机械系统的反馈约束特性分析

对广泛应用于操作和加工机械控制的伺服驱动系统动力学及控制综合特性进行了分析，提出了反馈约束的概念。结构在受控运动中，约束形式会发生变化，相应的约束方程也随之改变且约束方程的形式一般为复杂的非线性方程。同时证明了这种动力学意义上的约束概念实际上是由于伺服系统中位置和速度反馈环节的调节作用形成的对结构运动约束的现象。通过分析得出了描述这种约束特性的反馈约束回线，分析表明，这种约束具有间隙型非线性特性。

带状态反馈约束的驾驶仪极点配置设计方法

将成熟的极点配置算法引入带状态反馈约束的自动驾驶仪设计中,提出了利用极点配置的求解工具将带状态反馈约束系统的非线性方程求解问题的阶数降低这一设计思路。具体方法是设置极点约束,利用极点配置求解的方便性,将极点配置算法求得的反馈增益与状态反馈约束组成非线性方程组,使原来的n阶非线性方程求解问题降阶,从而降低求解难度,通过求解非线性方程组进而完成自动驾驶仪设计。随后通过具体的带状态反馈约束的滚转驾驶仪设计例子验证了这一设计思路是可行的。

基于改进反馈约束分析的土地集约利用评价模型

研究一种改进的土地集约利用评价模型,通过低碳节能区域规划,设计土地集约利用数学控制模型,提高土地利用效益。传统方法的模型无法定量刻画土地利用的特定时间和空间上的属性特征,利用效益不高。本文提出一种基于改进反馈约束分析的土地集约利用评价模型,根据不同区域内不同的自然环境特征和环境容量,实现功能分区调整,有效预测和规划今后一定时期内土地资源的开发利用及其发展趋势。对集约利用要素进行有机结合,设计反馈约束算法,进行土地物质、能量和价值信息交流控制模型设计,从经济发展的需要和可能出发,以土地利用数据的测定为基础,按利用现状进行分类调查统计,实现模型改进。仿真结果表明,该模型能有效提高土地利用收益,对降低生成成本,改善生态等方面具有促进作用。

约束输出反馈在控制律设计中的应用

本文在利用输出反馈特征结构配置设计控制律的基础上,引入约束输出反馈。在对系统动态品质影响不大的前提下,减少了控制元器件的个数,简化了控制系统的结构,增加其工作的可靠性.文中最后给出一直接升力控制律设计示例,说明了约束输出反馈的应用。

基于反馈模糊约束的光伏发电系统控制模型研究（英文）

针对光伏发电系统在控制过程中约束条件过多、控制效果不佳的问题,设计基于反馈模糊约束的光伏发电系统控制模型。将反馈模糊约束思想用于光伏发电系统中,负责光伏能量的正弦波逆变器输出,运用反馈模糊约束模型的控制理念,设计正弦波逆变器的反馈模糊约束控制过程,通过比例控制与积分控制两个环节减少系统控制偏差,同时给出输入、输出变量的隶属度函数取值图例以监控模型控制效果。实验结果表明:基于反馈模糊约束的光伏发电系统控制模型具有可行性高、反孤岛效应能力优异的特点。

轮毂电机电动汽车主动悬架约束状态反馈H_(∞)控制

为了控制轮毂电机偏心和其他不可预见因素对电动汽车平顺性的影响,研究了主动悬架约束状态H_(∞)控制对轮毂电机电动汽车随机路面平顺性改善问题。基于标准状态反馈H_(∞)控制,建立了约束状态反馈H_(∞)控制的线性矩阵不等式表示。考虑路面和电机偏心共同作用建立了包含主动悬架的轮毂电机电动汽车四自由度平面模型,实现了轮毂电机电动汽车主动悬架约束状态反馈H_(∞)控制设计。应用Matlab/Simulink开发了轮毂电机电动汽车主动悬架约束状态反馈H_(∞)控制仿真模型,通过其实现了主动悬架和被动悬架的随机路面平顺性仿真与比较。研究结果表明,轮毂电机偏心会影响主动悬架的改善能力,主动悬架约束状态反馈H_(∞)控制改善了轮毂电机电动汽车随机路面平顺性。

