电动Stewart仿真平台动力学建模与惯性参数辨识

建立了某型电动Stewart仿真平台关节空间动力学模型,通过实验辨识出了平台难于测量的惯性参数。首先给出平台的拉格朗日法和牛顿-欧拉法两种建模结果的相互验证方法,然后推导出平台关节空间内动力学模型,最后进行平台单支路闭环等速运动以及单支路开环正弦运动的实验,利用遗传算法辨识出平台的惯性参数。两种动力学建模结果的相互验证保证了平台刚体动力学模型正确性,所设计实验操作简单,能够方便地辨识出未知的参数。为电动Stewart平台建模与惯性参数辨识提供了一种新的方法。

六自由度Stewart平台四维工作空间搜索方法

针对某型6-DOF Stewart仿真平台绕Z轴转角范围大的要求,提出通过搜索四维工作空间来选择杆长参数的方法.首先将输入的连杆长度均分为若干离散值,6组离散杆长值组合出平台的杆长输入量;然后利用位置正解算法求出对应的上平台位置姿态解,除去其中不满足铰链转角约束和具有奇异位形的解;最后将离散的平台可达位置点组成位置可达空间并划分为若干等体积区域,将每个区域内离散位置点姿态角变化范围的加权函数值作为该区域所有点的第四维坐标.四维工作空间具有可视化的直观效果,其搜索方法简单易行,为某型平台杆长参数的选取提供了依据.

一种新的六自由度并联机器人分散控制方法

结合六自由度并联机器人机构的特点,提出一种新的分散控制方法.首先依据机构特点指出了关节空间内惯性矩阵块对角占优特性,从而将耦合强烈的邻近支路加以整体考虑,即分散控制3个两输入两输出子系统;然后将惯性矩阵的逆分解为块对角矩阵与耦合矩阵之和,从而得到每个子系统的动力学方程;最后针对子系统负载随机构运动而变化的特点引入线性变参数(LPV)控制方法,降低了使用线性定常控制器的保守性.仿真结果表明了所提出方法的有效性.

对称6-6 Stewart平台实时位置正解的高效算法

给出了对称6-6 Stewart平台连续运动实时位置正解的3种高效率数值方法。第一种方法对原始的六维非线性方程组进行同解变换后,使用简化的牛顿迭代法求解。第二种方法利用位置反解来求解平台的位置正解,通过引入特殊的矩阵求逆公式提高了计算效率。第三种方法是将非线性方程组由六维降到四维,再采用简化的牛顿迭代法求得数值解。要求正解精度达到10-8情况下,3种算法平均耗时依次为20.46μs、11.67μs和5.99μs,满足了平台运动控制实时解算位姿的要求。

带有逆向力补偿的Stewart平台自适应鲁棒控制

针对Stewart平台复杂的动力学特性以及参数不确定性,提出了带有逆向力补偿自适应鲁棒控制方法。依据对平台动力学特性的分析,采用Lagrange方法建立了上平台的前向动力学模型,同时利用Newton-Euler法对六连杆部分的动态特性进行逆向力补偿,得到了具有机械系统物理特征,且形式简单的误差动态系统。针对上平台参数摄动、逆向力补偿残量以及未建模动态等各种不确定性,依据耗散性理论设计自适应鲁棒控制器。由于平台动力学方程中形式最为复杂的六连杆动态特性被有效地加以补偿,从而控制器中动力学计算部分得以简化。平台动力学方程中上平台部分物理特征明显,可以方便地构造出合适的李雅普诺夫函数。仿真结果验证了该方法的有效性和分析的正确性。

电动Stewart平台分散子系统不确定性加权函数选择

以降低电动Stewart平台两输入两输出子系统不确定性描述的保守性为目的,提出一种不确定性加权函数选择方法.首先通过机理分析,确定以反馈形式来描述平台子系统中低频的结构不确定性,并得到具有3个待定参数的加权函数.然后给出标称模型输出与实验数据相匹配的条件,由此利用实验数据优化加权函数中的待定参数.最后为方便控制器设计,将系统不确定性描述化为统一的表达形式.所提方法在描述系统不确定性时,尽可能将模型中的已知部分分离出来,并通过实验数据优化加权函数中的待定参数,从而使得不确定性描述的保守性最小。

