基于补偿函数观测器的无人机吊挂飞行控制

无人机吊挂飞行系统是多变量、欠驱动、强耦合的非线性系统,且该系统存在模型偏差和未知扰动,给无人机位置和吊挂飞行减摆控制带来了困难。文章设计了一种基于补偿函数观测器(CFO)的非线性控制方法。首先,基于拉格朗日方程建立系统的动力学模型。然后,设计了补偿函数观测器来估计未建模动态和扰动,并将估计值反馈给控制器以大幅减弱其给吊挂飞行减摆控制带来的不利影响。仿真实验对比了线性自抗扰控制(LADRC)以及线性二次型调节器(LQR)两种控制方法,结果表明设计的控制器抗扰性更好、鲁棒性更强、控制精度更高。

基于补偿函数的SPWM矩阵变换器控制策略

应用矩阵变换器的交直交等效模型,在其交直和直交2个虚拟环节上,分别采用不控整流和SPWM2种简单易实现的调制方式。在三相输入电压对称或非对称的情况下,虚拟整流环节输出的是直流波动电压,为消除此直流波动电压对虚拟逆变环节SPWM调制输出的电压、电流波形的影响,利用开关函数概念推导了对SPWM的调制波进行补偿的补偿函数。其原理是通过向调制波中注入反极性的、幅值随直流波动电压瞬时值变化的正弦波来消除输出电压中的低次谐波。该方法同样适用于输入电压非对称的情况,而且其硬件实现电路简单。应用Matlab/Simulink进行了仿真,仿真结果表明在输入电压对称或非对称的情况下都能获得良好的输出电压波形,验证了所提控制算法的正确性。

基于补偿函数观测器的四旋翼无人机姿态受限控制

由于四旋翼无人机的飞行环境及自身执行机构等原因限制,为了保证姿态始终在约束范围内变化,引入障碍Lyapunov函数(BLF)保证系统能够达到预设性能。提出了一种基于补偿函数观测器(CFO)的反步姿态受限控制(CFO-BLF)方案。通过Simulink仿真对比了CFO-BLF反步控制、ESO-BLF反步控制和PID控制下四旋翼无人机的姿态跟踪性能,验证了本文CFO-BLF控制方法的有效性及优越性。

补偿函数观测器及其在飞行器姿态控制中的应用

风扰、气流扰动和模型未知部分的估计精度直接影响着无人机(UAV)的稳定性和控制品质,扩张观测器(ESO)能估计这些部分,但存在型别低,收敛性差,估计精度低等问题。补偿函数观测器(CFO)采用纯积分、补偿和传递函数型别的思想,改变了ESO结构,使得CFO较ESO高2个型别,精度高,收敛性强。然而,CFO是利用线性滤波器补偿系统的未知函数或扰动,对快速变化的高次非线性函数补偿能力不足。本文用径向基(RBF)神经网络替代了线性滤波器或积分器,提出了带有RBF神经网络的CFO,进一步提高了估计精度。应用带有RBF神经网络的CFO得到的非线性未知函数和扰动以及微分信息,设计了主动模型函数补偿控制算法,应用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性。将该模型补偿控制算法成功地应用于四旋翼飞行器姿态系统的控制。仿真对比了所提出的基于CFO的模型补偿控制,PID控制和自抗扰控制算法,同时在基于Pixhawk的控制测试平台实验中,对比了这3种控制策略,测试四旋翼飞行器对不同参考姿态的跟踪性能。结果表明,所提出的控制方法,在暂态性能和稳态跟踪精度方面,优于其它控制器。

抑制汽车EPS-PMSM谐波电流的可变阶跃函数补偿方法

针对三相逆变器死区时间与导通压降引起汽车电动助力转向永磁同步电机低转速下的谐波电流,提出了对α及β轴电压进行可变阶跃函数补偿的方法。为降低补偿电压摄动,保证谐波电流的抑制效果,通过电流平均法获得准确的三相电流极性。为提高输出波形质量,消除电机低速轻载工况下零电流钳位现象,提出利用可变梯形函数进行α轴及β轴电压补偿。对未补偿、传统平均电压补偿和可变阶跃函数补偿下的EPS-PMSM谐波电流进行数值仿真评估。结果表明:在电机低速轻载工况下,相较传统平均电压补偿法,可变阶跃函数补偿法将电流总谐波失真率再降低约23.42%,并消除了零电流钳位现象。

