四旋翼无人飞行器的轨迹跟踪与滑模事件驱动控制

四旋翼飞行器作为一个典型的欠驱动的系统,具有强耦合、非线性等特性.针对飞行器外部干扰、和通信资源受限条件下的轨迹跟踪控制问题,进行滑模事件驱动控制方法的研究.首先,分析动力学特性,通过时间尺度分解方法将系统解耦成位置子系统和姿态子系统.其次,将位置子系统转化为严格反馈形式,设计反步滑模控制器,实现位置轨迹稳定跟踪;针对姿态子系统存在时变有界扰动及通信受限,设计滑模事件驱动控制律,在抑制干扰的同时实现对虚拟姿态跟踪指令的跟踪.根据Lyapunov分析方法证明了所设计控制器的稳定性,并通过理论分析证明闭环控制系统不会出现Zeno现象.最后,仿真结果验证了滑模事件驱动控制律在存在外部扰动和通信受限时四旋翼无人飞行器轨迹跟踪的鲁棒性.     

基于支持向量机的鲁棒故障诊断方法研究

针对生产过程中因扰动、噪声等因素引起误报率高的问题,文中提出基于支持向量机（SVM）的鲁棒故障检测方法.采用SVM对建模不确定性部分进行辨识,且将结果作为补偿项加到观测器中,使残差在理想情况下只表现为故障的形式,消除了干扰、噪声等对残差的影响.而在故障辨识中,文中对基于积极集法的回归型增量支持向量机（RISVM）进行研究,不断考虑新数据对辨识模型的影响,实现故障的在线辨识.最后通过仿真算例验证所提方法的有效性.     

基于NNFPN 模型的电梯故障诊断方法的研究

提出一种基于神经网络的模糊Petri网模型(NNFPN)，并将该模型应用于电梯故障诊断系统．阐述了该模型的定义、模糊产生式规则的NNFPN表示、NNFPN的触发规则以及NNFPN的训练学习算法．分析了如何建立基于NNFPN的电梯故障诊断模型，提出针对不同工作状态利用不同的NNFPN电梯故障模型进行诊断，可使诊断结果更加准确．     

基于FPGA的数字磁罗盘开发

针对电子罗盘的定位导航应用,开发了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)作为微控制器的数字磁罗盘,具有成本低、速度快、功耗小的优点。FPGA负责完成对数字磁阻传感器和数字加速度计的数据采集、方位角计算、LED显示以及串口输出等处理。对罗盘的误差来源进行了分析,重点对其中的硬干扰误差进行了补偿修正。为了验证设计效果,对数字磁罗盘实物进行了测试,测试结果表明:磁罗盘在进行误差补偿后,精度范围能够达到1°～2°左右,且长期运行时稳定,可适用于普通导航领域。     

多无人机仿真平台的设计与实现

为用于多无人机控制算法的仿真,设计了一种模块化的多无人机仿真平台。以旋翼无人机为模型对象,利用Creator和Vega仿真软件进行无人机视景仿真,在MFC下结合虚拟现实技术、数据库和多线程技术,使仿真数据直观多样的呈现给操作者,并以动态链接库建立模块,使各仿真模块可以随着研究成果进行扩展升级。经多次运行,仿真平台稳定性良好,占用资源小,为多无人机协调控制的研究提供了直观便利的分析工具。     

基于Backstepping的临近空间飞行器非线性控制

为解决临近空间飞行器的稳定跟踪控制问题,考虑模型参数不确定和外界未知干扰对跟踪控制性能的影响,基于backstepping方法与非线性控制理论设计稳定跟踪控制算法.将通用临近空间飞行器数学模型转化为严反馈形式,采用backstepping方法递归求取控制信号,并利用非线性方法对控制器进行设计,从而保证了系统的稳定性和鲁棒性.仿真结果表明,给出的控制方法能有效抑制模型参数不确定和外界干扰的影响,对于实现临近空间飞行器的稳定跟踪控制具有较好的应用价值.     

飞行器上升段轨迹的优化设计

针对飞行器上升段轨迹优化求解困难的问题,提出一种基于正交配点的优化求解方法。该方法以第二类切比雪夫正交多项式的零点作为系统控制变量和状态变量的离散点,利用拉格朗日插值多项式对状态和控制变量进行拟合。通过对多项式的求导将动力学微分方程约束转化为代数约束,从而把无限维的最优控制问题转化为一个有限维的非线性规划(Nonlinear Programming,NLP)问题。随后,利用序列二次规划(Sequential Quadratic Program-ming,SQP)方法求解转化后的NLP问题,获得最优的飞行轨迹。最后,飞行器上的仿真结果验证了所提方法的有效性。研究成果可为飞行器的制导控制提供可行的飞行轨迹,有一定的工程应用价值。     

电梯远程监控系统采集卡的设计与实践

本文首先介绍了一种电梯远程监控系统及其通讯协议,在此基础上重点介绍远程监控系统采集硬件及软件的设计与实现方法。针对电梯远程监控的具体特点,采集卡硬件中设计了Watchdog电路,软件中采用数字滤波、防“串扰”等技术,保证监控系统的稳定运行,实现了一台PC机对26部电梯的远程集中监控。     

角速度约束卫星编队控制与虚拟演示验证

针对角速度约束下卫星编队姿态同步控制问题,提出一种附加系统动态-姿态同步控制器综合设计策略. 首先,考虑角速度约束影响,建立约束下卫星编队模型;其次,建立姿态跟踪误差方程,将角速度约束转化为角速度跟踪误差约束,并设计新型有限时间附加系统动态,保证姿态变化满足约束要求;然后,基于附加系统状态,设计姿态同步控制器,实现卫星编队有限时间姿态同步;最后,搭建分布式实时仿真验证平台,主控单元由仿真单元提取实时数据绘制仿真曲线,同时将数据发送至视景单元进行场景驱动,通过实时仿真曲线与离线仿真结果的对比分析以及编队控制过程的三维可视化演示,实现了实时环境下控制算法的可靠性验证.     

电梯群控系统多目标模糊控制算法的设计

本文提出了一种多目标的模糊控制算法,介绍了算法的设计思想、结结以及实现,并给出了算法的验证。验证的结果表明,该算法能实现迅速有效的派梯。