基于倾斜开关曲线的小推力器姿态控制方法分析与准极限环控制方法

研究了利用小推力器进行航天器姿态控制问题。从理论上推导了在给定姿态控制精度、小推力器参数以及倾斜开关曲线参数的前提下,能够形成理想极限环控制效果的充分必要条件。对相关文献中倾斜开关曲线设计方法不能形成理想极限环的情况进行了理论分析,提出了一种新的基于倾斜开关曲线的准极限环控制方法,并推导了其控制精度。研究对于航天器应用小推力器实现高精度姿态控制具有较大的工程应用价值。     

用四元数进行卫星姿态控制的最佳控制轴法

本文研究姿态控制的控制规律问题。“阿婆罗”登月舱所采用的姿态控制规律的一组开关曲线,在大姿态误差角情况下,由于角速度交连的影响,延长了进入误差极限环的时间。为了克服交连影响,本文提出利用四元数法选择最接近于瞬时旋转轴的控制轴来进行控制,导出了控制公式和开关曲线,并对在有干扰力矩作用下,控制规律的稳定性进行了研究。计算证明此种控制方法不仅加快了误差角的衰减时间,而且简化了计算公式(与“阿婆罗”开关曲线相比较)。     

挖孔桩无支护孔壁的极限深度

本文应用极限分析方法的上限定理并结合优化方法分析挖孔灌注桩无支护孔壁的极限深度,求出无支护孔壁的最小极限深度的上限解,并对影响孔壁的极限深度的土力学参数进行了定性和定量的讨论。     

利用径向力平衡飞行控制的航天器高精度轨道捕获方法

为实现对探测器轨道形状与高度的精准调整,提出一种径向力平衡飞行的航天器连续推力控制新方法。建立连续推力平衡飞行的动力学极坐标模型,并推导出特殊条件下的解析轨道解,进一步分析边值条件,给出连续推力的控制律。利用这一平衡飞行控制理论,构建轨道捕获的最优控制策略。考虑推力器的推力水平,通过一次或多次的控制过程,实现对轨道形状、轨道高度及轨道相位的综合调整。数值仿真表明:利用平衡飞行的轨道控制方法,配置微小推力器的空间引力波探测器可以实现高精度的轨道捕获;该方法具有控制过程可解析、计算量小、简便、实用等特点。     

一类三次系统的极限环存在唯一性研究

研究了一类平面三次系统ｘ＝－ｙ＋δｘ＋ａｘ＾３＋ｂｙ＾３ ｙ＝ｘ的极限环的存在唯一性,完整地讨论了参数空间,在全平面得到了无环和极限环存在的参数区域,证明了只含一个奇点的极限环的唯一性。     

高速飞行器间隙非线性机翼颤振的非线性能量阱抑制

针对间隙非线性机翼颤振系统的亚临界问题,引入了非线性能量阱(nonlinear energy sink,NES)技术来提高系统发生极限环振荡的临界速度。建立了具有NES控制的间隙非线性机翼颤振系统动力学模型,并分析了质量比、频率比、阻尼比、相对位置等NES参数对颤振系统极限环振荡的抑制效果,以及NES参数对颤振系统极限环振荡临界速度的影响规律。结果表明,阻尼比越大,可以在越小的自振频率比情况下使系统进入稳定区,但需要更苛刻的NES位置要求,即越靠近机翼前缘;而阻尼比越小,则使颤振系统极限环振荡响应进入稳定区所需的NES质量越小。在NES位置靠近机翼前缘时,增大自振频率比会使极限环振荡抑制效果有明显的提升,而增大质量比可以显著提高极限环振荡的抑制效果和临界速度。此外,NES的阻尼比越小,其颤振系统的极限环振荡抑制效果越好。     

一类无穷次多项式系统极限环研究

利用平面自治系统的极限环理论和分支理论研究了一类无穷次多项式系统,并讨论了该系统极限环的存在性和唯一性。应用所得结论,推广并改进了前人的结果。     

应用PWPF调节器的空间飞行器姿态控制方法研究

针对使用常值推力发动机作为执行机构的空间飞行器姿态控制问题,提出了一种姿态控制器的模块化设计方法。该方法将姿态控制器按照控制功能的不同划分为2个主要的子控制器:面向弹体的连续状态子控制器和面向发动机开关逻辑规划的PWPF调制器。应用PWPF调制技术将连续控制器的指令离散化为姿控发动机的开关控制指令,整个控制方法有8个控制参数需要设计。运用相平面方法对系统的相轨迹进行了分析,根据相轨迹的特点提出了控制参数的整定方法。该模块化控制器设计方法的优点在于简化了复杂非连续控制系统的设计过程,实现了连续控制设计与开关控制设计的有机结合。仿真结果表明,该控制方法可靠有效,具有一定的工程应用价值。     

载人登月软着陆制动段最优制导方法(英文)

提出一种解决软着陆制动段燃料最优制导以及闭环控制的方案.首先使用庞氏极大值原理将制动段燃料最优问题转化为一个初值问题,并使用遗传算法搜索求解;其次为了解决最优制导的闭环控制问题,将最优弹道作为标称弹道,使用RCS系统对轨道面内两个方向误差量进行解耦,分别使用极限环控制.仿真表明,所规划出的燃料最优弹道比阿波罗方案能节约159.7 kg的燃料,而闭环控制系统可以将初始1 000 m的位置误差和5 m/s的速度误差收敛到接近段入口误差要求以内,在闭环控制过程中,燃料消耗不大于87.75 kg,总体燃料消耗节约至少71.95 kg.     

