过驱动四旋翼飞行器实验平台姿态跟踪鲁棒控制器的设计与验证

针对过驱动四旋翼飞行器实验平台的姿态跟踪控制问题进行了研究,该平台存在未知输入扰动且角速度不可测,电机也存在死区及饱和非线性特征。首先,建立了该平台的线性受扰双积分模型。之后,设计了包含比例-积分-微分标称控制器及自适应扩张状态观测器(AESO)的姿态跟踪鲁棒控制器。其中,标称控制器用来保证标称闭环系统渐近稳定,而AESO用来估计实验平台的角速度及扰动信息,以解决无速度测量及扰动抑制问题,并且采用伪逆矩阵法解决了过驱动控制分配问题。此外,构造了辅助系统,以削弱电机死区及饱和非线性特性带来的影响。最后,通过仿真及实验验证了所提控制策略可有效解决电机死区及饱和特性带来的问题,并可同时兼顾闭环系统的瞬态超调和稳态误差性能。

苗木假活假死的理论分析

苗木假活、假死造成严重浪费。利用树木形态学、解剖学、生理学和土壤学基础知识分析苗木假活假死的本质。苗木成活是恢复重建末级根—叶片营养共同体,死亡则是由末端向基部的渐进式枯死过程。通过栈糖渠模型分析指出树木跨年度营养贮存是维持苗木活力的营养基础;利用形成层屏蔽假说揭示移植苗木成活的关键在于根尖分生能力的重建。进而揭示,苗木假活是残留根段吸收能力不足导致新梢枯死;假死则是断根愈伤并重建根尖分生能力的过程,宏观上表现为地上部分渐进式枯死。总之,根尖分生能力的恢复与重建是苗木假活、假死、枯死的关键。

基于移位寄存器的伪随机序列改进算法

针对传统线性移位寄存器生成的伪随机序列输出数据速率低以及每个循环周期内0和1的数目不相等的问题,提出一种改进型的寄存器序列结构,采用跃进型移位寄存器为基础保证较高的输出速率,增加类似于De Bruijn计数器的反馈保证01平衡。理论分析与仿真结果表明,改进后的寄存器序列结构同时克服了原有结构的2个缺点,适合于高速率应用场合。

基于PDFF速度调节器的PMLSM无差拍电流预测控制

针对电磁弹射用永磁同步直线电机控制系统动态响应速度快、抗干扰能力强的需求,传统永磁同步直线电机PI控制系统无法满足控制需要的现状,本文设计了具有高动态性能、强鲁棒性的速度-电流双闭环控制系统。在转速环引入伪微分前馈-反馈调节器,电流环采用无差拍电流预测控制,同时为消除永磁同步直线电机参数失配以及外部扰动造成的电流波动,设计了扩张状态观测器对扰动进行观测,并对电压参考值进行补偿,提升了系统的鲁棒性和动态响应能力。最后利用Matlab/Simulink仿真验证了设计的可行性,设计的系统相较于传统PI速度调节器电流预测控制系统动态响应速度更快、抗干扰能力更强。