【专题】从系统工程视角看无人机自主控制系统

提升无人机的自主控制能力可有效提高无人机在复杂对抗环境下的作战性能。系统工程是指导复杂系统研制的有效手段,采用系统的思维方法,关注系统的整体效能优化实现。系统工程覆盖复杂工程型号生命周期的全流程活动,包括概念论证、工程开发、生产制造、使用服役、综合保障以及系统退出等过程,能够为系统开发中各工程技术的应用,跨专业工程合作以及项目管理建立切实的技术路径。无人机外部应用背景环境与内部体系结构相互交联,是一个典型的“系统之系统”（System of Systems）。无人机自主控制系统是跨域、跨平台的复杂“系统之系统”。本文从系统复杂性出发,介绍了无人机系统组成、自主控制系统以及无人机自主能力等级,以期为无人机自主控制技术的发展提供参考和借鉴。     

Finite-time tracking control and vibration suppression based on the concept of virtual control force for flexible two-link space robot

The dynamic modeling, finite-time trajectory tracking control and vibration suppression of a flexible two-link space robot are studied. Firstly, the dynamic model of the system is established by combining Lagrange method with assumed mode method. In order to ensure that the base attitude and the joints of space robot can reach the desired positions within a limited time, a non-singular fast terminal sliding mode (NFTSM) controller is designed, which realizes the finite-time convergence of the trajectory tracking errors. Subsequently, for the sake of suppressing the vibrations of flexible links, a hybrid tra-jectory based on the concept of the virtual control force is developed, which can reflect the flexible modes and the trajectory tracking errors simultaneously. By modifying the original control scheme, a NFTSM hybrid controller is proposed. The hybrid control scheme can not only realized attitude stabili-zation and trajectory tracking of joints in finite time, but also provide a new method of vibration sup-pression. The simulation results verify the effectiveness of the designed hybrid control strategy.     

Barrier Lyapunov functions-based dynamic surface control with tracking error constraints for ammunition manipulator electro-hydraulic system

This paper focuses on the dynamic tracking control of ammunition manipulator system. A standard state space model for the ammunition manipulator electro-hydraulic system (AMEHS) with inherent non-linearities and uncertainties considered was established. To simultaneously suppress the violation of tracking error constraints and the complexity of differential explosion, a barrier Lyapunov functions-based dynamic surface control (BLF-DSC) method was proposed for the position tracking control of the ammunition manipulator. Theoretical analysis prove the stability of the closed-loop overall system and the tracking error converges to a prescribed neighborhood asymptotically. The effectiveness and dynamic tracking performance of the proposed control strategy is validated via simulation and experi-mental results.     

面向两类典型分析仿真的多样本任务调度工具的设计

当在多台计算机上调度很多样本并行运行时,采用手工操作效率低且极易出错。设计一个自动化的任务分发与调度工具可以有效地提高仿真运行效率。蒙特卡罗仿真和粒子群优化算法仿真是两类典型的分析仿真,介绍了面向这两类仿真的多样本任务调度工具的实现原理和关键技术,这些方法具有很好的通用性和可扩展性,可以广泛应用于解决各类仿真任务的自动分发与调度问题。     

混沌控制: 回顾与展望

回顾了混沌控制产生的背景 ,重点介绍了OGY方法的思想、原理和特点 ,简要概括了十年来的一些重要进展 ,并对今后的发展方向和可能存在的困难提出了一些见解。     

预测函数控制及其在导弹控制系统中的应用

介绍和分析了预测函数控制方法以及引入预测函数控制律的闭环系统的跟踪性能和鲁棒性等问题,并进一步研究了这一控制策略在某型战术导弹控制系统中的应用.通过仿真及与其他控制方法的比较,表明预测函数控制方法是一种计算简单、鲁棒性强、抑制干扰能力好、控制精度高的十分有效的控制方法.     

直流磁控溅射法制备c-BN膜

本研究用一种新的方法—直流磁控溅射法制备了立方氮化硼膜(c-BN)。因为它的沉积速率较高,未来工业化的潜力较大,这一技术对工业界具有很大意义。c-BN膜的沉积过程由过去的射频系统改造而来。直流溅射的靶材选用了碳化硼,靶及试样台均接负极。我们将试样台放在一圆形电磁线圈的中央,即采用非平衡磁控模式。试验证明,试样台上的离子流密度及高子与中性粒子的比例是重要的试验参数。通过试验,在单晶硅片及钢衬底上沉积了几近单相的c-BN膜,并用电子探针(EPMA)、X射线光电子谱(XPS)和红外谱(IR)对膜的成分和结构进行了分析。膜的硬度和摩擦系数测量表明,所制备的c-BN膜具有出色的机械和摩擦学性能。     

一种并行工程冲突管理原型系统的开发

并行产品开发模式下,由于设计者知识的局限性、系统资源的有限性等多种因素的限制,冲突的产生是不可避免的。为减少冲突,提高产品开发效率,文章以坦克火控系统的研制为背景,用面向对象的程序设计语言Visual Basic 6.0编写源程序,通过VB6.0附带的工具程序“可视化数据管理器”建立数据库,开发了一种并行工程冲突管理原型系统。该系统界面友好,功能强大,不仅有效地检测和解决了产品开发、过程中可能出现的冲突,而且它对面向数据库的数据处理系统的开发,具有一定的参考价值。     

小波理论在大型空间智能结构振动控制中的应用

采用最优控制理论设计智能结构主动振动控制器,针对大型空间智能结构的低频和密频的特性,基于小波尺度函数变换,设计了智能结构的传感器、致动器;最后通过针对某大型空间智能桁架结构的仿真,表明该控制方法是行之有效的。     

一个监控式局部自主机器人控制器的实现与分析

本文介绍了一个严格监督控制（Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙｃｏｎｔｒｏｌ）定义下的局部自主机器人控制器ＧＫＤ３的设计和实现，并从监督控制理论的角度，对ＧＫＤ３的体系结构和功能进行了分析和讨论。