动态补偿下洁净室空气温湿度计测量误差自动控制

温湿度计受使用环境差异、设备老化损坏和人为操作失误等影响,测量误差较大,为此,提出动态补偿下的洁净室空气温湿度计测量误差自动控制方法。基于传播系数整合精密露点仪差异、温湿度箱湿度变化、重复测量温湿度计、温湿度计分辨力导致的温度、湿度测量误差数据,引入稳定性函数来描述最大允许温湿度误差的稳定特性,并将该函数作为控制装置的参考。建立温湿度传感器和控制装置之间的数学关系,基于数学关系设计一种适用于此问题的反滤波补偿器,采用递推方式进行周期性的测量误差参数校准与补偿过程,实现动态补偿控制。实验测试结果表明,经由所提方法控制后,可取得与实际结果非常接近的测量结果,将测量误差控制在非常小的范围内,确保温湿度计测量结果具有高精度。

光学遥感成像系统调制传递函数补偿技术

在分析逆滤波和维纳滤波的基础上,针对CBERS卫星成像系统特性,对光学遥感成像系统调制传递函数补偿(MTFC)技术进行了研究和改进。从MTFC曲线形状角度,提出较大幅度提高中频而适当提高高频信息的MTFC补偿曲线优化设计思想,在增强图像清晰度的同时,有效抑制了噪声。文章以CBERS-02B卫星高分辨率相机(HR)成像系统为例,试验结果表明:MTFC能够显著提高图像品质,同时也会引入一定的噪声,最后对MTFC的适用性给出了建议。

数控成形砂轮磨齿机床几何误差分析与函数补偿法

以QCYK7332A数控成形砂轮磨齿机为例,对机床误差进行了分析。应用多体系统理论以及齐次坐标变换建立了几何误差模型,得到了此模型下砂轮尖的6个自由度误差表达式,并在此基础上以机床B轴为例,说明了运动轴误差转化到磨具上,从而引起所加工齿轮的齿距、齿形、压力角等误差。为了减小误差,提出了函数补偿法,并以测量机床的X轴角度误差为例,说明机床误差预测以及实时误差补偿的过程,为提高数控成形砂轮磨齿机精度、减小机床的几何误差提供了理论依据。

光学采样成像系统传递函数补偿的仿真研究

简要概述了光学采样成像系统组成及调制传递函数补偿(MTFC)概念;采用计算机仿真的方法模拟成像链路,MTFC是成像链路的一个重要环节,通过改变成像链路中的参数,研究链路中的混叠、光学遥感器噪声、量化、有损压缩对MTFC的影响。

基于水体退化函数补偿方法的水下傅里叶单像素成像

水下光学成像的探测环境相对复杂。前向散射、后向散射和吸收极大地降低了水下光学成像的成像质量。单像素成像因其较高的抗噪声性而被认为是一种适合于水下光学成像的技术。对于水下单像素成像系统,目前存在的问题是需要采用结构光进行照明,当散斑在水下传播时,前向散射会使预先生成的散斑发生畸变。因此,重建结果的分辨率降低,重建结果模糊不清。为了减小前向散射对单像素成像系统的影响,对傅里叶单像素成像的重建过程进行改进。在空间谱域傅里叶单像素成像系统的水下退化函数进行估计,然后根据估计的退化函数实现目标空间谱反演。最后利用傅里叶变换对反演后的目标空间谱进行变换,最终获得目标的强度图像。理论分析和实验结果证明了该方法的有效性。利用该方法,能够有效地减小前向散射对成像质量的影响,提高了水下傅里叶单像元成像的重建结果质量。

模型补偿反步控制及其在四旋翼编队中的应用

针对多无人机受模型偏差和外部扰动导致的编队构型不稳定问题,提出一种模型补偿控制的思想,在此基础上设计基于补偿函数观测器(CFO)的模型补偿反步控制器并应用于编队协同控制,把编队协同控制问题转化为传统控制问题,实现多无人机在复杂外部扰动下的编队集合、飞行和队形切换。所提出的控制器不仅保留了基于Lyapunov准则的全局指数渐近稳定性,还采用CFO来准确估计模型偏差和干扰并补偿到控制器中,有效增强了编队系统整体的抗扰能力。最后通过仿真和实验验证了算法的有效性。

压电式力传感器的低频补偿方法及实验验证

提出了一种压电式力传感器低频响应特性的补偿方法,该方法是在频域上完成的。首先,对压电式力传感器的输出信号进行后处理,将输出信号与补偿函数相乘即可获得补偿后的输出信号,其中,补偿函数是压电式力传感器放电时间常数的函数;然后,以P5H压电陶瓷片为例,分别对其施加已知的阶跃外力和低频简谐外力,并分别将补偿前后的测试结果与已知外力进行对比,从而实现对该方法的实验验证。验证结果表明:该方法可以对压电式力传感器的低频响应特性进行有效的补偿。

