汽车防抱制动系统自适应滑模控制算法的研究和半实物仿真

针对车辆防抱制动系统(ABS)非线性控制模型,在分析零阶切换方式滑模变结构控制算法的基础上,提出了参数自适应的滑模变结构控制算法.该算法将滑模变结构控制、自适应控制与防抱制动系统结合,削弱了滑模控制的"抖动"问题对制动过程带来的影响.随后设计并构建了ABS闭环模拟系统,对算法进行了纯理论仿真和基于硬件平台的半实物仿真.仿真结果表明,自适应滑模控制算法较单纯滑模控制算法在减小制动力矩的颤幅和平缓轮速波动方面均有一定优势.     

电驱动车辆反馈线性化自适应滑模滑移率控制

针对驱动和制动工况下电驱动汽车的滑移率控制这一强非线性和不确定性控制问题,提出了一种基于反馈线性化的自适应滑模控制(ASMC)方法。针对车辆驱动、制动工况下的车轮滑移率进行了动力学分析,建立了统一的状态方程。充分利用系统已知模型和参数,采用线性化反馈消除非线性变化的控制量增益系数的影响,通过对反馈项增益参数的自适应调整,适应附着路面不确定参数变化的控制要求,克服系统控制中存在的主要非线性和不确定性部分,对于系统难以建模描述部分,视为扰动,利用滑模控制抑制系统该部分的不确定性因素,同时保证系统响应的快速性,并对算法进行了Lyapunov稳定性分析。最后,以某型电动汽车为对象进行了仿真分析,结果表明采用ASMC控制系统动态响应快、精度高、抗扰能力强,对路面参数变化具有较强的鲁棒性,同时输出控制量抖振小。     

基于神经网络的离散变结构控制系统

系统研究了基于神经网络的离散变结构控制系统设计方法,提出了几种具体设计方案.神经网络的引入可以使滑模(变结构)控制具备学习与自适应能力,使控制信号得以柔化,从而能够减轻或避免困扰常规滑模控制器的抖振现象,改善控制效果.     

二维修正弹单向滑模姿态控制器抗干扰研究

针对二维弹道修正弹固定舵控制回路易受干扰的问题,提出了一种单向辅助面滑模变结构控制方法,通过对传统滑模进行结构上的改进,增强了滑模控制方法的鲁棒性。可以不借助高阶滑模和边界层滑模的去抖振思想,仅依靠不连续趋近率来保证控制器的无抖振输出,从而实现无抖振的滑模控制。基于该方法设计了二维弹道修正弹姿态控制器,并通过仿真验证了其抗干扰控制性能。     

基于新型滑模面的机械臂快速轨迹跟踪滑模变结构控制

从滑模变结构控制的趋近运动和滑模运动两个阶段人手,分别对影响其性能的滑模面和趋近律进行了设计．首先,基于线性滑模面和终端滑模面,设计了一种具有较快收敛速度的新型非线性滑模面,以缩短系统在滑模运动阶段的运动时间．同时,根据幂次趋近律提出了一种改进的趋近律设计方法,保证了其趋近运动的速度,并减弱了传统滑模变结构控制所固有的抖振．最后,将该方法用于机械臂的滑模轨迹跟踪控制策略设计,仿真结果表明,该策略保证了机械臂对期望轨迹的快速跟踪,具有较强的鲁棒性,并且验证了控制策略的有效性．     

模糊离散变结构控制系统研究

系统研究了模糊离散变结构控制的设计方法,提出了几种具体设计方案.对于变结构控制而言,模糊逻辑的引入可以使滑模(变结构)控制具备推理和学习能力,控制信号得以柔化,能够减轻或避免一般滑模控制的抖振现象;对于模糊控制而言,滑模控制思想的引入可以大大简化控制结构,保证控制系统的鲁棒稳定性,对模糊控制系统的设计和性能分析提供了一种工具.     

一种连续可导的近似滑模控制及其仿真研究

针对一般的滑模变结构控制方法的不连续和不可导,结合饱和函数和继电特性连续化函数的特性,提出了一种连续且可导的改进型符号函数近似算法,同时设计了一种近似滑模控制方法,该方法有效地削弱了一般的滑模变结构控制中存在的抖振现象,稳定性分析证明了所设计的控制器能够保证整个系统的鲁棒性。数字仿真结构表明了该方法的有效性。     

拦截器姿控系统的模糊滑模控制方法研究

对拦截器姿态控制系统进行研究,用模糊控制方法对准滑模控制方法加以改进,形成了一种模糊滑模变结构控制方法。仿真研究表明,该模糊滑模控制方法能够较好地实现拦截器的姿态控制,具有较好的快速性和稳定性。     

基于AFSMC的某非平衡身管随动控制研究

针对坦克炮控系统的火炮身管精确定位和平衡问题,提出了一种基于自适应模糊滑模变结构(AFSMC)的控制方法。鉴于炮控身管平衡的系统模型中存在某些不确定性的参数,采用自适应模糊系统逼近该参数。通过仿真表明,该控制策略能有效地提高系统的抗干扰能力,较好地解决了滑模变结构控制固有的抖振问题,并大大提高了电液伺服系统的跟踪性能,使系统具有良好的鲁棒性。     

成果转化

带无气驻车制动的防抱环式制动器 ZL01271647.2 本发明是一种防抱、防偏、防滑、自动补偿刹车间隙的《环形涨式制动器》,具有结构新颖,制动效率高,成本低,维修方便等优点。联系人:吴建中 电话:13675818478     

