试析美国控制空间战略及其走向

21世纪是人类的空间世纪,世界各主要大国正加紧发展本国的空间力量。美国为确保对空间的优势地位,已将控制空间战略视为其全球战略的重要组成部分,提升其控制空间的能力。

基于非线性状态空间控制的伺服液压执行器跟踪误差仿真研究

目前,伺服液压执行器控制系统不仅响应速度慢,而且执行器运动位移跟踪精度也相对较低。对此,本文设计了非线性状态空间控制方法,并对伺服液压执行器响应速度和跟踪误差进行仿真。建立了伺服液压执行器平面简图,推导出液压执行器运动方程式。针对传统线性控制方法进行改进,利用系统的非线性状态空间模型,通过非线性反馈和坐标变换转化为线性可控系统,给出了非线性状态空间控制流程。针对不同环境条件下的信号波形,采用Matlab软件对伺服液压执行器响应速度和跟踪误差进行仿真,并且与线性控制效果进行比较。仿真结果表明:采用线性控制的伺服液压执行器,执行器响应速度慢、运动位移跟踪误差大,容易受到外界波形的干扰。采用非线性状态空间控制的伺服液压执行器,执行器响应速度快、运动位移跟踪误差较小,能够抑制外界波形的干扰。该执行器能够有效地抑制外界波形的干扰,不仅可以提高伺服液压执行器的响应速度,而且还能降低位移跟踪误差。

空间控制技术发展与展望

控制是航天器在空间环境下自主完成复杂任务的关键技术.首先梳理了中国空间控制技术过去50多年来的发展成果,总结划分为航天器姿态控制、姿态轨道控制、“感知−决策−执行”(Perception-decision-action,PDA)自主控制三个方面,并在综述了各方面主要进展的基础上,围绕超大结构航天器姿态轨道控制、轨道空间博弈控制、网络化航天器集群控制、地外探测智能无人系统控制、跨域航天器自主控制、在轨建造与维护(On-orbit servicing,assembly,and manufacturing,OSAM)控制6个技术方向,提出面临的挑战和需要重点关注的基础性问题,为空间控制技术未来的发展提供借鉴和参考.

抑制共模电压的极简空间矢量控制

针对五电平有源中点箝位型(ANPC)变换器共模电压大的问题,提出一种抑制共模电压的极简空间矢量控制。首先将参考电压投影到线电压坐标系中,得到对应区域内的所有矢量,分析矢量与共模电压和中点电压之间的联系,然后以最小化共模电压为目标对矢量选择范围进行合理约束的同时,保证剩余矢量能对中点电压进行均衡控制。在此基础上,针对中点电压控制提出一种极简序列选择法,从而降低空间矢量调制策略的复杂度。最后对所提共模抑制算法的正确性和有效性进行了实验验证。

基于递推子空间的氧化铝浓度预测控制

为实现氧化铝浓度精确控制,基于子空间辨识及模型预测控制技术,提出一种递推子空间氧化铝浓度自适应预测控制方法.首先,采用带遗忘因子的递推子空间算法,建立氧化铝浓度的在线预测模型,自适应地根据铝电解过程工况变化准确预测氧化铝浓度;然后,应用预测控制实现氧化铝浓度的自适应控制;最后,基于某铝厂实际生产数据开展实验研究,验证所提控制方法在氧化铝浓度精确控制上的有效性和优越性.

空间控制技术发展与展望

控制是航天器在空间环境下自主完成复杂任务的关键技术。首先梳理了中国空间控制技术过去50多年来的发展成果,总结划分为航天器姿态控制、姿态轨道控制、“感知-决策-执行”(Perception-decision-action,PDA)自主控制三个方面,并在综述了各方面主要进展的基础上,围绕超大结构航天器姿态轨道控制、轨道空间博弈控制、网络化航天器集群控制、地外探测智能无人系统控制、跨域航天器自主控制、在轨建造与维护(On-orbit servicing,assembly,and manufacturing,OSAM)控制6个技术方向,提出面临的挑战和需要重点关注的基础性问题,为空间控制技术未来的发展提供借鉴和参考。