大数据背景下政府补偿与企业努力程度关系的博弈研究

为了研究政府补偿与企业努力程度的关系,通过分析大数据决策系统构建与运行中政府与企业的合作方式,基于博弈论中的"委托-代理"理论模型,对大数据决策系统中政府与企业的合作关系进行了博弈分析,并设计了政府对企业补偿函数,即政府补偿与企业努力程度的函数关系,以企业与政府双方的利益最大化为基础,通过数值仿真分析的方法,得到博弈的均衡解——企业最优的努力程度和政府补偿,旨在为政府和企业的合作提供决策支持。

控制阀流量特性与补偿

分析了控制阀的理想流量特性,给出了典型理想流量特性间相互变换的补偿函数。

基于改进蚁群算法的智能车路径优化

用于自动泊车领域的AGV小车载质量大,对移动轨迹的平滑性与行走距离有更高要求。针对传统蚁群算法易死锁、囤余节点多与转向幅度不可控等问题,提出了一种改进蚁群算法。首先,在算法正式开始迭代前使用地图补偿函数对地图进行优化,降低死锁概率;其次,在对地图优化处理后,对地图进行了信息素浓度初始化,加快了算法收敛速度;最后,通过调整路径生成逻辑,实现算法自适应调整步长,提高了路径的平滑性,减少转向摆动。仿真结果表明:改进后的算法死锁现象减少,收敛速度更快,所生成的路径转向平滑,囤余节点数与总路径长度降低。

具有补偿的两阶段随机二阶锥规划问题的一个等价形式

确定的二阶锥规划(DSOCP)是一类凸优化问题,为处理DSOCP的数据的不确定性,具有补偿的随机二阶锥规划问题备受关注.有许多重要的实际问题,如随机欧几里得设施位置问题、具有损失风险约束的投资组合优化问题、最优覆盖随机椭球问题等均可建模为具有补偿的随机二阶锥规划问题,有效求解方法多为内点法.讨论具有补偿的随机两阶段二阶锥规划问题,在Slater约束规范条件下,探讨了第二阶段问题的对偶问题及最优值函数的次微分性质,在随机变量的概率分布具有有限支撑的条件下,给出了两阶段随机二阶锥规划问题的一个等价的线性二阶锥规划问题.

基于模糊和预补偿的多电机控制系统的研究

针对传统固定增益补偿器同步精度低和补偿速度慢等缺点,提出一种模糊与预补偿函数同时作用的新型同步补偿器。同时,改变以往只针对同步补偿策略进行改进的局限性,采用提高跟踪控制器性能来改善同步性能的方法,设计了带有负载转矩反馈的滑模控制器。仿真实验表明,新型同步补偿器相对于固定增益补偿器具有更高的同步精度和更快的补偿速度;设计的带有负载转矩反馈的滑模控制器对整体系统的鲁棒性及同步精度都有较大改善。

铂电阻温度计高精度修正方法研究

为了满足高精度温度测量的要求,对铂电阻测温采用专用函数和补偿函数进行修正。专用函数修正后,铂电阻温度计温度测量偏差由原来最大的-0.9578℃缩小到了-0.1220℃,温度偏差的均方差由原来的0.6198缩小到0.0715;通过补偿函数修正后,铂电阻温度计温度测量偏差由原来最大的-0.9555℃缩小到了-0.1017℃,测量精度由原来的B级精度提高到全量程±0.11℃(优于AA级精度)以内,温度偏差的均方差由原来的0.6198缩小到0.0576。两种方案均提高了铂电阻温度计的测量精度,实现了全量程温度偏差的均匀化处理,达到了实际工程应用的要求。

补偿期望的一个上界

探讨了在随机向量的一阶矩和二阶矩条件下 ,寻找补偿函数的期望值的一个上界的问题 .

一类带有MaxEMin评判的补偿型随机规划算法

补偿型随机规划一般假定随机变量的概率分布具有完备信息,但实际情况往往只能获得部分信息.针对离散概率具有一类线性部分信息条件而建立了带有MaxEMin评判的两阶段随机规划模型,借助二次规划和对偶分解方法得到了可行性切割和最优切割,给出了基于L-型的求解算法,并证明了算法的收敛性.通过数值实验表明了算法的有效性.