基于自适应滤波的压电智能挠性悬臂板振动控制研究

针对航天器上悬臂外伸的薄板挠性结构附件，如太阳帆板与天线等，在存在建模参数不确定及外部扰动条件下所引起的振动问题，采用压电智陶瓷片作为敏感器执行器根据优化配置准则粘贴布置在挠性悬臂板上，组成压电智能挠性悬臂板控制及测量系统，进行了主动振动控制研究。基于分布式压电敏感器和驱动器的悬臂板包括弯曲和扭转柱动模态的压电控制方程，在控制算法上采用基于自适应滤波的前馈控制策略，即滤波-xLMS算法，并进行了抑制扰动及振动控制计算机数字仿真研究，结果表明，采用的控制律对于振动快速控制是可行的。     

超磁致伸缩致动器中的时滞建模与Smith控制策略

分析了超磁致伸缩致动器中的时滞环节及其机理,将可控恒流源和由驱动线圈组成的电感电路结合,运用试验方法对其进行整体建模,引入Smith控制策略来解决超磁致伸缩致动器中的时滞问题;研究了扰动情况下以及系统模型参数发生变化的情况下,时滞环节对超磁致伸缩致动器动态性能的影响;通过对比试验,给出了一种能同时满足系统动态性和鲁棒性要求的解决方案.     

压电挠性板的H∞鲁棒控制

针对航天器上太阳帆板这种悬臂外伸薄板结构的挠性附件，在存在建模参数不确定及外部扰动条件下所引起的振动，本文采用压电致动片作为执行器，将H∞控制应用于挠性悬臂板的主动振动控制，仿真研究结果表明该控制方法对挠性板系统具有较好的鲁棒性。     

辨识智能作动器中迟滞非线性的两种方法

智能化是当今世界的发展趋势。智能材料结构作为研究热点之一,应用于航空、航天、生物及医药等诸多领域。智能作动器与智能传感器是智能材料结构的两个主要研究方向。迟滞现象是存在于大量智能材料中的非线性现象,对整个控制系统可能带来不良影响,如稳定性的恶化甚至丧失等。Preisach模型常用于智能材料中针对迟滞现象的建模。基于一阶滞回曲线获得智能作动器的输入输出数据,从理论上研究了经典Preisach模型两种工程上易实现的辨识方法,并应用到一种真实的智能作动器——WIDS-IA压电型作动器,仿真与实验结果表明,两种辨识方法均有效,且误差在同一数量级。为广泛存在迟滞非线性的智能作动器建模提供了理论依据,并具有工程实用价值。     

垂尾模型压电控制系统的综合仿真设计

提出了压电主动振动控制系统综合仿真设计方法的概念,研究了压电结构建模、压电元件位置优化、压电控制系统状态空间建模、控制系统离线仿真、控制系统半实物在线仿真等压电主动振动控制系统综合仿真设计主要环节。将该方法应用于采用压电作动器的飞机垂尾模型振动主动控制系统设计中,详细阐述了这种综合仿真设计方法的具体实现过程。通过实例表明了该综合仿真设计方法能够快速有效地实现压电主动振动控制系统设计和控制效果验证。     

基于星敏感器的星座自主导航融合技术研究

为解决单纯基于星间观测的星座自主导航系统的基准秩亏问题,利用星敏感器间接敏感地平的导航方法提出了一种基于星敏感器的星座自主导航信息融合技术。该技术可以有效地将星光折射和星间观测两种方法结合起来,利用星光折射提供星座中成员卫星的绝对位置信息,给出星座的空间基准,再利用星间相对观测,约束星座的几何结构,提高星座的整体的导航精度。     

变应力下超磁致智能结构的高精定位控制

超磁致作动器（GMA）以其高推力、大位移等优点作为超磁致智能结构（GMSS）的核心部件广泛应用于高精定位,振动主动控制等应用中。迟滞非线性特性是超磁致作动器的主要缺点,它不仅降低了控制精度,引起系统震荡,甚至导致系统不稳定,严重限制了超磁致作动器的应用。特别的,由于作用应力发生变化,而导致的超磁致作动器应力相关迟滞非线性特性在实际应用中必须加以考虑。根据实际情况,提出基于应力相关Prandtl-Ishlinskii（SDPI）模型的在线自适应迟滞逆补偿结合单神经元PID的控制方法,应用于具有应力相关迟滞非线性特性的超磁致智能结构的高精定位控制。仿真结果表明方法极大的提高了GMSS系统的动态响应品质。     

一种利用星敏感器对陀螺进行在轨标定的算法

为确保姿态测量器件长期在轨工作精度、提高姿态确定精度,针对典型的陀螺和星敏感器联合定姿方案,推导了一种星敏感器/陀螺在轨标定算法。考虑到卫星姿态测量过程中的几种主要误差源,建立星敏感器和陀螺标定模型,首先用递推算法对星敏感器单独在轨标定,然后采用Kalman滤波对星敏感器和陀螺同时进行在轨标定,对误差进行实时补偿,有效地提高了星敏感器和陀螺的测量精度,与同类算法相比,为卫星姿态确定提供了更加丰富的信息。最后对该算法进行了数学仿真,仿真结果验证了算法的有效性。     

