基于移动传感网络的随机分布参数系统的镇定控制

针对移动传感网络带有执行器的情况,研究了基于移动传感网络的随机分布参数系统的镇定控制问题.通过Lyapunov稳定性理论和It^o公式,设计相应的反馈镇定控制器,得到每个传感器/执行器节点的移动轨迹,最终保证基于移动传感网络的分布参数系统是渐近稳定的.仿真结果表明:移动传感网络在增强系统性能方面具有明显的优越性.     

SVD Approach for Actuator and Sensor Placement in Active Vibration Control of Large Cable Net Structures

The actuator and sensor placement problem for active vibration control of large cable net structures is investigated in this paper. Since the structures exhibit closely spaced modes in the range of low frequencies, the number of modes to be considered is quite large after modal truncation, while only a limited number of actuators and sensors are to be placed. This makes it hard to determine the actuator and sensor locations with the existing placement methods in the literature such as the methods based on the controllability/observability grammian. To deal with this issue, an actuator and sensor placement method based on singular value decompositions (SVD) of the input and output matrices is proposed, which guarantees the modal controllability and observability of the system. The effectiveness of the SVD based method is verified through numerical simulations in which comparisons are conducted between randomly-chosen locations and the optimal ones obtained by a genetic algorithm.     

基于能量最小准则确定驱动器位置及仿真

在研究智能结构振动主动控制驱动器的位置优化问题中,首先推导了压电传感方程和压电致动方程,然后根据控制信号能量的表达式,以控制能量最小为目标函数,压电驱动器的位置坐标为变量,对压电驱动器的位置进行优化。最后结合智能简支梁实例应用matlab软件计算出其粘贴压电驱动器的最优位置,并通过编写APDL(ansys parameter design language)程序对粘贴有压电材料的智能简支梁结构进行瞬态动力学分析,实现对智能梁的振动控制仿真。仿真结果表明,此种方法能有效地抑制智能梁的振动。     

一类线性离散系统H∞鲁棒容错控制器设计

从不确定线性离散控制系统的传感器或／和执行器等部件极易发生故障的实际情况出发，对这类控制系统的鲁棒容错控制器设计问题作了研究。在假设传感器和执行器同时发生故障的情况下，基于状态反馈思想和H∞鲁棒控制理论，通过求解一个代数Riccati方程得到H∞鲁棒容错状态反馈控制律。因此，由该设计方法得到的控制律同样适用于传感器和执行器分别出现故障的情况。并通过仿真实例来验证该H∞鲁棒容错控制律不仅对不确定性和扰动具有H∞鲁棒性能，而且对传感器或／和执行器故障具有容错性能，从而说明该控制器设计方法的正确性和有效性。     

一类线性离散系统H∞鲁棒容错控制器设计

从不确定线性离散控制系统的传感器或/和执行器等部件极易发生故障的实际情况出发,对这类控制系统的鲁棒容错控制器设计问题作了研究.在假设传感器和执行器同时发生故障的情况下,基于状态反馈思想和H∞鲁棒控制理论,通过求解一个代数Riccati方程得到H∞鲁棒容错状态反馈控制律.因此,由该设计方法得到的控制律同样适用于传感器和执行器分别出现故障的情况.并通过仿真实例来验证该H∞鲁棒容错控制律不仅对不确定性和扰动具有H∞鲁棒性能,而且对传感器或/和执行器故障具有容错性能,从而说明该控制器设计方法的正确性和有效性.     

基于遗传算法的压电扭转驱动器优化布置

针对空间薄壁杆类结构的扭转振动问题，对一薄壁杆上的扭转驱动器位置优化配置进行了研究．采用拉格朗日方程和假设模态法，推导了薄壁杆与驱动器组成的系统的动力学方程，建立了动力学系统的状态空间表达式．将薄壁杆划分为若干个位置单元，选取Grammian可控性作为目标函数，运用遗传算法获得了压电扭转驱动器的最佳配置位置．在最优位置处黏贴压电扭转驱动器，实施闭环控制，得到了薄壁杆自由端角位移前三阶模态的闭环幅频响应．结果表明，采用遗传算法能获得最优位置，在最优位置处实施的闭环控制能有效抑制薄壁杆的扭转振动．     

Optimal design method for force in vibration control of multi-body system with quick startup and brake