基于动态控制方法的六自由度仿真平台位置正解研究

通过动态控制与实际六自由度Stewart仿真平台结构相同的虚拟平台的关节变量,实时得到了实际平台在采样点时刻的位置和姿态。首先将虚拟平台速度传递方程化为一阶动态系统,然后设计闭环反馈控制器,最后用Shampine数值迭代算法求解虚拟平台在每个采样周期内的响应过程。所提出的位置正解算法收敛,求解过程中最大的迭代运算次数固定,并且采样频率足够大的情况下,虚拟平台输出的位置姿态与实际平台位置姿态是相同的。仿真算例表明所提正解算法精度高,计算效率满足实时性要求。

基于集合递推运算的最小hitting集算法

提出一种最小hitting集算法,以满足基于模型故障诊断中诊断解的计算.采用集合递推运算计算了最小hitting集合,并证明了该算法可得到最小冲突集合组的全部最小hitting集合.实验表明,该算法程序容易编制、运算迅速快,可以明显地提高诊断效率,对于复杂的被诊断对象系统可以满足实时性要求.

基于加权函数选择的伺服系统性能优化设计方法

为了尽可能提高伺服系统的性能,提出一种基于加权函数选择的性能优化设计方法.首先,给出性能优化设计问题的描述;其次,给出了线性矩阵不等式(Linear matrix inequality,LMI)形式的优化指标;再次,提出一种基于加权函数选择的系统性能优化设计迭代算法;最后,利用Bode积分关系分析了算法的收敛性.所提出的系统性能优化设计算法易于迭代计算,仿真实例验证了算法的有效性.

Stewart平台关节空间惯性矩阵块对角占优分析与判别

分析Stewart平台关节空间动力学模型惯性矩阵块对角占优特性,并给出相应的判别方法。首先使用拉格朗日方法建立平台关节空间动力学模型。然后针对平台几何结构指出一般情况下邻近支路耦合最为强烈,即关节空间动力学模型的惯性矩阵是块对角占优的,并定义反映这种耦合关系的矩阵块对角占优指标。最后给出一种判别平台惯性矩阵在给定工作空间内是否满足块对角占优指标的方法,依据该方法在给定工作空间内选择有限个位置姿态点,若惯性矩阵在这些位姿点处具有块对角占优特性,则可保证给定空间内任意点均具有这种特性。由于Stewart平台具有惯性矩阵块对角占优特性,在研究其控制方法时可将耦合强烈的邻近支路加以整体考虑,即分散控制三个两输入两输出子系统,从而降低传统单输入单输出单通道控制方法的保守性。

中国投资波动实证研究

中国投资波动实证研究所用考察指标为国有经济固定资产投资。按照“谷 -谷”法划分 ,1 95 3— 1 999年的 4 7年中 ,投资波动共呈现出 9个周期。改革前后投资波动状态特征悬殊 ,波动是由剧烈转向平缓。投资波动与经济波动高度相关 ,经济波动深受投资波动的影响 ,但是 ,投资波动剧烈程度远远高于经济波动。

改革以来我国物价波动实证分析

改革以来我国物价波动实证分析所用考察指标为商品零售价格指数。按照“谷 -谷”法划分 ,1 977～ 2 0 0 1年的2 5年中 ,物价波动共呈现 4个周期。这 4个周期中 ,物价波动总的特征是 :波动幅度越来越大 ,逐渐远远大于经济波动。

基于内模原理的Stewart平台干扰抑制控制设计

针对应用于某型飞行模拟器的Stewart平台,首先利用Newton-Euler逆向力公式对平台动力学方程中形式复杂的连杆动态特性进行补偿,得到形式简单的误差动态系统。然后,为抑制其受到的未知谐波干扰,设计带有自适应内模的任务空间轨迹跟踪控制器,使闭环系统能够抑制未知的谐波扰动,同时能够渐近跟踪期望轨迹。仿真结果验证了该方法的有效性。