临近空间驻留飞艇模糊变结构姿态控制方法

针对临近空间驻留飞艇姿态运动的非线性、耦合和不确定等特点,提出了一种模糊变结构解耦控制方法。首先,推导了定点模式下飞艇的姿态运动方程,通过选取状态向量和控制向量,将其描述为非线性系统。然后,采用反馈线性化方法将非线性姿态控制系统输入输出解耦为三个通道的线性子系统;利用滑模变结构控制对参数摄动的不变性设计了定点姿态控制系统,并应用Lyapunov理论证明了系统的全局稳定性;为提高控制性能,以变结构控制的滑模面及其变化率为模糊控制器的输入,以趋近律参数为模糊控制器的输出设计了模糊变结构控制器,通过模糊规则在线调整控制律参数。最后,对具有参数不确定的姿态控制系统进行了数值仿真,验证了控制方法的有效性和鲁棒性。     

一种循环队列的判定定理

首尾相接的循环队列是一种动态的数据结构。本文给出了在并发进程环境下,使用循环队列的判定定理,本定理已在银河机软件实现中得到应用。     

一类三次Kolmogorov微分系统极限环的存在唯一性

本文研究描述捕食者与食饵两种群相互作用生态数学模型中一类三次Kolmogorov 微分系统x(a_0+a_1x-a_2x~2+a_3y-a_4y~2)y(x-1)(1+by)(1)其中 a_0>0,a_2>0,a_3<0,a_4>0,b>0,a_1不定号均为常数,通过定性分析,得到了系统(1)极限环存在唯一性及正平衡点全局稳定的充分条件.     

上海合作组织框架下中国新疆与周边国家恐怖主义犯罪及打击对策

在环新疆经济圈新疆主体功能区的建设中，恐怖主义犯罪对该经济圈的建设构成重大威胁。本文就上海合作组织框架下新疆及周边国家的恐怖主义犯罪活动对环新疆经济圈的危害，以及如何有效打击该地区的恐怖主义犯罪进行了分析并提出相应的对策。     

耐压液舱区域耐压船体强度的研究

本文把带纵骨实肋板式耐压液舱和对应的耐压船体看成一弹性整体,求解了耐压液舱区耐压船体的应力响应,并通过塑性极限分析,求得了其极限承载能力。理论分析与有限元计算及实验结果相比较,吻合较好。     

非整数控制时域模型预测控制

以动态矩阵控制(DMC,Dynamic Matrix Contro1)的状态空间描述为基础,通过推导相邻控制时域之间控制增量的递推关系,提出了一种非整数控制时域方法,该方法主要针对整数控制时域在改善系统性能与稳定性时存在的缺点,利用一个调节参数β,可以使控制时域连续地变化,在保证系统稳定性的前提下尽可能提高系统响应,而且涉及的计算量也不大,同时给出了非整数控制时域名义稳定性和鲁棒性的条件,最后通过仿真说明了这种方法的有效性。     

一种新型的转矩控制方法——矢量转矩控制

参考磁场定向控制(FOC)、直接转矩控制(DTC)两种方法的特点,提出了一种矢量转矩控制(VTC)的方法,它解决了传统DTC的输出电压矢量与控制变化量之间没有定量关系的缺陷,建立了输出电压矢量与控制变化之间的函数关系,同时改进了磁链低速模型.实验结果表明,该方法能够有效改善电机的输出特性.     

坦克火控系统的控制主线及炮控系统

本文提出了控制主线的新概念和坦克火控系统是沿着控制主线而发展的论点.并由此发现,控制主线末端上的炮控系统是火控系统中最薄弱的控制环节,本文以现代控制理论为基础,对炮控系统进行了重新设计,使系统性能有显著改善.     

模糊控制在AUV舵机控制系统中的应用

研究了AUV舵机的模糊PID控制问题.针对传统模糊PID控制存在量化误差和调节死区,稳态精度较差的缺陷,提出了基于变论域思想的模糊PID控制新策略,设计了自主水下航行器(AUV)的舵机控制器,给出了模糊PID控制SIMULINK仿真图.仿真结果表明,舵机控制系统的快速性、稳定性、稳态精度等指标都得到了改善,从本质上消除传统模糊PID控制存在的稳态误差和稳态颤振现象,验证了该方法的正确性和可行性.     

控制分配在平流层飞艇姿态控制中的应用*(专题约稿)

针对平流层飞艇一般采用多控制机构的特点,提出了将广义逆控制分配方法应用到飞艇姿态控制系统中,并根据飞艇控制机构特性采用了加权伪逆控制分配算法。飞艇姿态控制仿真结果表明：设计的控制分配方法可以有效实现多控制机构的协调操纵,姿态角控制效果良好,避免了单一操纵舵面过早进入饱和状态的情况;合理调整控制分配权值可减少能量损耗,实时性较好,便于工程实现。     

基于微机控制实现的自适应有源消声

提出一个以微机为核心的自适应有源消声系统,该系统能为研究不同系统结构的有源消声提供一个灵活的实验平台。文中采用ＬＭＳ算法为自适应滤波控制器,能自动补偿背景噪声、环境参数和电声参数变化对消声效果的影响,能在较宽频带内取得显著的消声量。实验结果表明：在双次级源的自由空间布放方式下,该系统对５０～４００Ｈｚ范围内的单频、窄带随机噪声取得的最大消声量在４０ｄＢ以上。