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Open-plus-closed-loop control for chaotic motion of 3D rigid pendulum 被引量:2
1
作者 戈新生 邹奎 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI 2014年第4期403-412,共10页
An open-plus-closed-loop (OPCL) control problem for the chaotic motion of a 3D rigid pendulum subjected to a constant gravitationM force is studied. The 3D rigid pendulum is assumed to be consist of a rigid body sup... An open-plus-closed-loop (OPCL) control problem for the chaotic motion of a 3D rigid pendulum subjected to a constant gravitationM force is studied. The 3D rigid pendulum is assumed to be consist of a rigid body supported by a fixed and frictionless pivot with three rotational degrees. In order to avoid the singular phenomenon of Euler's angular velocity equation, the quaternion kinematic equation is used to describe the motion of the 3D rigid pendulum. An OPCL controller for chaotic motion of a 3D rigid pendulum at equilibrium position is designed. This OPCL controller contains two parts: the open-loop part to construct an ideal trajectory and the closed-loop part to stabilize the 3D rigid pendulum. Simulation results show that the controller is effective and efficient. 展开更多
关键词 3d rigid pendulum QUATERNION chaotic motion Poincar section open-plus-closed-loop (OPCL) control
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3D刚体摆非线性动力学姿态特性研究 被引量:1
2
作者 王新娟 戈新生 《北京信息科技大学学报(自然科学版)》 2012年第3期1-5,共5页
研究了3D刚体摆在一般情况和轴对称情况下的姿态动力学特性。通过建立3D刚体摆的动力学方程和运动学方程,利用非线性动力学的方法讨论了轴对称和非轴对称3D刚体摆的姿态运动。通过对两种情形刚体摆模型悬垂平衡位置加小摄动考察其姿态运... 研究了3D刚体摆在一般情况和轴对称情况下的姿态动力学特性。通过建立3D刚体摆的动力学方程和运动学方程,利用非线性动力学的方法讨论了轴对称和非轴对称3D刚体摆的姿态运动。通过对两种情形刚体摆模型悬垂平衡位置加小摄动考察其姿态运动,可以发现在非轴对称情况下3D刚体摆出现混沌运动,在轴对称3D刚体摆情况下出现概周期运动。利用MATLAB进行仿真实验,分别得出非轴对称3D刚体摆的混沌姿态运动曲线和轴对称3D刚体摆的姿态概周期运动曲线,并分别给出庞加莱截面图。 展开更多
关键词 3d刚体摆 姿态动力学 混沌 概周期
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3D刚体摆姿态平衡流形的稳定性研究 被引量:1
3
作者 张健丽 戈新生 《北京信息科技大学学报(自然科学版)》 2014年第1期31-36,共6页
针对3自由度(3D,3-Degrees)刚体摆姿态平衡流形的稳定性问题进行了研究。利用3-2-1欧拉姿态角的描述方式建立了3D刚体摆的姿态动力学方程和运动学方程,并对其数学模型进行了姿态约化;由3D刚体摆的约化方程解得了4组彼此不相交的一维平... 针对3自由度(3D,3-Degrees)刚体摆姿态平衡流形的稳定性问题进行了研究。利用3-2-1欧拉姿态角的描述方式建立了3D刚体摆的姿态动力学方程和运动学方程,并对其数学模型进行了姿态约化;由3D刚体摆的约化方程解得了4组彼此不相交的一维平衡流形,对3D刚体摆的姿态平衡流形进行了讨论,并绘出其在球面的平衡流形图,利用李亚普诺夫一次近似理论讨论了这4组平衡流形的稳定性,得出结论:3D刚体摆一维平衡流形为李亚普诺夫意义下不稳定,计算机仿真验证了这一结论。 展开更多
关键词 3d刚体摆 平衡流形 李亚普诺夫一次近似理论 稳定性
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3D刚体摆的鲁棒控制器设计和比较分析 被引量:1
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作者 李金 戈新生 《北京信息科技大学学报(自然科学版)》 2015年第1期26-30,共5页
3D刚体摆是研究刚体复杂旋转动力学与控制问题的典型系统。针对3D刚体摆受外界扰动以及转动惯量的不确定性,根据鲁棒H∞控制理论,采用线性矩阵不等式(LMI)的方法设计了一种状态反馈H∞控制律。仿真结果表明,鲁棒控制器对系统参数的变化... 3D刚体摆是研究刚体复杂旋转动力学与控制问题的典型系统。针对3D刚体摆受外界扰动以及转动惯量的不确定性,根据鲁棒H∞控制理论,采用线性矩阵不等式(LMI)的方法设计了一种状态反馈H∞控制律。仿真结果表明,鲁棒控制器对系统参数的变化具有较强的鲁棒性。与PID控制器比较,鲁棒控制器对于3D刚体摆控制系统具有较好的动态特性和稳定性。 展开更多
关键词 3d刚体摆 线性矩阵不等式 鲁棒控制 PId控制
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3D刚体摆姿态稳定性的自适应滑模控制 被引量:2
5
作者 边珺 戈新生 《北京信息科技大学学报(自然科学版)》 2014年第3期33-37,共5页
针对3D刚体摆的倒立平衡位置处的姿态稳定性问题,考虑系统的惯量不确定性,根据3D刚体摆的约化姿态模型建立滑模面,设计相应滑模控制器,并引入自适应滑模控制,用于处理参数模型不确定的情况。李雅普诺夫稳定性分析表明提出的自适应滑模... 针对3D刚体摆的倒立平衡位置处的姿态稳定性问题,考虑系统的惯量不确定性,根据3D刚体摆的约化姿态模型建立滑模面,设计相应滑模控制器,并引入自适应滑模控制,用于处理参数模型不确定的情况。李雅普诺夫稳定性分析表明提出的自适应滑模控制律能够确保3D刚体摆姿态控制系统渐近稳定。仿真实验验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 3d刚体摆 姿态控制 自适应控制 滑模控制
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