基于改进梯度抑制的非平面场景运动目标检测

针对非平面场景3D结构产生的视差对导弹及无人机等空中机动成像平台运动目标检测影响,从提高运动目标检测的快速性和准确性角度,基于梯度抑制算法,提出了改进算法。首先,在非平面场景的运动目标检测中,考虑到视差干扰主要出现在背景边缘上,采用梯度抑制法滤除视差像素。其次,对经过梯度抑制法滤波后的像素,应用外极几何约束,进一步滤除机动成像平台大角度机动产生的剩余视差像素,从而提取出离散的运动目标像素,并进行二值化处理。然后,采用行列投影的方法对二值化的运动目标像素进行分类,确定运动目标区域。最后,对所提的方法进行了实验验证,验证了算法的有效性。

基于LPV方法的Stewart平台关节空间分散控制

为了提高Stewart平台关节空间分散控制系统的性能,提出一种基于线性变参数(Linear Parameter Varying,LPV)方法的控制策略.首先建立了平台关节空间动力学模型;通过分析平台惯性矩阵,指出单支路子系统等效负载变化以及子系统间的耦合干扰是分散控制需要处理的主要问题.然后将平台惯性矩阵分解为一个对角阵与一个耦合阵之和,子系统间耦合作用视为对单支路的干扰,从而得到每个子系统的动力学方程.最后针对子系统等效负载随着上平台运动而在较大范围内变化的特点,引入LPV控制方法,使控制器参数能够适应子系统负载变化,减少了保守性.仿真结果表明了所提方法的有效性.

解放以来我国物价波动实证研究

中国物价波动实证研究所用考察指标为商品零售价格指数。解放以来物价波动可分为三个阶段。按照“谷 -谷”法划分 ,1977～ 1999年的 2 3年中 ,物价波动共呈现 4个周期 ,并且波动幅度越来越大。改革以来 。

一种基于J-无损分解的性能加权函数优化设计

为了提高伺服系统性能,提出一种基于J-无损分解的性能加权函数优化设计方法。首先,依据闭环系统H∞范数达到1的设计准则,给出了伺服系统性能加权函数优化设计算法的迭代步骤;其次,利用Bode积分关系以及H∞最优控制结果全通特性分析了算法的收敛性;最后,基于J-无损分解推导出性能加权函数优化设计的计算公式。所提出的优化设计算法易于迭代计算,能够在较少的迭代步骤内使得闭环系统H∞范数达到1。仿真实例验证了算法的有效性。

飞行模拟器动力学仿真系统算法分析

针对六自由度飞行模拟器仿真算法复杂性与实时性要求高的特点,首先将算法离散化为简单的加乘、三角函数运算,然后采用SDK编写C++程序实现控制算法。该方法程序设计紧凑、执行迅速,通过SetTimer()函数以采样时间(1/30s)为周期定时发出WM_TIMER消息,在该消息处理函数中具体实现手柄输入数据的读取、控制算法的计算、计算结果网络传输,从输入数据读取到输出数据传输所用时间小于采样时间(1/30s),满足了飞行模拟器在线实时控制的要求。

仿真转台系统非脆弱鲁棒控制器设计

针对被控对象和控制器同时摄动时的鲁棒控制问题,基于H∞混合灵敏度理论,提出了仿真转台控制系统的非脆弱鲁棒控制器设计方法,研究了采样周期波动引起的控制器不确定性,给出了不确定加权函数的获取方法。将控制器不确定性转化为广义对象的不确定性,通过修改广义对象不确定性权函数和性能权函数,将非脆弱鲁棒控制设计问题转化为H∞混合灵敏度设计问题,采用单纯形方法,对H∞性能指标约束寻优得到非脆弱鲁棒控制器参数。仿真结果表明,当系统负载增加10%和采样周期波动0.2ms时,系统仍满足频响要求且控制量不饱和,证实了非脆弱鲁棒设计方法是有效的。

剩余控制权理论综述

自从格罗斯曼与哈特(Grossman & Hart，1986)提出“剩余控制权”概念以来，有关剩余控制权的文献很快对公司治理和企业制度的研究产生了重大的影响。然而，由于人们对剩余控制权概念一直没有形成统一的认识，从而严重制约了剩余控制权理论的发展。因此，本文首先介绍剩余控制权理论的基本框架，着重阐述剩余控制权的内涵以及几个相关的概念；然后，按照剩余控制权理论的发展脉络介绍各阶段的理论模型；最后是对当前公司治理模式中的剩余控制权安排做一个比较与述评。