关键性能的定性及定量关系,如系统的稳定性、跟随性能、抗干扰能力、噪声抑制能力和对象参数鲁棒性,并提出基于控制器性能优化的快速参数整定方法。在此基础上,以开关磁阻电机转速控制器为研究对象,利用所提出的快速参数整定方法快速获取控制器参数。实验结果证明所设计的控制器有较好的抗干扰能力和鲁棒性,该方法对于LADRC有很好的工程实用价值。

摘要：针对微型无人直升机惯性参数不确定并受外部扰动的情况,提出了一种新的自适应路径跟踪控制方法。该控制方法采用了双回路结构,外回路结合无人直升机的特点,设计了基于制导律的路径跟踪控制器,通过控制无人直升机升力和姿态完成对期望路径和期望速度的跟踪;内回路设计了基于L1自适应算法的姿态控制器,经自适应律对惯性参数以及外部扰动进行实施估计和补偿,通过控制无人直升机的力矩达到跟踪期望姿态的目的。双回路控制器能够避免设计欠驱动系统带来的问题和困难,并由时标分离原理,能够证明有惯性参数不确定性和扰动情况下的系统跟踪误差一致有界。最后,对所设计的控制方法进行了数值仿真与飞行实验,验证了控制算法的可行性和性能。

摘要：针对蟑螂机器人直接串联式腿构形承载能力差、机体刚度不能满足要求,以及单腿少于3自由度构形不能精确控制机体位姿的问题,设计一种基于双四杆机构的仿生蟑螂机器人。对机器人求运动学逆解,求得各个驱动关节转角;对机器人进行静力学分析,通过解析法得到关节驱动电动机所需的驱动转矩;用可视化的方法对机构的工作空间进行分析,同时提出快速工作空间与越障工作空间的概念来衡量机器人的平面运动性能与越障性能;制作样机进行行走试验。通过与直接串联构形的比较可知,新设计的样机不仅提高了移动速度,同时增加了系统承载能力,验证了上述设计的合理性与可行性。

摘要：针对以变速控制力矩陀螺(VSCMGs)为姿态控制执行机构的航天器在同时考虑惯性参数和执行机构不确定性情况下的姿态跟踪控制问题,提出了一种基于归一化神经网络的自适应姿态跟踪控制方法。设计一个非线性反馈控制器作为航天器姿态控制的基本控制器,利用归一化神经网络设计补偿控制器,用以在线估计和消除包含系统不确定参数的未知不确定函数的影响,避免了标准自适应控制方法需要进行大量不确定参数估计的缺陷。采用神经网络输入归一化技术,简化了闭环系统复杂的稳定性分析过程。理论分析证明了闭环系统的稳定性和姿态跟踪误差的收敛性。仿真结果表明,所提出的控制方法能满足航天器在惯性参数和执行机构不确定性及外干扰存在情况下的高精度姿态跟踪控制要求。

摘要：针对非最小相位欠驱动垂直起降飞行器系统,提出一种位置反馈动态面控制算法。首先设计高增益观测器,估计系统未知状态;然后采用动态面控制方法避免Backstepping设计存在的"微分爆炸"现象,同时简化控制律设计过程;最后采用Lyapunov直接法证明闭环系统所有信号一致有界,且跟踪误差通过调节控制器参数可以达到任意小。理论分析和仿真表明,所提方法能减轻计算负担,降低对系统状态的测量要求,实现飞行器位置准确跟踪,并对非线性建模的参数不确定性具有鲁棒性。

摘要：考虑到实际主动容错控制(FTC)系统中故障以及故障检测与隔离(FDI)决策出现的随机性,用两个Markov过程分别描述系统的随机故障以及FDI的决策行为。采用Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型描述非线性主动容错控制系统,并基于并行分布补偿(PDC)方案以及线性矩阵不等式(LMI)优化技术,给出了使得闭环系统随机稳定且满足一个给定H∞干扰衰减水平的模糊容错控制器设计方法。此外,考虑了一个次优的H∞模糊容错控制设计问题。最后,倒车控制系统的仿真结果验证了所建议方法的有效性。

摘要：在机电综合管理框架下,设计了飞机液压系统仿真平台,介绍了仿真平台的设计思想和总体架构,阐述了仿真平台各系统的工作原理和实现方式,分析了根据流量压力模拟液压负载用户外特性的思想,采用平均油温计算法对飞机在不同飞行阶段油液温度进行了模拟.给出了飞机液压综合管理仿真系统的设计方案以及仿真测试结果.仿真结果表明:在液压系统仿真平台上,能够有效地实现实际液压系统的所有功能特性,为飞机机电综合管理的最终实现提供有利支撑.

摘要：为改善磁路环境,提高超磁致伸缩材料(GMM)的工作性能,在分析超磁致伸缩作动器(GMA)工作原理及GMM特性的基础上提出以减小磁漏、增大磁场强度和提高磁场强度均匀性为设计原则,将GMM棒中轴线上的磁场强度作为评价标准.基于ansoft maxwell对磁路进行电磁学有限元分析,得出磁路中的关键部件导磁端盖和导磁片的结构参数对磁场强度大小和均匀性的影响规律,结合高斯磁通理论分析产生这种现象的原因,在此基础上对结构参数进行设计优化.实验结果显示结构参数优化后GMM棒中轴线上的最大磁场强由55.4 k A/m增大到70.35 k A/m,增幅为26.98%,磁场均匀率由44.22%增大到99.5%.研究表明:导磁端盖主要用来减小磁漏、提高磁场强度且过大或过小的直径和厚度都将会导致漏磁增多,U型导磁片主要用来改善磁路环境、提高磁场强度的均匀性.

摘要：为提高系统可测试性设计过程中的测点布局优化效率,提出了一种基于多信号流图与差分进化算法的测点布局优化方法。该方法首先建立基于多信号流图的系统模型,随后根据系统模型获得测试与故障模式的依赖矩阵,最后根据测点布局对探测率、隔离率和测点数量等方面的灵活需求,通过依赖矩阵和差分进化算法寻找最优测点组合。仿真实验和真实应用案例均证明了该方法的有效性。同时,与基于遗传算法的同类方法的对比实验,还证明了本文方法能更快且更稳定地找到最优测点组合,因此更适用于大型复杂系统的设计。

摘要：针对大型无人机(UAV)用常规配电系统占用航空总线资源多和可靠性低的问题,通过研究多电/全电飞机技术发展趋势和大型无人机供电系统技术特点,提出一种适用于大型无人机体系结构和指标要求的机载智能配电系统;建立系统的马尔可夫模型,计算和分析不同余度结构的供电处理机(PSP)和电气负载管理中心(ELMC)对系统可靠性的影响,进而实现机载智能配电系统余度结构的优化配置;提出一种适用于大型无人机机载配电系统的、基于总线形式的PSP与ELMC相互监控方法,有效解决了三余度系统的二次故障容错问题;在此基础上,采用高速数字信号处理器(DSP)、大规模现场可编程门阵列(FPGA)和实时软件进行系统设计,完成了原理样机的研制。理论分析和实验结果表明,所设计的机载配电系统具有高可靠性、容错性和智能化的特点。