摘要：本文首先介绍了一种小型四旋翼无人机的设计过程,从机架设计、动力匹配、机载控制器、传感器、无线通信等多个方面进行了较为详尽的阐述.采用牛顿―欧拉法对四旋翼无人机进行动力学分析,完成了六自由度数学模型的推导.进一步对系统的模型参数进行了测量和计算,并给出了结果.在此基础上,为了满足无人机快速跟踪性能的要求,本文基于快速终端滑模的思想,进行了闭环控制器的设计,并给出了基于Lyapunov函数的稳定性证明.控制器采用分环控制的结构形式,内环为姿态控制,外环为位置控制.最后结合设计的四旋翼无人机,给出的仿真结果验证了控制算法的有效性.

摘要：面向控制的系统辨识,是以控制器设计为目的而建立系统数学模型的过程。近些年来,这一领域的研究越来越受到重视。本文首先对这一问题进行了分析。从辨识模型误差、模型不确定集合辨识、模型不确定结构、优化辨识实验设计4个方面分析了该领域研究的主要内容,对每个具体研究内容进行了较为全面的综述。最后,详细讨论了这一领域中存在的问题及发展趋势。

摘要：针对小型无人直升机系统,提出了一种基于双环控制策略的设计方法:将快速变化的姿态控制作为系统的内环,相对缓慢变化的轨迹控制作为系统的外环。建立了在阵风干扰下无人直升机系统的数学模型,为了更好地设计控制器,对模型进行了适当的简化,即忽略了"小体力"的影响。考虑到质量m和惯性矩矩阵J存在不确定性(未知)的情况,设计用自适应律在线估计不确定参数和阵风扰动,设计了一个自适应反步控制器。然后,应用Lyapunov方法,证明了未简化模型的闭环控制系统的稳定性。最后,通过仿真验证了该方法的有效性。

摘要：针对电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)和可控串联补偿器(thyristor controlled series compensa- tors,TCSC)的附加阻尼控制器能分别有效阻尼机间振荡和区域振荡的特点,提出一种采用单纯形-模拟退火法对PSS和TCSC阻尼控制器进行协调优化的设计方法．该方法结合单纯形算法局部搜索速度快和模拟退火算法全局搜索能力强的优点,将单纯形算法作为模拟退火算法的局部寻优算子,以增强算法的搜索能力和效率．同时,优化中使用的目标函数考虑了系统多种典型运行方式下的机电振荡模态性能,因而设计出的阻尼控制器具有较强的鲁棒性．在4机11节点电力系统上运用该优化方法完成了阻尼控制器的协调设计．特征值分析和非线性时域仿真结果显示,使用该方法设计的PSS和TCSC阻尼控制器对不同的运行方式都能有效抑制系统低频振荡．此外,算例分析结果证实了单纯形-模拟退火算法搜寻能力高、不强烈依赖初始值选择的优点．

摘要：为了避免分布式网络化控制系统由于网络负载过大而造成的时延和丢包问题,引入基于包的传输机制,并针对此特殊结构设计中心故障诊断单元.在诊断单元设计中,由于各子系统工作周期不同以及传输包的大小不同,将系统看作多速率采样系统,采用提升技术获得系统的离散模型.在此基础上设计状态观测器,实现分布式网络化控制系统的故障诊断.最后通过仿真验证了所提出方法的有效性.

摘要：针对多约束条件下的高超声速飞行器再入轨迹的优化问题,考虑多个具有不同重要性等级的优化指标,提出基于模糊多目标的轨迹设计方法.首先,利用直接配点法,将最优控制问题转化为带优先级的非线性多目标规划问题;然后,基于模糊满意优化的思想,根据更重要目标具有更高满意度的原则,将优先级表示为满意度序,并设计两步式优化模型.通过调节参数,能获得同时满足优化和重要性等级要求的最优轨迹.仿真结果表明了所提出方法的有效性.

摘要：针对压缩制冷机组的温度控制问题,在分析机组机理的基础上,基于现有实验平台,采用改进的分区集中参数法,结合机理建模与实验辨识,提出制冷机组合理简化后的模型,并通过仿真与实验曲线对比,验证模型的准确性;设计蒸发器子系统的扰动观测器,证明扰动估计误差的有界性,并将扰动及其导数的估计值引入滑模面设计中;提出一种非奇异terminal滑模面,将二阶滑模与terminal滑模相结合,设计控制率,最后与传统滑模法进行仿真对比。研究结果表明:提出的控制方法对扰动具有良好的动态性能,同时消除了抖振。

摘要：本文针对带有参数不确定和输入饱和的单输入单输出(SISO)仿射非线性系统,利用反馈线性化,将非线性系统转化为带有扰动和状态依赖输入饱和的多胞线性参变(LPV)模型,进而提出一种基于平方和(SOS)的鲁棒模型预测控制器(RMPC)设计方法.基于多胞RMPC控制器,设计加权状态反馈控制律,通过引入范数有界定理,确保扰动下预测状态收敛到不变集内,并利用勒让德多项式近似和SOS技术,将状态依赖输入饱和约束转化为多项式凸优化问题,以获得实际和辅助状态反馈律,所设计的SOS-RMPC控制器能够保证闭环系统的稳定性.通过与常规多胞RMPC控制器的仿真比较,验证了本方法的有效性,并进一步仿真分析了勒让德多项式阶次对控制器性能的影响.

摘要：对于实时成像系统,锁相放大器的低通滤波环节是影响系统响应速度的关键因素。基于理想运算放大器模型所构建的低通滤波器,未考虑非理想器件参数的影响,所设计出的低通滤波器响应性能并不理想。研究非理想运算放大器对滤波器响应时间的影响,并编制了基于MATLAB的软件包,用于计算其最优参数值,以构建所需滤波器,提高成像系统的实时性。

摘要：利用基于计算流体力学的流量传感器设计方法实现了对适合安装于水平管道的特殊结构的金属管浮子流量计三维湍流流场的数值仿真研究．流场仿真所需的模型采用GAMBIT软件建立,通过FLUNT软件进行仿真,仿真过程中利用受力平衡来控制计算精度．数值仿真结果和物理实验结果比较,浮子受力平衡误差绝对值为2．01%时,流量误差绝对值为0．70%,证实了仿真结果的准确性．同时,利用流场仿真信息对流量传感器结构做了进一步的优化,解决了水平式金属管浮子流量计在大流量下的浮子振动问题．