快轴伺服系统的设计与性能测试

研制了用于加工非回转对称光学元件的快轴伺服系统(FAS)的整体结构及其控制系统,系统具备较大行程和高工作频率,最大的行程可达到30mm。系统采用了音圈电机驱动的气体静压轴承技术、线性电流放大器、高分辨率编码器以及高速控制系统。对不同截面形状气浮导轨的静、动态特性进行了有限元分析。系统采用PID反馈和速度/加速度前馈控制方法来改善系统的动态性能。FAS系统0.1mm阶跃响应的上升时间为2ms,最大超调量为0.4%,稳态时间为4ms,对铝件进行超精密切削实验,表面粗糙度可达Ra24nm,实验结果表明系统具有较好的动态和切削特性。     

磁致伸缩作动器的位置跟踪补偿控制

为提高磁致伸缩作动器控制精度,以 Jiles-Atherton 磁滞和动力学模型为基础,通过优化偏执磁场和预紧力来提高作动器线性度,并基于前馈控制、PID 反馈控制及柔性神经网络理论,提出了前馈补偿 PID 及柔性神经网络前馈补偿 PID 控制策略。同时,以偏置正弦和阶跃为指令信号,研究作动器的位置跟踪和补偿控制。仿真表明：相比常规 PID 控制和前馈补偿 PID 控制,柔性神经网络前馈补偿 PID 控制具有更好的位置跟踪效果和抗干扰能力,具有无振荡、无超调、响应速度快的特点。     

某型舰载武器发射装置伺服系统控制算法研究

在已知某型舰载武器发射装置伺服系统数学模型的基础上,提出了正弦+PID控制算法,实现了快速伺服调转。同时为了抑制舰船纵横摇扰动,采用带前馈的复合控制算法实现了正弦角度跟踪。试验结果表明,上述方法结构简单、控制精度高,具有一定的工程实用价值。     

助推滑翔飞行器复合控制系统线性化小偏差运动方程推导与控制系统设计

助推滑翔技术是制导武器实现增加射程、提高机动突防能力的关键技术之一,对飞行器姿态控制有较高的要求,需要设计复合控制方式的姿态控制系统.针对采用空气舵与燃气舵联动控制的飞行器,建立了动力学模型,详细推导了完整的三通道线性化小偏差运动方程,结合典型弹道数据给出了动力系数图像,分析了助推滑翔弹道各飞行段中飞行器的稳定性,在此基础上选取再入段低空飞行特征点进行了姿控系统设计,仿真结果验证了线性化小偏差运动方程的正确性和控制系统的有效性,为进行此类飞行器的稳定性分析与姿态控制系统设计提供了有益的参考.     

基于混合优化的前馈—反馈复合控制器最优设计

为了解决传统PID控制器在电动舵机系统设计中难以满足控制要求的问题,首先设计了一种规范化前馈-反馈控制系统,然后利用混沌优化算法和共轭梯度方法相结合的混合优化算法对前馈-反馈控制器参数进行了优化.仿真结果表明:基于混合优化算法的前馈-反馈控制器具有很好的动态和静态性能,增强了系统的稳定性和鲁棒性,降低了学习参数选择的盲目性和对经验的高度依赖性.     

大气层内复合控制拦截弹切换时间的探讨

大气层内拦截弹采用空气动力与燃气动力的复合控制方式是当今世界防空导弹的发展方向之一。复合控制技术的分析研究是当前急需解决的重要问题。在考虑目标机动加速度大小、目标机动时刻以及目标角闪烁的条件下 ,确定了拦截弹的控制方式由空气动力切换到复合控制时的切换时间。     

直接力与气动力复合控制系统设计与仿真

以大气层内反导导弹为研究目的,分析了直接力与气动力复合控制的必要性,给出了复合控制系统的控制模型,实现了对气动力和姿控直接力两个子系统的设计,并通过大量数字仿真实现对复合控制系统设计的合理性进行了验证.结果表明,复合控制系统较纯气动力控制系统的指令响应速度有较大提高.     

直接力/气动力复合控制拦截弹末制导精度研究

建立复合控制导弹的末制导回路;研究了天线罩折射率、目标机动、目标角闪烁对气动力控制和复合控制时的末制导精度影响.研究表明复合控制对天线罩折射误差率的要求更为严格;复合控制对拦截大机动目标更为有效,但只考虑目标角闪烁时,空气动力控制的效果更好;综合目标机动和角闪烁的影响,复合控制可提高制导精度.     

一种近空间飞行器整数规划复合控制分配方法北大核心

以近空间飞行器直/气异构复合控制为应用背景,针对常见复合控制分配方法没有考虑执行机构的异构特性差异,导致实际控制效果难以达到期望效果,以及姿态震荡和RCS能量消耗都较大的技术难题,提出了一种基于整数规划策略的复合控制分配方案。该方法将直/气复合控制分配的RCS力矩实现问题转为一个0-1整数规划问题,能有效解决异构执行机构的控制分配问题。仿真结果表明,该方法能有效降低能量消耗和姿态震荡。     

基于前馈控制与反馈控制的位置伺服研究

针对机械臂动态惯量变化大,伺服控制电机定位精准、响应速度快等需求,位置环采用前馈控制和传统PID反馈控制相结合技术,建立控制系统的数学模型和控制策略,搭建了无刷直流电机全闭环控制系统的硬件。该伺服控制系统在参数变化、建模不准确时具有更高的动静态性能和鲁棒性。实验结果验证,使用位置前馈控制策略具有快速的动态响应和高精度定位特性。本伺服控制系统能够克服传动机构的间隙,可应用于关节机器人控制系统和随动设备中,具有广泛的应用前景。