大型沉井施工空间形位控制与沉降预测分析

为系统性分析大型沉井施工在各阶段不同场区环境下的测量控制要点,以沪苏通长江公铁大桥建设为依托,将全站仪观测与GPS-RTK监测技术相结合,建立了跨江控制网和通信网络。沉井厂内预制阶段控制加工安装精度,定位着床、接高下沉阶段重点观测并控制沉井空间形位姿态,上部结构施工阶段至运营期提出基于荷载比的二次修正双曲线沉降预测方法,并开展了高精度长期沉降观测及理论验证。通过全过程精准高效测量控制,桥墩平面定位误差、平面扭转角、累计沉降等指标均满足要求。

基于高斯混合过程的空间机器人任务空间预测控制方法

针对空间机器人的精准操控需求和任务空间控制问题,提出了一种基于高斯混合过程的模型预测控制方法。在建立的空间机器人标称模型基础上,考虑实际工作过程中由于关节摩擦、参数测量误差导致的建模误差,利用高斯混合过程对标称模型的不确定性进行精确、高效的分析和修正。其次,基于修正后的模型提出了非线性模型预测控制方法,在考虑实际物理约束,如关节限位、输入饱和等的情况下,实现了空间机器人基座和机械臂末端位姿对期望轨迹的直接精准跟踪。最后,考虑航天器在轨操控中的推力器冗余配置问题,设计了推力分配方案,并通过仿真结果校验了所设计控制方法的有效性。

基于傅里叶变换解耦的容错控制方法

在多相电机的容错控制中,对于通过多约束求解获得的较为复杂的非正弦型容错电流一般采用滞环控制方法进行容错控制。电压空间矢量控制相对滞环控制具有转矩脉动小、能量消耗小的优势,在多相电机的控制中更为普遍。为解决非正弦型容错电流不能直接解耦变换以适用于电压空间矢量控制的问题,引入傅里叶变换并将非正弦型容错电流分解为基波电流与三次谐波电流,实现非正弦型容错电流的解耦变换,基于此推导解耦变换矩阵,采用仿真分析的方法来验证处理方法的正确性。结果表明这种处理方法可以解决多相永磁同步电机开路容错控制下的非正弦型容错电流无法直接解耦变换导致的无法直接适用于电压空间矢量控制的问题,以实现降低转矩脉动、提高电机电流平稳性的目标。

《空间控制技术与应用》多篇论文入选中国知网学术精要数据库“高影响力论文”

近期,中国知网《学术精要数据库》发布了2013年-2023年高影响力论文,《空间控制技术与应用》84篇论文入选,中国知网学术精要数据库“高影响力论文”是基于中国知网资源总库遴选的各学科代表性论文。

《空间控制技术与应用》2023年度优秀论文评选

本年度共发表论文76篇,以论文在专家评审环节的学术评价质量结合读者评价初步确定排名在前的10篇论文作为候选优秀论文。经过编委会专家打分评选,评分根据论文的理论创新性、研究科学性、工程实用性、写作规范性和语言流畅性5个方面进行,统计汇总后,经主编审查批准,最终确定3篇论文为2023年度优秀论文。

《空间控制技术与应用》征稿简则

《空间控制技术与应用》(原名《控制工程》)由中国空间技术研究院北京控制工程研究所主办,国内外公开发行(刊号:ISSN1674-1579//CN11-5664/V).主要报道空间控制领域先进水平的科研成果,刊登创新性学术见解的研究论文.其内容涵盖空间飞行器、空间活动、空间试验的控制技术,先进的控制理论和方法及其研究成果在空间飞行器、空间活动、空间试验中的应用,上述控制系统的关键部件的研究、试验与应用,系统与部件的仿真技术、信息处理和可靠性技术的研究与应用,以及上述控制技术在其他工程领域中的推广和应用.