1INTRODUCTION Inpracticalengineering,lotsofmachine equipments,suchasphotoetchingmachine,wirebonderandautodispenser,hastostopattheother positionafterstartupatoneposition,andthen theyperformatask.Theywillstartatanotherpo sitionagainaftercarryingitout.Theyareallkey equipmentofmicro electronicsmanufacture.This kindofpreciseequipmentisverysteadyduringop eration,andtheaccuracyoffixedpositionisvery highwhilestopping.Theaccuracyofphotoetching machinesisscoresofnanons,andtheaccuracyoffuse keymatch…     

肉品气味信息采集系统的设计

针对人工评价肉品气味主观性强、重复性差的缺点,设计了肉味信息采集分析系统。该系统根据肉在存放过程中发出的主要气味,合理筛选出5种气敏传感器,构成传感器阵列;根据气味采集的特点,设计了肉品气味收集装置。通过正交试验优化了肉味收集装置参数,最佳参数为：风扇风速1.6m／s,收集箱容积为2L,传感器阵列位置100mm。通过全面试验确认了传感器阵列的电阻变化范围,设计了带有温度补偿及抗干扰的差分电桥调理电路,试验优选出最佳桥臂电阻。根据肉品气味信号特征,将提取信号曲线的峰值、平均值、稳定值、30s值、峰面积作为特征值。研究分析了模式识别方法的优劣,确定了遗传优化的组合径向基函数神经网络作为肉品气味的模式识别方法。试验证明,该肉品气味信息采集系统检测肉品新鲜度正确率达95％。     

超磁致伸缩执行器自感知机理研究

为了能有效地减小微器件的体积并实现同位控制，提出了超磁致伸缩执行器同时作为执行器和传感器的自感知工作原理. 分析了超磁致伸缩执行器作为双向换能器的自感知物理基础，以此建立了执行器和传感器的能量耦合模型. 根据磁致伸缩材料的压磁方程，并结合励磁线圈的截面积、匝数及磁致伸缩棒的截面积、长度、弹性模量、压磁系数等，推导了感知力和感知速度的计算方法. 提出了利用桥路法在强驱动信号的背景下提取感知信号的方法，在研制的执行器自感知实验系统上，验证了力感知和速度感知方法的有效性     

大跨空间结构动力响应模糊控制

针对大跨空间结构动力灾变主动控制问题,设计了一种超磁致伸缩作动器.介绍了主动控制系统的工作原理,并建立了受控系统的空间状态方程,采用遗传算法对大跨空间结构主动控制作动器的布置位置进行了优化设计.分析了模糊控制系统的基本结构及模糊控制器的制作原理和方法,并设计了标准模糊控制器.应用MATLAB软件对大跨空间网架结构振动进行了模糊控制分析,结果表明,超磁致伸缩作动器具有良好的作动效应,利用遗传算法有效地提高了主动控制优化设计效率,同时实现了对结构的整体优化,模糊控制能够有效地降低大跨空间结构的振动反应,是一种较好的结构振动控制方法.     

全数字化飞行器舵机硬件控制系统设计

为满足舵机的高性能位置伺服要求,提高飞行器姿态控制的可靠性和控制精度,基于DSP芯片TMS320F28335设计了一套全数字飞行器舵机硬件控制系统.分析了该系统硬件结构组成.研究结果表明:设计的高精度位置随动系统,能满足舵面调整范围±10°,调整误差小于0.1°的系统参数指标要求.实现了高速飞行状态下各传感器模块数据的实时采集,控制算法的高速处理,以及舵面的快速调整,完成对飞行器飞行姿态的控制.     

一种大量程表面轮廓综合测量仪

为了解决传统位移传感器大量程与高精度不可兼得的问题,研制了一种表面轮廓综合测量仪.该仪器采用二维位移传感器和垂直扫描工作台.压电陶瓷驱动器和伺服电机根据零位偏移量驱动垂直扫描工作台进行垂直方向的位移,确保测量杠杆总是在每个采样间隔回到平衡位置,即使在量程增大的情况下由杠杆旋转引起的非线性测量误差也非常小.由实验和理论分析可知,该仪器可对球面、台阶、沟槽和其他各种曲面的表面粗糙度和轮廓尺寸进行精确测量.     

一类不确定网络控制系统的鲁棒容错控制

针对一类具有网络诱导时延和传感器故障或执行器故障的不确定网络控制系统,研究基于不确定状态反馈的鲁棒容错控制器设计方法.针对具有不确定性参数的被控对象模型,考虑网络诱导时延对系统的影响,分别引入传感器失效开关矩阵和执行器失效开关矩阵,建立基于不确定状态反馈控制器的闭环故障网络控制系统模型,采用Lyapunov方法给出闭环故障网络控制系统对传感器失效或执行器失效具有完整性且对参数不确定性具有鲁棒性的充分条件.最后通过仿真实例验证了该方法的有效性.     

