基于零力矩点滑模预测控制的电动前移式叉车稳定性研究

考虑了在电动前移式叉车装载货物转向行驶的情况下,其门架受载变形和货物升降共同引起叉车合成质心位置的变化,进而结合叉车合成质心变化模型和叉车三自由度模型建立了叉车动力学模型。针对叉车合成质心位置变化导致其转向稳定性不足的问题,根据零力矩点(Zero Moment Point,ZMP)理论分析了叉车行驶的稳定条件并得到了侧倾指标来判断车辆的稳定性。通过理想跟踪模型得到理想的叉车横摆角速度、质心侧偏角、车身侧倾角和侧倾角速度,以理想值与由叉车动力学模型仿真得到的实际值的差值为输入,设计了一种基于零力矩点的滑模预测控制(Sliding Mode Predictive Control,SMPC)算法,以调节叉车后轮转角的大小。仿真研究表明,在阶跃工况和双移线工况下,当货物升降速度不同时,与滑模控制(Sliding Mode Control,SMC)和无控制相比,基于ZMP滑模预测控制实现了对理想叉车横摆角速度和质心侧偏角的实时快速跟踪,提高了叉车的稳定性。

再入弹头质量矩复合控制系统设计

针对提出的再入弹头质量矩复合控制模式,利用变结构控制方法设计了三通道的姿态控制律。为了抑制滑块跟踪运动和再入过程中非对称气动烧蚀带来的影响以及满足快速、鲁棒性的要求,设计了基于时间最优的滚动通道的稳定控制律;用双积分系统的时间性能指标来确定切换线,同时构造双切换函数以及在原点领域切换为连续控制律来解决开关颤振问题;为了抑制滑块运动带来的影响,在滑块结构布局优化的基础上,利用变结构设计了俯仰和偏航通道姿态控制律。最后,通过非线性系统仿真验证了该方法的有效性。

基于自适应反演法的质量矩导弹控制律设计

基于反演技术研究了双滑块质量矩导弹俯仰、偏航通道跟踪控制问题。以所建立的仿射型控制模型为基础,考虑到滑块速度、加速度及导轨等不确定因素的影响,给出了鲁棒自适应反演控制律;针对反演法存在计算膨胀这一问题,设计了滑模滤波器来估计虚拟控制量的导数;针对反演法给出的增益系数无法保证满意的性能指标这一问题,采用遗传算法优化控制器参数。仿真结果验证了算法的有效性。

基于H_∞性能指标的质量矩拦截弹鲁棒控制

以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础,利用微分几何的反馈线性化理论,得到一个解耦线性系统,考虑到拦截弹的鲁棒性要求和3个滑块的协调控制问题,提出采用双回路的设计方法,内回路采用线性二次调节器(LQR),外回路采用考虑混合灵敏度问题的H∞控制设计。仿真结果证明了该方法动态性能满足设计要求,同时对系统参数的不确定性具有较强的鲁棒性。

质量矩导弹变质心姿态控制规律研究

针对质量矩导弹变质心控制问题,提出一种基于模糊逻辑的姿态控制规律.首先建立了姿态运动模型;其次设计了滑块位置对应的模糊规则表,并通过分析角加速度和遍历隶属函数的关系,对滑块位置进行协调,同时利用遗传算法对控制参数进行校正;再次,通过分析滑块运动特性得到滑块可行的响应时间选取范围;最后讨论了系统的稳定性,对弹体相关参数进行约束,并对单通道扰动模型进行了分析.仿真结果表明,该控制律能有效实现导弹的姿态调整.

一维质量矩控制系统建模与试验

为了大惯性质量控制系统硬件在环仿真的需要,研制了一种新型的控制系统试验装置。采用实测试验数据与M atlab仿真协同分析方法,完成了系统关键模块的试验建模。目前该试验系统在3°角度范围内,在受扰状态下能够自动平衡空间姿态。试验结果表明:该系统具有适于大惯性质量对象的硬件在环仿真的特点。

基于混合灵敏度下H_∞控制在三滑块质量矩导弹上的应用

由于质量矩导弹是一个具有非线性和模型不确定性的多变量系统,为了进一步提高控制系统的鲁棒性,对三滑块质量矩导弹进行了鲁棒控制系统的研究。以所建立的质量矩导弹数学模型为基础,通过对模型合理的简化,得到一个耦合的非线性动力学系统,考虑到质量矩导弹的鲁棒性要求和三个滑块的协调控制问题,在混合灵敏度控制的基础上,采用H∞控制理论对导弹进行姿态控制系统的研究,仿真结果验证了这种方法的有效性。

质量矩拦截器末制导复合控制方法研究

针对在大气层内飞行的质量矩拦截器,研究了其变质心控制问题。在建立内部含有1个滑块和8个姿控发动机的拦截器制导运动模型的基础上,描述了滑块与弹壳之间的相对移动对系统产生的耦合影响。设计了一种复合控制律来给出滑块的期望位置和姿控发动机的开关指令,并通过对轴向滑块与姿控发动机的协调控制,快速补偿了法向需用过载。讨论了滑块运动对系统性能的影响,并进行了系统的稳定性分析。仿真结果表明该方法能有效实现拦截器末段的制导控制。

质量矩拦截弹的模糊滑模姿态控制系统设计

质量矩控制是一种全新的飞行控制方法,与广泛应用的空气动力控制相比,可以避免飞行器在超高马赫数飞行时舵面的气动加热问题,而且可以提高飞行器的机动性和敏捷性。以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础,通过对模型合理的简化,得到一个耦合的非线性动力学系统,考虑到系统的鲁棒性要求和三个滑块的协调控制问题,利用滑模控制设计了拦截弹大机动飞行时的姿态控制系统,同时采用模糊逻辑算法抑制系统的抖振现象。仿真结果表明系统性能指标满足设计要求,只需微调滑块位置,即可以实现拦截弹的姿态控制。

