受需求扰动的供应链系统最优跟踪控制

针对动态供应链系统中市场需求扰动引起的牛鞭效应问题,提出一种基于前馈补偿的最优跟踪控制设计方法.首先,针对需求扰动可模型化为线性外系统的情形,引入了一个渐近稳定的期望系统;然后,基于线性二次型性能指标,给出了受需求扰动的供应链系统的前馈反馈最优跟踪控制器设计方法.控制器的反馈增益和前馈增益可分别通过求解Riccati方程和Stein方程得到.仿真结果表明,提出的前馈反馈最优跟踪控制方法能有效抑制需求扰动对供应链系统的影响,改善供应链系统的动态性能,且该方法明显优于经典的最优跟踪控制.     

惯性平台稳定回路多闭环串级控制

针对惯性平台稳定回路中采用速率陀螺构成单速度环伺服控制系统的不足,本文提出采用直流测速机为电机转速测量反馈元件构成数字速度内环,采用陀螺为载体转速测量元件构成数字稳定外环组成双速度闭环串级控制结构.在常规的跟踪系统PI控制方式中,实现了由电流环,速度环,稳定环构成的三闭环控制模式,并和电流环,单速度稳定环构成的双闭环控制方式进行比较.实验结果表明:在扰动频率较高环境下,采用单速度环即可获得较好的稳定精度.而采用双速度环提高了系统对低频的抑制能力,并且对摩擦等非线性因素有更好的抑制作用.     

惯性稳定万向架中基于SBG惯导的捷联控制技术

轻小型SBG惯性导航系统具有体积小重量轻的特点,可以用于光电跟踪系统的直接及捷联位置稳定。本文研究了万向架中基于轻小型SBG惯导的五种惯性稳定控制方法,并进行了理论分析及实验验证。经典位置捷联稳定技术由于位置带宽的限制扰动抑制能力有限,难以满足高精度稳定要求。本文提出了一种基于SBG的位置速度双扰动前馈的稳定方法,并通过引入高通滤波器实现扰动前馈的解耦,可以进一步提升系统扰动抑制带宽以及稳定能力。理论分析和实验结果表明：在不考虑应用条件的限制时,虽然受到带宽的限制,基于SBG的陀螺直接稳定控制方法扰动抑制效果较好;而在平台体积重量受到限制的情况下,所提出的基于SBG的双扰动捷联稳定可以进一步提升系统扰动抑制能力,获得更好的稳定精度。     

基于传感器优化与鲁棒预测的等效加速度前馈

在一类仅安装MEMS加速度计和图像传感器的光电跟踪系统中,等效加速度前馈控制方法能够有效提高系统的跟踪能力.但是,加速度计低频噪声、目标合成轨迹延迟和运动模型不确定性,会对跟踪效果带来限制.因此,本文提出一种基于传感器优化与鲁棒预测的等效加速度前馈方法,来进一步提升系统的跟踪能力.使用加速度计测量值和系统加速度模型计算值进行频域融合,可以优化加速度计的低频性能;而采用鲁棒预测算法,能够减弱目标合成轨迹延迟及运动模型不确定性的影响,获得更准确的加速度前馈值.实验结果表明,该方法可以提高系统在0.1 Hz～4.5 Hz的跟踪能力.     

负载加速度反馈的伺服系统谐振抑制

谐振常常造成伺服系统不稳定,影响其控制性能.首先建立光电控制系统的动力学方程,分析了谐振和反谐振产生的原因.伺服系统同样也受到反谐振的影响,并且反谐振出现在谐振之前.由于间隙和摩擦的影响,谐振往往会随之变化,很难用固定的陷波器去补偿.提出一种负载加速度反馈控制算法减小谐振的影响,由此形成三闭环控制模式.根据提出的加速度反馈算法3条准则设计加速度控制器,采用此控制方法速度闭环带宽提高了5Hz左右,谐振峰减小了15dB.并且200Hz以后的谐振迅速衰减,提高了系统的稳定性.     

光电跟踪系统力矩波动的自抗扰控制

为解决光电跟踪伺服系统受电机力矩波动影响产生的速度波动问题,提出了一种改进的自抗扰控制策略进行力矩波动补偿。该算法主要由两部分组成:通过扩张状态观测器辨识出系统扰动,然后将该扰动前馈到系统控制量中去,构成复合校正系统;反馈通道中采用两参数的比例微分控制器,可以保证系统的稳定性和良好的动态特性。仿真分析和实验结果表明:与同等闭环控制带宽的PI控制器相比,自抗扰控制器可以提高系统对扰动力矩的抑制能力,采用自抗扰补偿时,速度误差的峰值由1.88%降低到0.65%,速度误差的均方根值由0.8%降低到0.2%。实验结果证明提出的方法能够有效降低电机力矩波动的影响,提高速度平稳性。     

一种提高舰载大负载光电平台稳定精度的方法

大负载对舰载光电平台主要有两个方面的影响:一是谐振频率降低,系统频带变窄;二是扰动力矩增大.要保证稳定精度,需要提高系统的力矩刚度,同时对扰动进行补偿.本文提出在以测速机构成的速度闭环中加入电流环,同时用陀螺进行角速度前馈,用扰动观测器对扰动力矩进行补偿的方法.理论和仿真结果表明:电流环能够提高系统的力矩刚度,陀螺前馈...     