加拿大高校图书馆的空间噪音控制

为探究加拿大高校图书馆音量控制空间的建设概况及噪音控制方式,文章通过网络调查,释析18所加拿大高校图书馆6大类音量控制空间:噪音区、低声交流区、安静自习区、静默学习区、学术研究室、精神冥想空间等的具体设置与规定;结合邮件调查,总结分析其控制噪音的具体方式,提出我国高校图书馆空间噪音控制的具体措施。

用于磁场定向矢量控制的空间电压矢量PWM

电流控制是异步电机磁场定向控制的核心问题之一。本文从力矩电流和励磁电流直流调节分析出发,将电流调节器的输出转化为逆变器的电压参考值,并通过空间电压矢量PWM方法实现电压输出和电流的跟踪控制。该方法在13kW电梯专用变频器上得到实现。理论分析和实验研究表明,SVPWM比SPWM具有更好的电流、电压控制效果。

三相PWM整流器空间矢量控制简化算法的研究

常规的空间矢量控制方法需要进行复杂的正弦函数、反正切函数运算 ,由低成本的单片机控制系统实现较为困难。本文提出了一种空间矢量的简化算法。该方法根据参考电压矢量在αβ坐标系上的分量 ,直接计算电压空间矢量在各个扇区内的作用时间 ,简化了运算过程。并以Intel80C196MC单片机为控制核心设计制作了一套三相PWM整流器的实验装置。

两种独立模态空间控制法在柔性结构振动主动控制中的应用研究

柔性结构是一种典型的空间结构 ,在外扰下易引起振动 ,影响飞行器的定位精度和精密仪器的正常工作 .因此必须对这类结构的振动进行控制 ,本文针对柔性结构的大挠度、非线性、模态频率低且密集、阻尼小的特点 ,提出一种基于H∞ 控制的独立模态空间控制法 (independentmodalspacecontrol,IMSC)来研究其主动控制 ,并对柔性梁及板进行了控制的数值仿真 。

永磁同步直线电机的粒子群PID空间矢量控制

由于永磁同步直线电机(PMLSM)在运行过程中存在着参数变动和负载干扰等问题,因此传统PID控制器无法满足高精度伺服控制系统的要求。针对以上问题,提出一种基于粒子群参数全局寻优的在线自整定PID控制器,并通过MATLAB/Simulink对永磁同步直线电机和其空间矢量控制系统进行建模和仿真实验。仿真结果表明,采用粒子群优化算法的PID控制系统在指定速度1 m/s和加入200 N的负载时,比传统PID控制器具有更好的动态响应性能,能有效抑制推力波动而且对负载扰动具有很强的鲁棒性,其实验结果也证明了其可行性和有效性。

三相PWM整流器空间矢量控制的全数字实现

提出一种便于数字实现的三相PWM整流器控制算法 ,采用输入电压空间矢量定向 ,根据参考电压直接计算位置和作用时间 ,从而大大简化了计算 ;并利用数字处理器 (DSP)

高速车辆结构振动的独立模态空间控制

铁路高速客车或轻型车辆的车体结构振动不仅影响车辆运行品质,而且导致车体结构动应力的增加和疲劳寿命的降低.本文在建立高速车辆的柔刚体系统动力学模型基础上,应用最优控制理论,提出了抑制车体的特定低阶垂直弯曲振动独立模态空间控制方法和已改善车辆运行平稳性为目标的控制策略,分析结果表明:该控制办法和策略可以较好地降低特定模态振动的幅度,改善车辆垂直运行平稳性.

区域经济合作的空间扩展与适度空间控制分析

对区域经济合作效益的追求,促使越来越多的国家和地区寻求加入多个区域经济合作组织、扩展区域合作空间。溢出效应是区域经济合作空间扩展的主要驱动机制之一,基于溢出效应的作用机制、作用基础和限制因素的分析,区域经济合作的空间扩展不是越快越好,也不是扩展空间越大其效应越高,而应该是一个适度控制下的分阶段逐步推进的过程。从溢出效应及中国参与区域经济合作的空间格局看,中国在参与多边外向区域经济合作进程中应逐步推进区域经济合作的进程、适时选择合作对象、分阶段逐步推进空间扩展。