敏感元件位置对弹性飞行器纵向稳定性的影响

研究了弹性飞行器建模问题，分析了敏感元件位置对飞行器纵向稳定性的影响，提出了几类飞行器自动驾驶仪敏感元件合适位置的选择准则．最后通过算例得到的陀螺位置与飞行器实际陀螺位置较好地符合．     

电控气动离合器执行器滑模轨迹跟踪控制

摘要: 为了实现电控机械式自动变速器的电控气动控制,建立由1个位移传感器、2个压力传感器及4个开关电磁阀组成的离合器气动执行系统.采用滑模控制算法使系统对干扰和不确定性具有很强鲁棒性,同时为了减小颤振改善控制率,控制算法中引入死区.通过开关阀直接实施滑模控制率而不通过脉宽调制,可以降低噪声和能耗、延长阀的使用寿命、增强系统硬件的可靠性.离合器气动执行系统分别对正弦信号、光滑方波信号、离合器参考信号进行跟踪试验,结果表明: 该算法具有良好的轨迹跟踪精度及相对低的稳态跟踪误差,验证了算法的有效性和可行性.     

数控非球面超光滑加工机床空间误差建模

为了快速有效地提高超光滑加工机床的加工精度,为实施误差补偿做好基础和准备工作,进行了超光滑加工机床误差建模技术的研究.根据数控超光滑加工机床的具体结构,运用多体系统运动学理论的基本原理,建立了机床成形系统的拓扑结构和低序体阵列,并推导出机床相邻体的特征矩阵,它是进行机床精度分析与建模的核心.基于多体系统运动学精度分析理论,详细研究了数控超光滑加工机床的理想成形运动函数、理想成形运动约束、实际成形运动函数以及实际成形运动约束,进而得到了刀具成形点的综合空间位置误差,最终完成了超光滑加工机床的综合空间误差建模过程,给出了具体模型表达式.     

利用压电自敏感致动器实现挠性结构振动的主动控制

以粘贴有压电自敏感致动器的挠性梁振动主动控制为例,论述了进行挠性结构传感器／致动器及控制系统一体化研究的方法。文中给出了压电自敏感致动器的电路模型及自敏感致动器的应变测量和应变速度测量电路,推导了测量公式。以玻璃钢材料的挠性梁为实验对象,采用自适应滤波技术来实现振动主动控制。控制系统由ＴＭＳ３２０Ｃ２５及４８６计算机组成的主从机系统实现。实验结果表明此种控制方法是有效的。     

Optimal control of hydraulic position system employing high speed On/Off solenoid valve

ＨｉｇｈｓｐｅｅｄＯｎ/Ｏｆｆｓｏｌｅｎｏｉｄｖａｌｖｅｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｅｒｖｏｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓａｎｄａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｓｗｉｔｈｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｓｉｍｐｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ,ｓｍａｌｌｍａｓｓ,ｌｏｗｐｒｉｃｅ ,ｓｔｒｏｎｇａｂｌｉｌｉｙｔｏｒｅｓｉｓｔｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ,ｈｉｇｈｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｅａｓｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｍａｉｎｔｅ ｎａｎｃｅ[1,2 ].Ｔｈｅｓｔｕｄｙｏ…     

一类非线性时滞系统的鲁棒可靠控制

基于系统传感器与执行器同时出现失误的情况,对不确定时滞系统进行可靠性设计,使得所设计的系统不仅在系统运行良好的条件下,而且在出现多种失误的条件下仍然能正常运行。基于Riccati不等式正定解的存在性,给出了基于观测器的动态输出反馈可靠控制器的设计方案。最后,以一个数值仿真例子进一步说明设计步骤,以及文中所提出的设计方法的有效性。     

基于软件设计的空间望远镜主镜力促动器控制系统

设计了一种基于软件的力促动器控制系统,并进行了实验测试。控制器的设计由上位机软件实现,采用了外环力环与内环位置环的双闭环控制策略,内环位置环能抑制其内部各个环节扰动的影响,增强了外环力环的抗扰动能力,控制算法采用PID算法实现。根据项目要求,设计了由直流电机驱动谐波减速器,带动精密丝杆转动,力传感器实现闭环控制的力促动器结构。通过上位机软件控制电机的转动,产生较正主镜的力。实际测试结果表明:该控制系统动态响应快,超调量小,具有较好的动态特性;在±200N测量行程内,抗干扰能力强,精度优于0.05N,具有良好的线性度和响应特性,满足主动光学支撑系统的要求。