基于IAGA的翼伞系统分段归航轨迹的优化

归航轨迹的设计和优化对实现翼伞系统的精确空投至关重要.为了实现翼伞系统的准确、安全着陆,根据翼伞系统自身的可操纵性和基本运动特性,采用经典分段归航策略.利用各段轨迹的几何关系将轨迹优化问题转化为参数优化问题,并对基本遗传算法进行了改进,运用新的改进自适应遗传算法(IAGA)进行了有效的求解.仿真试验表明:此方法是可行的...     

翼伞空投系统航迹跟踪方法研究

为了解决翼伞空投系统在实际工程中航迹跟踪操纵频繁问题,提出一种基于模糊逻辑的航迹跟踪控制算法。首先,建立翼伞系统的运动模型,根据操纵特性设计飞行控制方案,控制信号操纵翼伞左右伞绳的下拉、保持和回复操作,实现系统对指定航迹的跟踪。其次,仿真了相关因素对控制性能的影响。仿真结果表明：该模糊控制方法简单有效,易于实现,解决了翼伞航迹跟踪时操纵频繁问题,完全满足航迹跟踪的要求。     

翼伞转弯机理及其影响因素仿真分析

翼伞系统要实现精确空投的目的,其良好的转弯性能极其重要。本文以典型翼伞系统为对象,深入分析了翼伞的转弯机制,并建立了翼伞系统六自由度非线性模型。通过仿真实验,重点研究了翼伞的航向安定性和阻力方向舵对翼伞系统转弯性能的影响,所得结论可为翼伞系统的设计提供一定的理论参考。     

机载精确投放翼伞GNC系统设计

介绍了机载精确投放翼伞系统的组成和工作过程。针对传统翼伞系统的不足，提出了利用GPS的精确投放翼伞GNC系统设计方案。对RGPS在精确投放翼伞系统导航中的应用进行了分析。研究工作对我国精确投放翼伞系统的设计有参考价值。     

变负载四旋翼无人机的轨迹跟踪控制器设计

四旋翼无人机固有的欠驱动和强耦合特性使得其轨迹跟踪控制器设计成为难点。针对模型不确定和外界干扰的情况,基于内外环控制结构的思想设计变负载四旋翼无人机的轨迹跟踪控制器。设计了一种自适应滑模控制器,在外环中完成轨迹跟踪并生成期望的升力和姿态角;采用自抗扰控制技术设计内环控制器用于跟随期望的姿态角。在外界干扰下的轨迹跟踪仿真结果表明所设计的控制器具有良好的有效性和鲁棒性。     

车式移动机器人轨迹跟踪控制方法

针对车式移动机器人轨迹跟踪这一典型控制任务,本文提出一种滑模轨迹跟踪控制方法.该方法采用PI型滑模面设计等效控制律,利用变速函数代替符号函数获得切换控制率,并运用Lyapunov理论证明系统的稳定性.仿真结果表明该方法不但能使机器人有效跟踪任意参考轨迹,而且能减小在控制中的抖振现象,即使在外界干扰影响的情况下,也具有良好的控制品质.     

基于CMOS的量子通信精跟踪系统设计及检验

分析了量子通信中精跟踪系统的构成要素,由于量子通信中信标光的脉冲特性,提出以高帧频CMOS作为精跟踪探测器,其经一体化设计帧频达到2.5 kHz,并以压电陶瓷快速反射镜作为精跟踪执行机构。采用离散化设计及根轨迹方法分析了控制参数取值及系统传递函数。对实验系统进行了实验室及外场32 km车载平台测试,在实验室静态条件下系统跟踪精度优于±1μrad,外场动态情况下跟踪精度优于±8μrad,采用频谱分析方法验证了精跟踪系统干扰抑制带宽大于100 Hz。     

四旋翼飞行器双环条件积分滑模控制

针对存在阵风干扰及未建模特性下的四旋翼飞行器轨迹跟踪控制,基于非线性滑模控制技术,结合条件积分思想及Lyapunov稳定性理论设计了一种位姿双环条件积分滑模控制器.在获得四旋翼非线性动力学模型后对其进行线性化,简化被控对象数学模型,提高控制器设计效率.利用条件积分滑模控制律设计了位置环和姿态环的轨迹跟踪控制器,实现了控...     

红外诱饵对红外导弹轨迹干扰仿真研究

建立了红外干扰弹运动和辐射模型,目标机和红外导弹的运动模型,研究了目标机和红外导弹的等效辐射能量中心.当红外导弹跟踪等效辐射能量中心时,仿真了红外导弹正常跟踪目标机的轨迹和红外干扰弹对红外导弹的干扰轨迹.     

基于深度分层特征的激光视觉焊缝检测与跟踪系统研究

针对自适应性低的焊缝跟踪系统在实际焊接环境中易受噪声干扰的问题,结合深度卷积神经网络强大的特征表达能力和自学习功能,研究了基于深度分层特征的焊缝检测和跟踪系统,该系统可精确地从噪声污染的时序图像中确定焊缝位置。为彻底解决焊枪依循计算轨迹运动所出现的抖振问题,设计了模糊免疫自适应的智能跟踪控制算法。实验结果显示,在强烈弧光和飞溅的干扰下,传感器测量频率达20Hz,焊缝跟踪精度约为0.2060mm,且焊接过程中焊枪末端运行平稳。该系统能实现焊缝平滑的实时跟踪,抗干扰能力强,焊缝轨迹跟踪准确,能满足焊接应用要求。     

