一种新的变结构控制方案及其在船舶操纵中的应用

船舶的操纵与控制问题可以归结为一个四阶线性系统在环境干扰、参数摄动与建模误差同时存在时的状态空间控制问题。传统的变结构控制应用于船舶操纵系统易导致频繁来回操舵。本文研究一种连续的变结构控制方案,进一步讨论了其稳定性及优点,并将其引入限制水域的船舶操纵中。仿真表明,它可以完全抑制频繁来回操舵或抖振,并可得到较理想的控制效果。     

带三维落角约束的寻的导弹制导与姿控系统设计

针对带三维落角约束的寻的导弹制导与姿态控制系统设计问题,提出一种基于终端滑模控制和扩张状态观测器的六自由度制导控制系统设计方法。建立包含模型不确定项的寻的导弹六自由度质心与绕质心模型,设计内外双层环路六自由度制导控制系统框架;基于弹-目三维相对运动模型和坐标系转移矩阵建立以攻角和侧滑角为输入的三维全耦合导引方程,利用终端滑模控制方法和扩展状态观测器得到期望的攻角和侧滑角并将其转化为对应的俯仰、偏航和滚转角指令;根据线性形式的寻的导弹绕质心动力学方程,设计与俯仰、偏航和滚转角相关的滑模面向量,并利用终端滑模控制方法和扩张状态观测器得到寻的导弹的副翼偏角、方向舵偏角和俯仰舵偏角指令。六自由度数值仿真结果验证了该方法的有效性和鲁棒性,并证明了该制导控制系统设计方法能以较少的控制设计参数完成预设的制导控制任务。     

Driving force coordinated control of an 8 ×8 in-wheel motor drive vehicle with tire-road friction coefficient identification

Because of the complexities of tire-road interaction,the wheels of a multi-wheel distributed electric drive vehicle can easily slip under certain working conditions.As wheel slip affects the dynamic per-formance and stability of the vehicle,it is crucial to control it and coordinate the driving force.With this aim,this paper presents a driving force coordination control strategy with road identification for eight-wheeled electric vehicles equipped with an in-wheel motor for each wheel.In the proposed control strategy,the road identification module estimates tire-road forces using an unscented Kalman filter al-gorithm and recognizes the road adhesion coefficient by employing the recursive least-square method.According to road identification,the optimal slip ratio under the current driving condition is obtained,and a controller based on sliding mode control with a conditional integrator uses this value for accel-eration slip regulation.The anti-slip controller obtains the adjusting torque,which is integrated with the driver-command-based feedforward control torque to implement driving force coordination control.The results of hardware-in-loop simulation show that this control strategy can accurately estimate tire-road forces as well as the friction coefficient,and thus,can effectively fulfill the purpose of driving force coordinated control under different driving conditions.     

精密磨床主轴新型轴承系统工作机理的研究

圆锥多油楔动压滑动轴承系统是精密磨床主轴的一种新型支承结构,本文通过建立圆锥极坐标系,导出圆锥极坐标雷诺方程和对不可导边界的有效处理,提出了适用于锥轴承分析的方法并给出了相应计算程序。分析和计算的结果表明:工作间隙的自动调节是轴承最重要的特征,油楔深度和弹簧预紧力是影响轴承性能的主要参数,合理选择此二参数,可使轴承获得普通圆柱轴承难以达到的优良性能。     

滑动容错辨识算法在航迹数据处理中的应用

由于试验环境和被测目标运动特性的影响,航迹测量数据中会出现斑点型异值。对最小二乘多项式进行改进,引进自适应调节函数和滑动窗口概念,提出了滑动多项式容错辨识算法,详细描述了采用该方法进行异值辨识和修复的具体过程。仿真分析和实际飞行试验的数据处理表明:该方法对处理含有斑点型异值的测量数据具有良好的效果。     

防空导弹反弹道导弹跟踪制导规律研究和弹道仿真

利用基准优化弹道参数和滑模控制思想,构造滑动面,提出了一种新的弹道跟踪制导规律。给出了详细的推导过程,并且对所构造李雅普诺夫函数进行了稳定性证明,还进行了弹道跟踪制导数字仿真,提供了仿真弹道数据和有关弹道参数曲线。结果表明,提出的弹道跟踪制导规律是有效的,可用的。     

柔性神经网络滑模主动控制技术

针对复杂激励条件下的振动控制,对Jiles-atherton模型的磁致伸缩作动器在双层隔振系统中的主动控制进行了研究。以传统滑模控制为基础,提出一种柔性神经网络滑模控制算法。用正则化方法设计控制器的切换矩阵,建立神经网络权值和柔性映射参数更新学习公式,并将该控制策略应用于双层隔振系统的振动主动控制中。通过单频、多频及随机信号激励进行仿真研究,结果表明:柔性神经网络滑模控制器具有较强的鲁棒性,具有较好的控制效果。     

基于迭代学习观测器的卫星姿态滑模容错控制

为解决卫星上反作用飞轮存在安装偏差、故障及外部干扰情况下的姿态控制问题,提出了一种基于迭代学习观测器的姿态容错控制方法。该方法通过设计迭代学习观测器,以较小的计算量实现对执行机构发生的故障以及安装偏差进行精确的估计。并利用观测器的观测结果设计滑模控制器,使处于外部干扰条件下的卫星系统在执行机构发生故障的情况下可以快速稳定地完成姿态机动任务。进一步基于Lyapunov稳定性定理证明了迭代学习观测器及控制器的全局渐近稳定性。针对反作用飞轮存在不确定性及故障的情况下进行仿真,仿真结果表明,与同类容错控制方法相比,所提方法可以更加快速精确地对故障进行估计并完成姿态控制。