基于RBF神经网络的火箭速度自适应控制

针对一类非线性不确定连续系统,提出了一种基于径向基(RBF)神经网络的模型参考自适应控制方案.控制器的非线性部分由RBF神经网络实现,根据系统输出与参考模型输出之间的误差调整神经网络的权值,以补偿系统中的非线性因素.引入权值学习误差的概念,以此为基础利用李雅普诺夫原理分析推导了网络权值的调整规律,并证明了系统的稳定性.在单级火箭速度控制中应用该方案进行了设计,仿真结果表明,火箭速度3s后即能完全跟踪参考模型的输出; RBF神经网络在2s后即能逼近非线性项,网络权值收敛.     

基于动态逆的轮式移动机器人非时间路径跟踪控制

文中以前轮作为转向轮、后两轮驱动的三轮移动机器人为研究对象,对机器人的路径跟踪问题给出了基于动态逆的非时间路径跟踪控制算法.和传统的基于时间的路径跟踪控制相比,该路径跟踪控制效果良好,更符合实际情况,便于应用.仿真验证了该算法的有效性.     

履带车辆双电机耦合驱动系统同步特性

为提高双电机耦合驱动履带车辆直驶稳定性,从机械及控制两个方面对驱动系统输出同步问题进行研究。对驱动系统中的耦合机构负载均衡原理进行分析,得出耦合机构可以使其两个输出 端的负载差传递到两个输入端后降低60%～80%. 通过深入分析双电机耦合驱动系统同步运行的影响因素,提出基于模糊PID的偏差耦合同步控制策略,对两侧电机控制误差存在差异及驱动系统输出端存在不平衡负载状态下,有、无同步控制的情况进行仿真对比,并进行基于实车平台的双电机耦合驱动系统同步性能试验。仿真及试验结果表明,利用机械、控制相结合的方法很好地解决了双电机耦合驱动履带车辆直驶同步的难题。     

四轮转向汽车操纵稳定性分析

建立了二自由度四轮转向汽车模型的动力学方程,对其进行系统的理论分析得出了四轮转向汽车的质心侧偏角、横摆角速度、侧向加速度与前轮转角的传递函数.基于某四轮转向样车,对以零质心侧偏角为控制目标的前后轮转角比例四轮转向车辆的操纵动力学进行了仿真分析,将仿真结果与前轮转向车辆进行对比,阐明了四轮转向车辆的性能优势.研究结果可为评价四轮转向车辆的设计提供理论依据.     

液力偶合器精确控制下原始特性修正

履带车辆用的出口为常排油口的转向液力偶合器,通过试验获得的原始特性曲线在不同泵轮转速下不是独立的一条无因次曲线.通过对其原因进行理论及软件分析,对试验结果进行软件处理,得到原始特性系列化的方程,即在不同泵轮转速下对应不同的原始特性曲线方程,这样当需要对偶合器进行精确计算或控制时,可以得到扭矩系数对于转速比与泵轮转速的函数.     

独立电驱动车辆复合转向技术研究

针对轮式6×6轮毂电机驱动车辆,提出了一种复合转向方案以及一种基于最小转向半径的差速匹配模型,并对模型进行了数值求解.基于Adams软件,建立了仿真模型,对复合转向策略进行了仿真验证.结果表明:复合转向可有效减小车辆的转向半径,改善车辆的操纵稳定性能.研究成果为独立电驱动平台控制提供参考及依据.     

基于Frenet坐标系和控制延时补偿的智能车辆路径跟踪

对智能车辆路径跟踪问题中存在的控制延时问题进行研究。前轮转角表述为纯滞后和1阶惯性延时的串联结构模型,通过使用Matlab/Simulink建立转向控制延时模型,并对实车采集的转向控制数据进行分析,完成延时模型的参数辨识;基于V-REP和ROS搭建仿真测试平台,根据延时模型的辨识结果模拟转向响应特性,实现与实车转向特性等效的控制延时效果;基于Frenet坐标系和运动学、动力学模型构建不考虑控制延时和考虑控制延时的模型预测控制(MPC)路径跟踪控制器,使得控制器可以直接扩展到多车编队行驶场景;在V-REP仿真环境中设置以5 m/s、10 m/s、20 m/s车 速采集的变曲率参考路径,先针对无延时系统考察不考虑控制延时的MPC路径跟踪控制器,获得了平均跟踪误差低于0.22 m的控制效果,验证了不考虑控制延时的MPC控制器在处理无延时车辆系统路径跟踪问题的跟踪性能,再针对大延时车辆系统对比测试两种MPC控制器。试验结果表明：考虑控制延时的MPC控制器相比不考虑控制延时的MPC控制器取得了较大的效果提升,特别是在最大跟踪误差和航向误差指标上表现优异,平均跟踪误差降低了83.7%,最大跟踪误差降低了74.4%;对于高延时系统,低速工况下考虑延时的运动学MPC表现更好,而高速工况动力学MPC表现出了更加稳定的跟踪性能,20 m/s延时试验中仅考虑控制延时的动力学MPC控制器安全地跑完了全程。     

基于滑模变结构控制的光电稳定平台控制策略研究

光电跟踪系统在载体运动的过程中会受到各种扰动,对系统的跟踪性能产生不利影响。滑模控制拥有较好的鲁棒性,在工程上容易实现,可考虑运用在这类系统中。使用摩擦反馈并将速度环滑模控制与跟踪环PID控制相结合,可得到一种应用于光电跟踪系统的滑模变结构控制策略,它提升了光电稳定平台的稳定精度,同时具有一定的鲁棒性,能使运行中的系统在外界环境变化时对变化的扰动有一定的适应能力。以二维伺服转台为被控对象设计了滑模控制器,进行仿真实验并与现有基于PID方法的控制方案对比。对比结果表明：在给定扰动下,基于滑模变结构控制策略的光电稳定平台将速度环稳定误差从72″/s降低到了12″/s,均方根从37.0″/s降低到了1.46″/s,提出的滑模变结构控制器对提升光电稳定平台的稳定精度有一定作用。     

一种变参数的复合自抗扰舵机控制器设计

基于导弹舵机系统的特点,结合误差分段PID响应速度快和自抗扰复合控制抗扰动好的优点,进行位置环控制,尝试根据误差变化自适应调节误差增益系数和微分增益系数,运用遗传算法优化参数,对负载力矩外部扰动和模型参数摄动进行补偿,通过与PID控制比较,证明变参数复合自抗扰控制舵机达到指标要求,动态响应相移、幅值衰减都优于分段PID,大动态负载扰动输出脉动频率小,在电枢电阻、转动惯量变化时,具有很好的快速性和鲁棒性。     

一种基于虚拟总轴结构的多电机比例同步控制方法

针对现有基于虚轴原理的同步控制算法难以满足某些目标成型系统中比例同步控制要求的问题,设计了一种基于虚拟总轴结构的多电机比例同步控制方法.介绍了多电机比例同步控制结构,并针对系统结构特点,以某跨超声速风洞全挠性喷管型面控制系统为应用背景,设计了电机间比例同步系数分配算法,建立了 4 台电动缸的同步控制仿真模型.仿真实验结果表明:该控制方案收敛速度快,稳定性高,鲁棒性强,能很好地实现多电机的比例同步控制.