摘要：为解决高速永磁同步发电机系统在传统双闭环控制下,负载变化时输出电压波动大、动态响应慢等问题,提出一种基于扰动观测器补偿的稳压控制方法。首先,将负载电流视为系统扰动,设计基于改进超螺旋算法的扰动观测器,并通过Lyapunov稳定理论证明了其稳定性;其次,设计二自由度PI电压外环控制器,并将扰动量前馈至电压外环的输出端,以提高输出电压对负载变化的抗扰能力;最后,基于一台高速永磁同步发电机进行了仿真与实验验证,并与传统双闭环控制进行了比较,结果表明,该文所提的控制策略具有更好的动态性能和抗负载扰动能力。

摘要：行人在室内场景下进行混合步态运动时,传统零速检测方法易出现“漏检”和“误检”,造成定位精度下降。针对此问题,提出了一种基于行为概率分析的行人零速检测与爬楼高度估计方法。一方面,设计了基于步态周期检验的最大概率零速点提取方法,通过足部零速广义似然比概率统计对步态周期进行准确划分,继而实现对步态周期内最大概率零速点的提取;另一方面,采用基于长短期记忆的深度学习网络模型实现上下楼运动检测,基于气压高度计与惯性器件数据,构建描述足部跨越台阶数的能量概率函数,并对台阶高度、跨越台阶数以及爬楼高度进行实时在线估计。最后开展了行人室内导航实验,相较于传统零速检测算法和零速阈值自适应调整算法,所提算法的平均零速点提取成功率分别提高24.44%和16.21%,平均导航定位性能分别提高了55.14%和39.15%,高度误差由7.79%降低到0.39%。

摘要：针对二阶一致性理论的无人机编队控制问题,以固定翼无人机为研究对象,提出了一种改进二阶一致性算法的无人机编队控制策略。通过引入虚拟领航者构建能够直观描述编队队形的相对运动坐标系,从水平与纵向相解耦的无人机运动学模型出发,同时考虑无人机系统的性能约束条件,对一致性算法进行了改进。针对无人机在不同飞行场景下的队形变换,基于KM算法设计了编队变换时编队成员位置的再分配策略,并采用改进L_(1)制导律作为虚拟领航者的航迹跟踪方法。最后通过仿真验证了本文所设计控制方法的可行性和有效性,仿真结果表明该方法可以在满足无人机系统性能约束的前提下形成稳定编队,同时在多种飞行场景中快速进行队形变换及拓扑切换并消除位置误差。

摘要：针对三维地图中的无人机航迹规划问题,提出了一种基于改进精英蚁群算法的航迹规划算法。将算法中的状态转移策略与人工势场法进行融合设计,为障碍物和目标点分别设置斥力场和引力场,指导航迹搜索方向。添加约束条件限制,使航迹能实际可飞。随后当信息素更新时,设置双精英蚂蚁策略和混沌扰动,提高算法的全局搜索能力。引入视线算法减少航迹节点数,平滑航迹。仿真结果表明,搜索所得的无人机航迹均符合需求。

摘要：提出基于MOEA/D和模糊集理论相结合的优化方法,解决双输入航空静止变流器热设计过程中多变量多目标的寻优问题。分析功率器件的传热路径并构建等效热路,以功率器件结温、散热器质量、散热器成本为优化目标,以散热器的结构参数为设计变量,基于MOEA/D开展热优化。本文进行了比较研究,结果表明所提出的算法不仅能够满足多目标权重的不同要求,且快速性和鲁棒性好。

摘要：针对现有管道三维重建方法依赖于管道内壁结构、纹理特征的问题,提出了基于合作目标与单目视觉的搭桥式点云拼接方法,实现管道内壁三维重建,该方法不依赖管道内壁的任何结构纹理特征,拼接速度快,且不受点云规模的影响。同时,设计了高精度的同心圆合作目标,用于计算点云的高精度拼接位姿,其位姿解算精度可达0.02 mm,相比椭圆合作目标高出53%,并实现了合作目标的鲁棒识别算法、以及拥有旋转不变性的特征点排序算法。最后,利用ROS机器人,搭建了不依赖任何特征的管道三维重建系统,并在实际实验中,完成了拼接精度为0.02 mm的管道整体三维重建。

摘要：针对存在未知外部干扰与计算资源受限的四旋翼无人机编队系统,提出了一种分布式自适应事件触发编队控制方法。首先,使用参数自适应方法来处理未知外部干扰对编队系统造成的不利影响,且参数自适应律仅在事件触发时刻更新,从而降低计算量。其次,基于参数自适应方法与事件触发机制设计分布式编队控制器。此外,通过李雅普诺夫方法证明了闭环系统内所有信号的有界性。最后,通过室内实际飞行试验验证了所提算法的有效性与可靠性。

摘要：针对输电线路树障清理作业任务对空中机器人平台稳定性、平动性和抗扰性的高要求,为克服传统平面配置多旋翼无人机姿态配合式位置移动的缺点,本文在全驱动多旋翼飞行器设计思想的启发下,提出并设计了一种无需姿态配合即可实现前后平移运动的非平面作业型多旋翼空中机器人.首先分别建立其姿态的运动学和动力学模型,然后采用自抗扰控制技术设计了该机器人的位置和姿态跟踪控制律.多组仿真和样机实验结果表明,本文所设计的非平面配置旋翼空中机器人在作业过程中的接触力扰动下具有良好稳定性、平动性和抗扰性.

摘要：为了减小气流等其他因素对分布式电推进飞机中各推进电动机带来的负载扰动导致的转速突变,使得总推力突变或机身左右两侧推力不一致而导致飞机偏航,需要保证各推进电动机具有良好的抗干扰能力和转速同步性。针对此问题,提出了一种针对双永磁电机系统的改进交叉耦合控制策略,采用了改进趋近律的滑模同步控制器。同时设计了一种负载观测器,该观测器以可直接通过位置传感器测得的电机转子位置信号为已知量,避免了微分突变的引入。对所提出的双永磁电机系统控制策略进行了一系列仿真及实验验证,仿真与实验结果发现:在转矩突变时,该控制策略与传统交叉耦合控制策略相比,转速突变减小约50%,同步误差减小约18%,证明了该控制策略与传统交叉耦合控制策略相比具有更高的同步性能和更强的抗干扰能力。

摘要：400Hz逆变器需具备一定的过载能力,以使挂接于交流母线电子设备故障时继电保护装置动作。然而,过载时滤波电感感值会显著下降,传统有源阻尼控制难以适应LC滤波器谐振频率f_(r)宽范围变化。此外,考虑到400Hz逆变器低次谐波频率较高,其往往落于控制带宽之外且接近于f_(r),低次谐波抑制和系统稳定性较难得以兼顾。为实现滤波电感参数扰动下400Hz逆变系统稳定性提升和宽频率范围低次谐波抑制,文中采用二阶滤波器对有源阻尼内环进行相位超前补偿,提出有源阻尼自适应控制律,其根据预设阻尼比在线调整不同工况下内环反馈比例系数,以实现滤波器谐振峰相同阻尼效果。进一步,提出采用附加相角补偿的特定次谐波谐振控制,并给出相位补偿角度的设计方法,其可实现控制带宽外以及f_(r)附近低次谐波抑制。最后,搭建一台600W单相400Hz逆变器,实验结果表明,所提控制策略可以实现不同工况下滤波电感参数扰动时良好的系统稳定性和低次谐波抑制效果。