三回路驾驶仪的极点配置方法设计

将三回路驾驶仪等效为全状态反馈的状态空间模型,证实了冗余参数预先设定的可行性。考虑舵机状态反馈的约束,利用优化程序搜索符合舵机反馈约束的附加极点并进行极点配置,可把系统主导极点完全配置到期望的极点位置。设计结果表明了文中所提出方法的正确有效性。

关节驱动柔性臂非最小相位系统的全局终端滑模控制

研究关节驱动柔性臂这一非最小相位系统的点对点定位与振动抑制问题。基于闭环动力学原理,将伺服反馈约束理论与Rayleigh-Ritz法相结合,建立耦合关节控制器动力特性的柔性臂振动偏微分方程,由此证明柔性臂实现点对点定位的同时进行振动抑制的可行性。采用微分几何输入/输出线性化方法重新定义观测输出,在新坐标系下将原系统分解为输入/输出子系统和内部子系统,并导出零动力学方程。设计一种全局终端滑模控制器,不仅使输入/输出子系统在有限时间内快速收敛至零,而且避免了常规滑模控制的抖振问题,利用极点配置法设计零动态子系统的控制器参数使整个系统Lyapunov稳定,通过数值仿真验证了所设计控制策略的有效性。设计并建立试验平台,试验结果表明仅以关节处的驱动电机为作动器可同时实现柔性臂系统的点对点定位与快速振动抑制。

井下无人驾驶列车惯性导航定位系统

目前井下无人驾驶列车定位技术根据安装在车轮上的光电传感器推算列车位移,当井下无人驾驶列车行驶在潮湿轨道上发生打滑现象时,会产生定位误差。针对该问题,提出了一种井下无人驾驶列车惯性导航定位系统。该系统在现有井下无人驾驶定位技术基础上引入惯性导航模块,结合光电传感器数据和惯导数据,采用双阈值算法判断列车行驶异常状况,提高了无人驾驶列车的安全系数。惯性导航模块采用LPMS-NAV2测量目标载体的加速度、航向角,并计算目标载体的位置坐标;针对惯性导航模块测量目标载体加速度时受重力加速度影响的问题,采用z轴加速度补偿方法来消除重力加速度引入的误差;针对惯性导航模块定位时存在累积误差的问题,引入权值反馈约束算法,通过构建平方差损失函数对系统定位点进行权值约束,以降低累积误差。在井下巷道每个岔路口设置位置信标,对定位信息进行二次校准,进一步提高定位精度。室内测试结果表明,井下无人驾驶列车惯性导航定位系统的平均定位误差为0.52m。

失重环境下可控柔性臂的模态特性

在非重力场中,考虑控制器动态反馈的影响,对存在控制器定位约束的柔性臂系统进行动力分析,研究其在相对平衡位置的模态特性.以具有柔性关节和弹性臂杆的可控柔性臂为研究对象,分析了控制器作用下的反馈约束特性,将控制器位置和速度增益引入力边界条件,得到了耦合控制器参量的模态特征方程,证明了反馈约束的存在使得系统特征频率为复频率,且模态主振型是复变函数.通过数值仿真,明确了可控柔性臂的模态特性与控制器增益之间的关系,得到了不同于经典振动理论的结论.设计了可控柔性臂的仿失重实验平台,试验模态结果证明了理论分析的有效性.

同构处理器的防冲突多任务调度优化算法研究

为了解决同构多核心处理器任务调度中空调度、无用调度过多,效率较低的问题。提出一种基于反馈约束神经网络的同构多核心处理器任务调度算法。以处理器调度任务完成时间最短为优化目标,建立一个反馈约束的处理器任务调度数学模型,然后采用神经网络算法对其进行求解,并通过有效的约束机制保障计算结果陷入局部最小。计算机仿真测试表明,约束神经网络算法可以获得的同构多核心处理器多任务调度的最优方案,具有一定应用价值。