充液挠性航天器时变滑模控制及振动抑制

针对存在外界未知干扰、参数不确定问题的刚-液-柔多体耦合航天器姿态控制进行了研究.将液体燃料的晃动等效为球摆模型,挠性附件假设为欧拉-伯努利梁,建立了多体耦合航天器动力学方程.首先,设计了积分滑模干扰观测器,使其能够在有限的时间范围内对控制系统的集总扰动实现准确估计;其次,以此干扰观测器为基础,设计了一种时变滑模控制方法,该控制运用双曲正切函数;最后,结合光滑整形技术,设计出零振动指令光滑器,从而抑制液体晃动和挠性附件振动.数值仿真结果表明:本文所设计的控制方案具有可行性和有效性,多模态充液挠性航天器在姿态机动过程中所引起的残余振动可以得到有效抑制.

基于光滑整形自抗扰的双摆起重机消摆控制

为解决无负载摆角传感器的双摆桥式起重机消摆时间长、定位精度不高、抗干扰能力差的问题,提出一种光滑整形与自抗扰控制相结合的双摆起重机防摆控制方法。针对传统梯形速度轨迹对双摆起重机冲击较大的问题,利用光滑整形技术对梯形速度轨迹进行光滑整形,得到平滑的运行速度轨迹,以保障系统平稳运行。对双摆起重机的动力学模型进行变换,得到包含总扰动及未知负载摆角的台车运动及负载摆动的状态方程。为了抑制总扰动对台车运动、负载摆动的影响,实现无负载摆角传感器情况下的负载状态反馈,设计扩张状态观测器分别对台车运动回路、负载摆动回路的总扰动进行估计并补偿,对负载摆角进行实时观测并反馈到前端对负载动态进行控制,进而形成了桥式起重机定位消摆双通道自抗扰闭环控制器,并对闭环系统的稳定性进行了严格的理论证明。仿真结果表明:所设计的扩张状态观测器组能够对台车运动及负载摆动的总扰动进行准确估计,对负载摆角进行实时观测,所设计的混合控制策略在模型参数发生变化和外扰作用下可全过程平稳将吊重搬运到目标位置,且能有效地抑制负载摆动。

解析3DMAX在肝脏建模中的实践应用——以电视教材《右半肝切除术》中肝脏建模为例

文章结合电视教材《右半肝切除术》中肝脏建模在电视教材中表现的科学性、严谨性与艺术性的关系,解析根据肝脏属于不规则形状的结构特征以及肝脏模型的建模技巧及方法。

基于视觉SLAM–伺服框架的移动机器人指令滤波反步控制

针对移动机器人位姿镇定问题,本文提出基于视觉同时定位与建图(simultaneous localization and mapping,SLAM)–伺服框架的指令滤波反步控制策略.具体而言,通过加速度层控制器设计进而积分得到的光滑速度信号,减小SLAM视觉模块的预测位姿误差;继而应用指令滤波器简化控制器设计的复杂求导运算,减轻计算负担;此外,SLAM模块利用运动信息与视觉信息的融合解决未知尺度问题,降低未知深度造成的控制器设计复杂度.通过李雅普诺夫理论可以证明闭环系统的稳定性.仿真和实验结果最终验证了本文算法的有效性.

弹道交班自适应算法研究

为实现复合制导不同制导弹道的平滑过渡,用二阶吻合法设计了一不同制导律间的指令交接导引段。建立了自适应弹道交接导引算法的模型。理论分析和仿真结果表明,该算法具较好的弹道过载平滑能力,有一定的应用价值。

数控系统中指令点纠正平滑处理算法

针对数控系统中小线段平滑加工的需求,在分析现有小线段平滑加工算法不足的基础上,提出一种指令点纠正平滑处理算法.该算法根据小线段间的几何关系将数控程序表示的刀具路径划分为连续区域和非连续区域.对非连续区域,通过圆弧纠正方法,减少刀具路径生成过程中产生的异常指令点.针对处理后刀具路径上的连续区域,提出一种三次样条指令点纠正方法,对指令点的位置进行进一步的修正.在满足加工精度的条件下,基于NURBS曲线,通过对修正后的指令点进行拟合,对刀具路径进行平滑处理.仿真结果表明,该算法可以对刀具路径进行有效纠正,扩大拟合区域包含的刀具路径长度,并提高刀具路径的平滑性.

基于指令光滑技术的分布质量负载吊车振动抑制技术研究

吊车—绳索—负载是一个典型的柔性振动系统,负载的振动抑制研究备受国内外学者的关注。根据实际的吊车及绳索连接方式,建立了非线性程度及振动过程更加复杂的分布质量负载动力学模型,在此基础上通过改变运输负载的质量和距离验证了指令光滑控制器振动抑制的有效性和良好的鲁棒性,为吊车振动控制提供了新的控制策略。通过仿真和实验验证了方法的有效性,具有一定的科学和实际意义。

改进正弦算子的弹道交接自适应算法

为了实现组合制导,用二阶吻合法设计了一不同制导律间的指令交接导引段。对正弦算子进行改进,建立了自适应弹道交接导引算法的模型,通过分析弹体时滞参数对算法参数的影响,并以积累的弹道航向误差最小化为依据,设计了算法的参数。所得算法与基于正弦算子的弹道交接自适应算法比较可知:前者的积累弹道航向误差更小,参数取值范围更大,从而能更好地实现不同制导律弹道的平滑过渡。通过后向尾追仿真可知:前者脱靶量更小,弹道更光滑,所得算法结构简单便于应用。