惯性稳定平台建模及振动传递率分析

根据对称性,在任意一个自由度方向将惯性稳定平台简化为单自由度系统。根据动力学原理,建立了惯性稳定平台的驱动模型和数学模型。万向环和柔性支撑组合使用让惯性稳定平台系统结构紧凑,对线振动不敏感,能抑制部分角振动。转动惯量比较小时,驱动力矩主要由控制带宽决定。依据数学模型推导出振动传递率和惯性稳定平台系统扭转固有频率以及环境振动角频率之间的关系,惯性稳定平台系统结构上对大于6Hz的环境角扰动能够起到隔振作用。惯性稳定平台在两个自由度方向的闭环控制带宽都达到了100Hz,但系统闭环后的隔振效果有待进一步研究。     

转子动力系统的鲁棒H^∞控制器设计

本文分析了转子支承系统鲁棒Ｈ∞控制设计方法及应用。在系统工作转速附近建立周期扰动滤波器，并把它看作反馈控制环的一部分。同时，系统的刚度参数在一定的范围内扰动。在这种情况下，对转子动力系统进行鲁棒Ｈ∞控制．结果表明，这样设计出的Ｈ∞控制器不仅对刚度参数扰动不敏感，而且能主动抑制转子动力系统的周期扰动。     

高精度跟踪控制系统中电流环控制技术研究

在跟踪控制系统中,速度回路控制对象的特性对控制系统的跟踪精度有很大的影响。根据电流负反馈的基本原理,在位置、速度双闭环的基础上加入了电流反馈传感器,设计了电流环校正网络。仿真和实验表明,电流环有效地改善了速度回路控制对象的特性,提高了速度回路的低频增益,控制系统位置回路的跟踪精度约有 10 倍的提高。     

光电稳定跟踪平台跟踪控制回路性能测试系统

针对光电稳定跟踪平台跟踪性能测试困难的问题,依据光电产品跟踪系统的特点,设计一套光电平台跟踪控制回路性能测试系统。该系统中将运动物体放置在平行光管或者凹面反射镜的焦面处,通过控制物体的运动规律模拟无穷远处运动目标,实现在实验室内对跟踪角速度、跟踪角加速度等指标的测试。实验表明该系统结构简单,测试准确、方便,测试效率高。     

多指灵巧手双闭环模糊控制

设计一种双位置闭环模糊控制器,用于多指灵巧手的位置控制。利用电机码盘反馈构成内位置环控制,采用一般的PID控制律;通过关节位置反馈形成外位置环控制,采用模糊控制算法。这种两层位置反馈控制可弥补只有码盘反馈的半闭环控制结构的不足,使具有强非线性的钢缆传动系统包含在闭环内,从而提高系统的稳定性和鲁棒性。实验证明跟踪精度明显提高。     

数字随动系统的设计和仿真

为满足跟踪系统高速度、高加速度及高精度的要求，在模拟控制系统的基础上，用数字算法代替模拟系统中的位置回路校正电路、速度回路校正电路、脉冲调宽电路，构成数字随动系统，这样它可以有效地采用多种控制算法，实现系统的性能指标，并且系统调试方便，对外的接口少，可靠性高。     

振动主动控制中的时滞特性研究

分析了时滞现象在以绝对变量反馈和相对变量反馈条件下,对超精密机床振动主动控制的影响。在相对变量反馈条件下,通过合适的增益选择,即可保证系统的稳定性,又能大大降低振动传递率。因而,超精密机床的加工精度得到了有效的改善。     

Transient analysis and control of delaminated composite plates in hygrothermal environment using active fiber composite actuator

Abstract

In the present article, the transient analysis and control of delaminated composite plates under hazardous environmental conditions using active fiber composite (AFC) is discussed. Top and bottom layers of the laminated composite plate are embedded AFC layers. The present investigation utilizes AFC as an actuator and sensor. A finite element model for centrally located delamination is developed and coded in Matlab. The proportional controller is used to control the undesirable response in real time. The transient response of the smart delaminated plate is studied for different temperatures and moisture conditions. The feedback control of the dynamic response is performed with the help of velocity and displacement feedback gain to the AFC actuator. The key observations from the numerical studies are; the dynamic response and the frequency response of composite plate increase due to delamination and also with the increase of the temperature and moisture concentrations. The response reduces when the feedback control loop is activated. So, the overall performance of the delaminated plate structure in hygrothermal environment may be enhanced.     

双容器提升系统在加速过程中的动力学控制研究

设计出双容器提升系统加速过程中的变结构跟踪控制算法，它使该提升系统在预定时间内，实现了从静态加速到预定的运动状态，又使加速过程中的提升系统的振动大幅度减小，计算机仿真表明，这个控制算法是可行的，在实现预期运动的同时，使提升系统的振动明显减弱。     

Control of Velocity-Constrained Stepper Motor-Driven Hilare Robot for Waypoint Navigation

Finding an optimal trajectory from an initial point to a final point through closely packed obstacles, and controlling a Hilare robot through this trajectory, are challenging tasks. To serve this purpose, path planners and trajectory-tracking controllers are usually included in a control loop. This paper highlights the implementation of a trajectory-tracking controller on a stepper motor-driven Hilare robot, with a trajectory that is described as a set of waypoints. The controller was designed to handle discrete waypoints with directional discontinuity and to consider different constraints on the actuator velocity. The control parameters were tuned with the help of multi-objective particle swarm optimization to minimize the average cross-track error and average linear velocity error of the mobile robot when tracking a predefined trajectory. Experiments were conducted to control the mobile robot from a start position to a destination position along a trajectory described by the waypoints. Experimental results for tracking the trajectory generated by a path planner and the trajectory specified by a user are also demonstrated. Experiments conducted on the mobile robot validate the effectiveness of the proposed strategy for tracking different types of trajectories.