卫星星敏感器视场建模与仿真研究

卫星在运行过程中,星敏感器视场若受到太阳光、月球反射光等杂散光影响,将会大大降低星敏感器指向精度。通过调用卫星工具包STK(SatelliteToolKit)高精度轨道预报模块与高级分析模块,利用STK\Matlab无缝接口与Matlab进行数据交互,建立了星敏感器视场分析模型,并完成了杂散光进入星敏感器视场可视化仿真。研究方法和仿真结果对于星敏感器的工程设计、提高星敏感器精度及准确性具有一定的借鉴意义。     

基于部件模拟等效器的卫星姿态控制仿真系统

为了加快小卫星姿控系统的研究进度,提高姿控系统的可靠性,提出了一种利用数据接口转换和数据编码来模拟姿态敏感器实物功能和接口特性的方法,设计了一个基于部件模拟等效器的小卫星姿态控制仿算系统,并详细介绍了该仿真系统的总体构成和方案设计.最后,通过接入姿态敏感器的实物来验证该模拟方法的正确性,并在该系统上实现了小卫星姿态控制算法的仿真验证.仿真结果表明了该系统设计的合理性和有效性.     

卫星太阳能帆板振动的分散应变控制仿真研究

在对某型卫星太阳能帆板动力学特性研究的基础上,采用应变片作传感元件、压电陶瓷作控制元件,将大系统分散控制理论与结构振动理论相结合,进行了太阳能帆板振动的分散应变控制仿真研究。研究结果表明该方法是有效的、可行的,并且易于实现。该项研究为解决航天器柔性外伸结构的振动控制问题提供了一个有效的技术途径,对工程实际具有一定的指导意义和应用价值。     

基于LQG的弹性倒立摆动态稳定性控制

机械系统的轻量化,将使其材料弹性刚度减弱,从而导致系统振动加剧。为了实现对具有弹性的不稳定机械系统的控制,对弹性倒立摆的动态稳定性控制进行了研究。通过动力学分析,建立了车型弹性倒立摆系统的动力学控制模型,并对系统进行了线性化和可控、可观性分析。利用线性二次高斯(linear quadratic Gaussian,LQG)控制方法对其进行动态稳定性控制。相应的仿真研究和实时控制结果证明,该系统具有良好的控制效果和鲁棒稳定性。     

Recent progress on controllability/observability for systems governed by partial differential equations

<正> The main purpose of this paper is to overview some recent methods and results on controllability/observability problems for systems governed by partial differential equations.First,the authorsreview the theory for linear partial differential equations,including the iteration method for the nullcontrollability of the time-invariant heat equation and the Rellich-type multiplier method for the exactcontrollability of the time-invariant wave equation,and especially a unified controllability/observabilitytheory for parabolic and hyperbolic equations based on a global Carleman estimate.Then,the authorspresent sharp global controllability results for both semi-linear parabolic and hyperbolic equations,based on linearization approach,sharp observability estimates for the corresponding linearized systemsand the fixed point argument.Finally,the authors survey the local null controllability resultfor a class of quasilinear parabolic equations based on the global Carleman estimate,and the localexact controllability result for general hyperbolic equations based on a new unbounded perturbationtechnique.     

一类线性切换系统的能控性和能观测性的充要条件

循环不变子空间是常用于控制科学和信号处理理论的重要数学工具之一。用循环不变子空间的性质研究了切换系统的能控性和能观测性。先给出了切换系统能控性、能达性和能观测性的概念,并讨论了循环不变子空间的性质。然后用循环不变子空间的性质研究了周期线性切换系统的能控制性、能达性及能观测性,得到线性周期切换系统完全能控和完全能观测的充分必要条件。最后给出一般线性切换系统完全能控和完全能观测的充分条件和必要条件。     

项目团队的和谐能控性与和谐能观性分析

从和谐管理理论框架出发,基于项目团队系统的和谐状态模型,提出描述项目团队系统结构性质的两个概念-币口谐能控性与和谐能观性,并对其定义及适用的判别准则进行了详细的描述.分析项目团队的和谐能控性和和谐能观性,对于计算管理活动对项目团队、项目绩效的影响,优化项目团队构成具有重要的帮助,具有广泛的应用空间.     

Controllability and observability of networked control systems with time-varying delays

The controllability and observability of networked control systems are studied. Aiming at the networked control system with time-varying delay, the sufficient and necessary conditions for complete controllability and complete observability of the system are presented, respectively. Because of Markov characteristic of the network-induced delay, in terms of stochastic theory, a sufficient and necessary condition for completely mean value controllability of networked control systems is obtained. Further, the conditions that the controllability and observability of networked control systems are equivalent to the initial time-invariant system are given. Controllability and observability realization indexes are also discussed, respectively. The numerical example demonstrates the effectiveness of the proposed theory.     

Impulse observability and impulse controllability of regular degenerate evolution systems

Impulse observability and impulse controllability of regular degenerate evolution systems are discussed by using functional analysis and operator theory in Banach space. Necessary and sufficient conditions for the impulse observability and impulse controllability of the system are obtained. This research is theoretically important for studying the design of the degenerate evolution system.