质量矩拦截器机动能力估算

首先介绍了质量矩拦截器的概念和特点,提出建立过载的速度是质量矩拦截器机动性的关键因素。通过建立简化的模型,得到了质量矩拦截器在俯仰平面内运动时建立攻角响应时间的解析表达式,并在此基础上进行了初步分析,表明质量矩拦截器具有很强的机动能力。

质量矩拦截弹的非线性预测控制器设计

文中以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础,通过对模型合理的简化,得到一个耦合的非线性动力学系统,考虑到系统的鲁棒性要求和三个滑块的协调控制问题,利用非线性预测控制设计了姿态控制系统。考虑到系统的不确定性,对系统的鲁棒性进行了分析。仿真结果证明了这种方法的有效性。

基于ITAE准则的质量矩拦截弹鲁棒控制研究

以建立的质量矩拦截弹数学模型为基础,通过对模型合理简化,得到一个耦合的非线性动力学系统。利用微分几何的反馈线性化理论,得到一个解耦线性系统。考虑到拦截弹的鲁棒性要求和三个滑块的协调控制问题,提出基于误差的积分准则(ITAE准则),考虑混合灵敏度S/T问题,采用H∞控制理论对拦截弹进行姿态控制系统设计,仿真结果验证了这种方法的有效性。

非线性预测控制在质量矩导弹姿态控制系统设计上的应用

以所建立的质量矩导弹数学模型为基础,通过对模型合理地简化,得到一个耦合的非线性动力学系统.考虑到质量矩导弹的鲁棒性要求和两个滑块伺服机构的协调控制问题,用基于反馈线性化的非线性控制理论,采用非线性预测控制,解决了质量矩导弹姿态控制系统设计问题,并且系统对于参数的不确定性具有很强的鲁棒性.仿真结果检验了这种方法的有效性.

质量矩导弹固定时间二阶滑模控制方法

针对三轴稳定的双滑块质量矩导弹,基于动态系统零点配置原理提出一种快速固定时间二阶滑模控制方法。首先建立具有完整耦合动力学特征的质量矩导弹姿态动力学模型;其次,基于典型动态系统进行零点配置原理分析和收敛时间估计;在此基础上,提出动态过程可调节的固定时间二阶滑模控制方法,并对系统收敛时间的上界进行估计;最后,针对质量矩导弹的仿真校验了设计方法的有效性。

质量矩拦截弹的H∞鲁棒控制研究

以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础,通过对模型合理的简化,得到了一个耦合的非线性动力学系统.利用微分几何的反馈线性化理论,得到了一个解耦线性系统,考虑到拦截弹的鲁棒性要求和3个滑块的协调控制问题,为了提高系统的动态性能,采用LMI区域进行闭环极点配置.同时,提出基于ITAE准则,考虑混合灵敏度问题,对权函数的选择等问题进行了研究,设计了具有鲁棒极点约束的质量矩拦截弹姿态控制系统,仿真结果验证了这种方法的有效性.

一种质量矩导弹模糊姿态控制规律的研究

针对大气层内飞行的质量矩导弹,提出了一种基于模糊逻辑的姿态控制规律。在建立了3轴稳定质量矩导弹姿态运动模型的基础上,制定了3个方向上滑块位置对应的模糊规则表,并通过分析角加速度和遍历条件的关系对3个滑块位置协调控制。同时利用遗传算法根据指定的性能指标对PD控制参数进行离线校正。仿真结果表明,该方法能在保证系统稳定的情况下有效实现导弹的姿态调整。

质量矩复合控制拦截器一体化制导控制方法

在建立质量矩复合控制拦截器制导控制一体化数学模型的基础上,利用微分几何策略对一体化制导控制系统进行了设计,给出了发动机期望控制力矩和滑块期望位置指令,并采用极点配置方法对反馈控制系数进行了设计。为保证系统具有能控性,对滑块质量和发动机稳态推力参数进行了设计。仿真结果表明,该方法能实现拦截器末段的制导控制,同时能降低对滑块执行机构的功率要求。

大气层外质量矩控制自旋拦截器的姿态机动效果分析

针对大气层外质量矩控制自旋拦截器的特点,建立了具有一个可任意活动质量块的拦截器六自由度动力学数学模型;并基于带有一个沿径向运动质量块的姿态动力学模型,分析了姿态控制机理及结构参数对姿态控制效果的影响,通过仿真验证了分析的有效性,为拦截器姿态控制系统的设计奠定了基础。

动不平衡质量不停机自动切除初探

介绍了动平衡机则不必停机，而在动平衡试验中采用传感器将动不平衡力矩转换为电量，用以直接控制激光源的能量大小，对不平衡处进行“切除”，以达到精确高速去除动不平衡质量的目的。

基于GA优化的质量矩拦截弹模糊滑模姿态控制

质量矩控制是一种全新的飞行控制方法,与广泛应用的空气动力控制相比,可以避免飞行器在超高马赫数飞行时舵面的气动加热问题,而且,可以提高飞行器的机动性、敏捷性和制导控制精度。以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础,通过对模型合理的简化,得到一个耦合的非线性动力学系统,利用滑模控制设计了拦截弹飞行时的姿态控制系统,提出采用模糊逻辑算法抑制系统抖振的同时,把控制系统的多个设计目标转化为不等式约束,采用遗传算法优化控制参数,控制系统性能满足设计要求。仿真结果验证了这种方法的有效性。