Design of Wiener-Hopf optimal controller and its application in terrain following system

state space algorithms are proposed for the three degree of freedom (3DOF) optimal Wiener Hopf controller for a class of systems with time delay feedback sensors and employed in the design of a terrain following control system, with the influence caused by the delay of baric altimeter successfully eliminated.

具有反馈延迟特性系统的最优控制器设计及其算法实现

针对反馈传感器具有延迟特性的一类系统，提出了三自由度ＷｉｅｎｅｒＨｏｐｆ 最优控制器设计方法，并给出了状态空间实现算法．

带干扰观测器的机械臂加幂积分有限时间控制

针对传统的机械臂控制算法存在控制精度不高,对于外界干扰鲁棒性较弱等问题,提出了带干扰观测器的加幂积分有限时间控制算法实现机器人轨迹跟踪控制。加幂积分有限时间控制器能够保证系统误差在有限时间内收敛,从而使机械臂能够快速准确跟随期望运动轨迹。干扰观测器能够快速准确地估计作用在机械臂上的干扰信号,并通过补偿控制对干扰进行补偿,从而增强系统的鲁棒性。同时,采用Lyapunov理论在理论上证明了上述系统能够在有限时间内收敛。最后,对三自由度Premium机械臂设计了带干扰观测器的加幂积分有限时间控制器,并进行了实验。实验结果表明所提算法能够使机械臂关节能够快速准确的跟随期望值,对外加干扰有较强的鲁棒性。

一种车载卫星天线伺服驱动控制器设计

设计了一种基于单片机控制步进电动机的车载卫星天线三自由度伺服驱动控制器。针对车载卫星天线工作特点,通过旋转变压器对俯仰及方位驱动步进电动机角位移进行测量,实现两个自由度的闭环控制,提高天线的自动对星速度和精度;通过对极化的高细分驱动控制,增强天线的接收信号的灵敏度及抗干扰能力。着重阐述了基于C8051F040单片机的控制系统的模块化设计,CPLD接口逻辑及旋变接口电路设计,软件设计流程等,给出了电路原理图和程序框图,并进行了系统实验验证。实验结果表明,该方案能满足天线快速自动定位的需求,功能完善,稳定性高。

三自由度直升机模型鲁棒控制器设计

鲁棒性是直升机的重要性能指标。针对三自由度直升机模型设计了基于线性二次型调节器(LQR)和模糊逻辑的鲁棒控制器。该控制器从控制率出发,首先采用LQR控制器来确保直升机模型的静态性能,然后设计积分切换函数与滑模切换控制分量来增强系统的抗干扰能力,接着采用模糊逻辑调整控制律以达到最佳效果。实验结果表明该策略具有较强的鲁棒性和很好的动态响应性能。

传感器故障下的三自由度直升机滑模控制方法

综合考虑三自由度直升机系统中各自由度之间的关系,将直升机系统分解为驱动子系统和无驱动子系统,建立了相应的三自由度直升机数学模型,模型对可能存在的外部扰动和无驱动子系统传感器故障进行了描述。设计了非线性扩张干扰观测器消除外部扰动和传感器故障带来的不利影响,设计相应的高阶滑模控制器实现对驱动子系统的跟踪控制,并基于Lyapunov理论证明了系统的稳定性。最后通过实验验证了控制方案对存在传感器故障的三自由度直升机具有良好的控制效果。

三自由度直升机模型辨识与控制

针对三自由度直升机,通过物理分析得到俯仰、横滚和偏航3个通道的模型结构,根据3个通道的不同特点使用不同的方法分别辨识3个通道的传递函数模型,并利用所辨识的模型对3个通道分别设计控制器。闭环控制实验结果表明基于辨识得到的模型所设计的控制器能够实现满意的控制性能。