基于最小最大决策的三站时差定位布阵优化

提出了一种基于最小最大决策的三站时差定位布阵优化方法,以提高系统对目标区域的整体定位精度。应用基于最小最大决策的最优化理论,建立布阵优化问题的数学模型。该模型以三站坐标为决策变量,以目标区域的最大水平定位误差最小为目标函数,然后运用基于最小最大决策的最优化算法,求解模型的最优解,并将此最优解作为三站时差定位系统的最优布阵。仿真结果与理论计算一致,验证了这种布阵优化结果的最优性。     

网络中心环境下的军事通信超网络结构模型

网络中心环境下的军事通信网络是一个多重边异构的人工功能网络。为了分析、设计和构建网络中心环境下的军事通信网络,通过扩展、综合Jeff的作战网络模型和Hans的网络兵力参考模型,提出了一种能够清晰描述网络节点功能和链路传输类型的军事通信超网络结构模型,给出了模型的数学描述,并说明基于它可将军事通信网络分解为多个具有军事特征的功能子网或专业通信网。最后通过分析某联合作战部队通信的超网络结构特征,验证了模型的有效性。     

战术导弹攻防对抗模拟

利用最小能量原理,构造一种简易战术弹道导弹(TBM)弹道用于攻防对抗仿真;依据美国"爱国者"反导导弹PAC-3基本拦截原理,构造了一种逆轨拦截反导弹道模型;利用上述攻防仿真平台,计算分析拦截弹最佳拦截制导方式(中、末制导交班点的确定),分析拦截弹过载变化情况.     

基于UKF的自适应网格交互式多模型算法

针对非线性观测条件下的机动目标跟踪问题,基于机动目标的协同转弯（CT）模型,采用无迹卡尔曼滤波（UKF）方法和自适应网格（AG）的模型集自适应策略,研究了一种变结构交互式多模型算法,即：基于UKF的自适应网格交互式多模型（UKF-AGIMM）算法。对二维机动目标跟踪的仿真结果表明,本算法与相应的固定结构交互式多模型算法相比,可以解决固定结构多模型算法存在的问题,有效提高多模型算法的精度和费效比,缩短计算时间,且适合工程应用     

基于SEA的雷达组网探测能力评估

对空中目标的探测能力是评估雷达组网作战效能的一项重要的基础性指标,为了客观评估雷达组网的探测能力,提出了一种基于SEA的评估方法,建立了评估的性能量度,构建了系统映射和使命映射的数学模型,并进行了仿真计算.仿真结果表明了该方法的可行性和有效性.     

Resistance of grid steel-tube-confined concrete targets against projectile impact: Experimental investigation and analytical engineering model

Steel-tube-confined concrete (STCC) targets are provided with excellent anti-penetration performance over semi-infinite concrete (SIC) targets since the steel tube imposes passive restraint on the in-filled concrete during the penetration process. Grid STCC system with square steel tubes is a potential solution to protective structures. In this paper, experiments of 9-cell grid STCC targets penetrated by 12.7 mm Armor Piercing Projectile (APP) were performed. The influence of side length and thickness of steel tube, steel ratio and impact velocity on anti-penetration performance were taken into account. Additionally, single-cell square STCC targets were also designed and tested for comparison with the 9-cell grid STCC targets. Damage modes and parameters of the tested targets were measured and discussed. Moreover, the stiffness of radial confinement of grid STCC targets is achieved according to the elastic solution of infinite cylindrical shell in Winkler medium. Furthermore, the penetration resistance and depth of penetration (DOP) for grid STCC targets are obtained on the basis of the dynamic finite spherical cavity-expansion (FSCE) models including radial confinement effect. It is shown that the 9-cell grid STCC targets with optimal dimension match of thickness and side length of steel tube can reduce the DOP by about 17 % and 23 % in comparison with the SIC targets and single-cell square STCC targets, respectively, due to both the confinement of square steel tube to concrete in the impacted cell and the additional confinement of the surrounding cells to the impacted cell; the penetration resistance and DOP of the grid and cellular STCC targets with similar steel ratio is close, and thus the grid STCC targets with simpler manufacturing process and excellent in-plane expandability are preferred in engineering practice; moreover, the predicted results of DOP model based on the FSCE models agree well with the tested results with the maximum disparity less than 12 % and the proposed model is more applicable to the grid and cellular STCC targets with high radial confinement.     

Interval uncertain optimization for damping fluctuation of asegmented electromagnetic buffer under intensive impact load

Aiming at the problems of demagnetization effect of electromagnetic buffer (EMB) caused by high ve-locity under intensive impact load and the difficulty and error of machining composite thin-walled long tube, a segmented EMB is proposed. The inner tube and air-gap are divided into initial segments and the traversing segments. Through theoretical analysis, impact test and simulation, it can be found that the RRF curve has two peaks. Firstly, in order to reduce the resultant resistance force (RRF) peaks, the sensitivity analysis based on optimal Latin hypercube design (OLHD) and polynomial regression was performed. The results show that the smallest contribution ratio to the dynamic response is the seventh and ninth segments of the inner tube, which are less than 1％. Then, fully considering the uncertain factors, important parameters are selected for uncertain optimization after sensitivity analysis. The in-terval order and interval probability degree methods are used to establish interval uncertain optimiza-tion model of the RRF considering robustness. The model was solved using an interval nested optimization method based on radial basis function (RBF) neural network. Finally, the Pareto front is obtained and numerical simulation is performed to verify the optimal value. It indicates that the two kinds of RRF peak is obviously reduced, and the optimization object and strategy are effective.     

基于最优未知输入观测器的BIT降虚警技术

针对基于模型的机电控制系统BIT中的虚警问题,分析了系统中的信息不确定性和产生虚警的机理,基于最优未知输入观测器方法设计了BIT故障检测诊断系统,该系统对信息不确定性具有较强的鲁棒性,能够充分地抑制虚警。在某机电跟踪与稳定伺服平台BIT系统上进行了试验研究,结果表明机理分析正确,所提方法有效。