Adaptive fault-tolerant control based on boundary estimation for space robot under joint actuator faults and uncertain parameters

Since the joint actuator of the space robot executes the control instructions frequently in the harsh space environment, it is prone to the partial loss of control effectiveness (PLCE) fault. An adaptive fault-tolerant control algorithm is designed for a space robot system with the uncertain parameters and the PLCE actuator faults. The mathematical model of the system is established based on the Lagrange method, and the PLCE actuator fault is described as an effectiveness factor. The lower bound of the effectiveness factors and the upper bound of the uncertain parameters are estimated by an adaptive strategy, and the estimated value is fed back to the control algorithm. Compared with the traditional fault-tolerant algorithms, the proposed algorithm does not need to predetermine the lower bound of the effectiveness factor, hence it is more in line with the actual engineering application. It is proved that the algorithm can guarantee the stability of the closed-loop system based on the Lyapunov function method. The numerical simulation results show that the proposed algorithm can not only compensate for the uncertain parameters, but also can tolerate the PLCE actuator faults effectively, which verifies the effectiveness and superiority of the control scheme.     

A hybrid method for simulation factor screening

Factor screening is performed to eliminate unimportant factors so that the remaining important factors can be more thoroughly studied in later experiments. Controlled sequential bifurcation (CSB) and controlled sequential factorial design (CSFD) are two new screening methods for discrete‐event simulations. Both methods use hypothesis testing procedures to control the Type I Error and power of the screening results. The scenarios for which each method is most efficient are complementary. This study proposes a two‐stage hybrid approach that combines CSFD and an improved CSB called CSB‐X. In Phase 1, a prescreening procedure will estimate each effect and determine whether CSB‐X or CSFD will be used for further screening. In Phase 2, CSB‐X and CSFD are performed separately based on the assignment of Phase 1. The new method usually has the same error control as CSB‐X and CSFD. The efficiency, on the other hand, is usually much better than either component method. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2010     

一种消除直线永磁无刷直流电机边端效应对换相时机影响的方法

电磁弹射用直线永磁无刷直流电机的永磁体动子具有开断结构,使动子边端的磁场分布发生变形。当采用霍尔元件检测磁场实现换相时,这种边端效应就会影响换相时机。分析了这类电机的换相机理和动子开断结构对换相时机的影响,指出这类边端效应受极弧系数影响显著,并提出了利用不对称滞环比较器或简易单限比较器对霍尔输出信号进行处理从而消除这类边端效应影响的方法,实验验证了简易单限比较器方案的可行性。     

有限声速的纯方位算法

针对纯方位条件下对等速直航目标观测的算法问题,将目标运动要素及平均声速作为待估计参数,给出了计算非线性最小二乘法目标函数梯度与Hessian矩阵的解析公式,基于这些公式,可以构造估计目标运动要素的一些算法及编程实现。部分数值实验表明,信赖域算法、Levenberg-Marquardt算法与Matlab用于解非线性最小二乘问题的函数lsqnonlin的计算精度基本一致。     

马氏综合权重距离判别法在中小型滑坡灾害评估中的应用

我国西南地区滑坡灾害具有点多面广、规模小、危害大的特点,群测群防是目前中小型滑坡灾害最为有效的预防手段。针对这种现状,为进一步完善群测群防体系,在马氏距离判别法和加权马氏距离判别法的基础上对权重值进行了修正改进,提出了一种新的判别分析方法——马氏综合权重距离判别法。该方法不仅保留了加权马氏距离判别中区分每一个指标重要性差异的优势,并且结合德尔菲法对权重值进一步修正,弥补了原来加权马氏距离法在判别过程中距离函数出现负值的不足。从本质上来说,这种方法是把由样本驱动的权重值和实际工程经验的权重值相结合,使权重值的取值更加符合实际。以该方法为基础,在一定的历史资料背景下,从滑坡致灾因素和孕灾因素考虑,选取适当的判别因子,建立判别模型,对未知潜在滑坡灾害进行判别归类,并且与马氏距离判别法和Fisher判别法比较。研究发现,马氏综合权重距离判别法具有更高的可靠度和判别精度,适于在群测群防体系中进一步推广使用。     

伺服系统速度环控制器参数的自整定及优化

针对交流伺服系统速度环控制器参数自整定及优化的需求,为使工程技术人员避免繁琐的调参过程,提出了一种基于转动惯量辨识的速度环控制器参数自整定及优化方法。首先,采用频率法分析伺服系统速度环控制器参数的设计规则;随后,采用遗忘因子递推最小二乘法,对控制器参数设计所需的系统转动惯量进行辨识;最后,在此基础上利用设计的变步长迭代算法,完成控制器参数寻优过程。仿真结果表明,采用遗忘因子递推最小二乘法,能够有效辨识出电机轴端的转动惯量。提出算法进行整定及优化后,速度环控制器参数能使系统具有良好的动态响应和鲁棒性。     

双材料界面裂纹的加料有限元方法

为解决求解双材料界面裂纹应力强度因子等断裂参量的困难,在常规单元位移模式中引入界面裂纹尖端位移场,构建加料界面裂纹单元和过渡单元的位移模式,推出了加料有限元方程。采用不同的加料单元和过渡单元配置方案,建立了方形板中心界面裂纹和矩形板单边斜界面裂纹的加料有限元模型,求解有限元方程直接得到应力强度因子,与解析解的结果对比,表明该方法具有较高的精度,可方便地推广应用于界面裂纹的计算分析中。     

反辐射导弹告警技术效能分析

基于反辐射导弹告警技术的原理,分析了反辐射导弹雷达告警技术和光电告警技术的可行性。定义了告警设备的抗电子摧毁因子,并给出了分析过程和计算模型。以命中概率为指标,对反辐射导弹告警技术的作战效能进行了分析研究。仿真得出反辐射导弹命中概率与告警设备告警距离、发现概率等参数的关系,可为反辐射导弹告警技术的研究提供一定的参考。     

光纤陀螺输入轴失准角的温度特性

光纤陀螺的输入轴失准角温度变化特性是光纤陀螺惯性系统正交校准所面临的主要难题。提出了一种有效地消除输入轴失准角测量误差的测试方法;对三只椭圆环结构的光纤陀螺进行了输入轴失准角温度特性研究。结果表明,三只椭圆环光纤陀螺的输入轴失准角分布比较集中;此外,椭圆环光纤陀螺的输入轴失准角随着温度变化呈非单调的曲线变化,高温过程的变化速度相对较快。该结论对光纤陀螺环制作工艺的改进提供了测试依据,并有助于惯性系统正交校准的温度补偿技术研究。     

基于渐消因子的双机协同机动目标定位

传统的双机协同组网目标定位模型中,滤波方法大多为交互式多模型算法。交互式多模型算法的缺陷为需要目标机动先验模型,且模型个数的选择难以同时满足工程上关于跟踪精度和算法复杂性的要求。通过引入渐消因子,实时自适应校正机动目标的状态估计偏差,有效降低了目标运动先验模型对滤波的影响,提高了系统的机动处理能力和模型的工程实用性。