红外相机扫描镜轨迹跟踪的迭代学习控制方法

为提高星载广域红外相机的观测效率与凝视成像质量,扫描镜需要在几十毫秒的时间内完成角度切换,实现角秒级的轨迹跟踪控制。在闭环带宽有限的情况下,性能指标难以通过基于经典控制理论的算法实现。针对枢轴支撑的扫描镜机构,提出了一种基于迭代学习的高阶系统轨迹跟踪控制方法,推导了迭代学习律,并通过预测型算法对学习律进行了优化,避免了误差高阶导数的计算。然后通过频域分析说明了算法收敛性,选取了关键参数。通过仿真与原理样机实测验证了其应用效果。测试结果表明,算法在闭环带宽低于2 Hz的情况下,无需辨识被控对象的高阶特性,即可实现扫描镜对角加加速度超过106 （°）/s3轨迹的高精度跟踪控制,跟踪误差优于±1.5",满足相机应用要求。     

捷联末制导系统的控制与滤波模型研究

以半捷联寻的制导武器为对象,研究了捷联末制导系统中的捷联控制算法和制导信息滤波模型。首先分析了捷联末制导系统的工作原理,给出了捷联天线稳定平台的跟踪控制算法,然后针对捷联控制算法对目标视线角信息的需求,考虑仅有角度测量的被动制导情况,提出了一种基于M arkov随机模型的机动目标跟踪模型,通过推广Kalm an滤波技术可以获得目标视线角的估计。因为捷联末制导系统无法直接测量目标视线角速度,为了满足弹上比例导引的需要,提出了一个末制导系统角跟踪通道的数学模型,该模型可以采用常规的Kalm an滤波算法获得目标视线角速度的估计值。最后,通过一系列数学仿真验证了上述方法的有效性。     

Flachheitsbasierte Folgeregelung des Labormodells ball on the wheel

By virtue of the structural property of differential flatness, which allows for a finite, complete and free differential parametrization of a flat system by means of the so-called flat output, the trajectory tracking problem can be solved in a systematic way by invoking modern control theory. This paper is concerned with the flatness based trajectory tracking control of the unstable, underactuated, nonlinear mechanical system Ball on the Wheel. This system exhibiting a flat output with a clear physical interpretation was designed as an experimental setup for illustrating the potential of nonlinear control theory accompanying research and education.     

Robust Smooth-Trajectory Control of Nonlinear Servo Systems Based on Neural Networks

The electromagnetic torque introduces ripples into the electromechanical motion system due to nonlinearities, such as uncertain changes of magnet field, load, and friction, which generate speed oscillations and deteriorate the tracking performance of servo system. Furthermore, the minimum time response and smooth trajectory tracking are cruces in servo control. In this paper, an available method is proposed to solve them by using neural networks (NNs) and a nonlinear smooth trajectory filter (STF) for the robust smoothing feedforward control of a class of general nonlinear systems. First, the online weight-tuning scheme based on Lyapunov function can guarantee the boundedness of tracking error by good performance of NNs modeling nonlinear functions. Second, a feedforward controller based on the output of nonlinear STF is designed to guarantee minimum time response and smooth trajectory tracking. Finally, as a example, the motion system can be equivalent to the two-order system under the linear closed-loop current control in view of the (d,q) mathematic model for PM synchronous motor, so that this robust smoothing control method using neutral networks can be applied into position servo control. Moreover, the validity and effectiveness of this control method are verified through simulations and experiments     

基于包容式结构的智能循迹小车设计

设计出一个基于包容式结构的智能循迹小车,该小车采用单片机AT89S51作为控制器。该系统主要有避障行为模块、轨线跟踪行为模块、远程控制行为以及紧急停车模块。采用红外传感器设计检测轨线模块,超声波传感器设计避障模块。对于避障行为模块,提出采用模糊控制算法进行避障。经大量实验验证该小车不仅能稳定跟踪轨线,而且能绕障碍物行走。     

Saturation based nonlinear depth and yaw control of underwater vehicles with stability analysis and real-time experiments

This paper deals with two nonlinear controllers based on saturation functions with varying parameters, for set-point regulation and trajectory tracking on an Underwater Vehicle. The proposed controllers combine the advantages of robust control and easy tuning in real applications. The stability of the closed-loop system with the proposed nonlinear controllers is proven by Lyapunov arguments. Experimental results for the trajectory tracking control in 2 degrees of freedom, these are the depth and yaw motion of an underwater vehicle, show the performance of the proposed control strategy.     

四旋翼无人机的轨迹规划跟踪控制研究

针对四旋翼无人机的实际应用需求，开展轨迹跟踪控制研究。提出了一种基于快速扩展随机树（RRT）算法的Dubins航迹规划方法，同时搭建了四旋翼模型，并设计了轨迹跟踪控制方案对所提出的规划路径进行了轨迹跟踪仿真。该RRT-Dubins算法采用RRT算法对有障碍区域的无人机路径进行有效规划，然后利用Dubins路径对规划出的轨迹进行平滑处理，以形成一条无人机可飞行路径。仿真实验表明，采用所提出的轨迹规划方法及路径可以较好地规避障碍区域，且轨迹平滑更适合无人机飞行，同时验证了所提轨迹跟踪控制方案的有效性。     

Mechatronic design and implementation of a two axes sun tracking photovoltaic system driven by a robotic sensor

In the study presented in this paper , the problem of the design and implementation of a two-axis sun tracking system was addressed by applying a set of two robotic systems, one for the automatic orientation of the photovoltaic modules and the second for providing the reference trajectory (robotic sensor). The design methodology was based on mechatronic concepts, in particular the VDI 2206 standard, according to which the system is divided into interconnected modules to be designed, validated, and integrated. This approach provides an efficient energy collection system in terms of the mechanism, instrumentation system, energy supply, and automatic trajectory tracking control. Experimental results illustrate the behavior of the proposed system, which achieves a better performance than fixed systems, as well as one-axis tracking mechanisms.