仿蝴蝶扑翼飞行器:研究进展、挑战与未来发展

以昆虫为灵感设计的仿生扑翼飞行器在近三十余年来的时间里发展迅速,而蝴蝶作为众多昆虫中极富特色的一种也得到了许多研究者的关注。国内外以蝴蝶为研究对象进行了许多的仿生学研究和仿生飞行器研制,尤其是近十年来仿蝴蝶扑翼飞行器的设计与制造取得了较大的进展。对这一热点领域的研究进行了综述。首先从仿蝴蝶扑翼飞行器(BIFAV)的升力机制研究、结构设计与制造以及驱动与控制方面,综述近年来所取得的研究成果;其次指出仿蝴蝶扑翼飞行器目前在大小尺度、飞行灵活性、续航时间、控制鲁棒性以及仿生的逼真性方面仍然存在研究挑战;最终表明其未来的研究将朝着更小的尺寸、更灵活的飞行与更可靠的控制、更高的仿生程度等方向进一步完善。     

大功率柔性互联设备的有功互济协调控制方法

针对以常规母联开关互联的交流电网线路变压器容量无法合理利用的问题,提出了依靠由背靠背电压源变流器组成的新型大功率柔性互联装置实现两侧交流电网有功功率互济的协调控制方法。介绍了新型柔性互联装置的拓扑结构与基本的控制原理,为实现两侧线路变压器容量合理的目标制定了一种生成有功功率参考的方法,并基于PSCAD/EMTDC搭建了一套仿真算例,对新型柔性互联装置的基本控制与所提出的有功互济的协调控制方法进行了验证。仿真结果表明,在柔性互联装置采用所提方法时能够实现两侧交流线路的有功功率互济,解决了线路变压器容量无法合理分配的问题。     

超精密机床进给系统的QFT控制器的设计

超精密机床进给机构中存在的不确定因素及非线性因素对进给系统跟踪控制精度有较大影响 ,采用合适的控制器能够有效提高其跟踪控制精度。QFT是在相频平面上的一种图形化的鲁棒控制系统设计方法。本文采用QFT理论设计了鲁棒跟踪控制器 ,并应用了速度前馈和误差积分控制。仿真结果显示 ,进给系统在被控对象参数发生较大变化时仍达到了数十纳米的跟踪控制精度 ,满足了超精密加工的要求     

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.     

一类不确定大系统的分散变结构模型跟随控制

针对一类具有不确定参数和外界扰动的非线性大系统 ,在子系统互连项上界具有多项式形式的条件下 ,提出了一种分散变结构模型跟随控制器设计方案。该控制器不需要未知参数变化、外界扰动以及子系统互连上界的先验信息 ,能够通过自适应率对上述信息进行在线估计。在保证闭环大系统渐近稳定的条件下 ,同时实现了各个子系统滑动模态的存在性和可达性。理论分析和仿真结果验证了本文所提方案的有效性     

前馈控制的神经网络实现

不依赖对象模型,在前馈-反馈定值控制系统中,借助神经网络构成前馈控制器,以反馈输出引导网络权值及输出的调整,使网络逐步学成前馈补偿功能,并最终在控制中占据主导地位,实现对主要可测干扰的补偿.文章分析了神经网络前馈控制器的作用效果,并与根据精确模型设计的常规前馈控制器的作用特性进行了比较.文中采用两种不同方式对神经网络进行训练,仿真结果证实了在模型未知的条件下,利用神经网络实现前馈控制的有效性.     

废气涡轮增压柴油机动态模型研究

研究了废气涡轮增压柴油机作为转速控制对象时的动态数学模型 ,并在此基础上建立了数字式电子调速器仿真系统 .     

正弦波型直流无刷电动机位置伺服系统的变结构控制

在分析正弦波型直流无刷电动机数学模型的基础上,采用比例等速变速控制策略(PCV)设计控制器,应用于正弦波型直流无刷电动机位置伺服系统.仿真结果表明:与传统PI控制器比较,PCV控制策略可以明显改善系统的品质,并增强系统的鲁棒性.     

“尼罗河魔鬼”长背鳍波动包络线的提取算法

"尼罗河魔鬼"采用长背鳍波动推进方式,属于典型的奇鳍/对鳍推进鱼类.在已有的理论模型中,细长体理论(Elongated-body theory)较为适合于分析该类游动方式的推进性能.长背鳍的波动包络线方程是细长体理论的必要参数.拍摄实验样本(MPC-I)的自由游动视频,从中选取多组平稳运动图像序列,经旋转校正、零点配准、尺度归一、小波去噪等预处理后,提取了柔性长背鳍波动推进时的顶端边缘轮廓样本曲线簇,进而给出了波动包络曲线的多项式拟合方程.实验结果表明长背鳍波动包络线提取算法是有效的,根据算法所提取的长背鳍波动包络线方程为后续的推进力及推进效率的分析奠定了基础.     

信息战战场分析模型

根据区域攻防的不同战场信息行动,建立3个非线性微分方程模型.以防御方的总射击速率和战斗力消耗率作为评价指标,着重探讨了进攻方的指挥控制系统、侦察监视系统、战毁评估系统和火力系统之间的性能匹配关系.