车路协同下考虑绿波协调的公交优先控制

在绿波协调控制交叉口群中,为分析公交优先控制对后续交叉口群的扰动,基于车流运行时间偏移分布,以概率期望描述了交叉口各相位绿时左端和右端时长变化引起的后续交叉口群在绿波带内、绿波带间的延误变化;采用组合优化的方法,以交叉口群在车速引导下的公交通行效益优化为上层模型,以交叉口群在公交优先控制下的延误优化为下层模型,对公交引导车速和信号控制参数进行协同优化.通过算例分析表明,公交优先控制模型有效提升了交叉口整体通行效益,最大化减小了对周边交叉口群的不利影响.     

带末端落角约束的制导律

为保证导弹攻击角度,分析了末端落角和期望视线角的关系．基于Lyapunov稳定性定理,通过对导弹飞行时间的估计,给出了具有末端落角约束的制导律．该制导律形式简单,且克服了被动寻的导弹不能测距的缺点．仿真结果证明,对于某些变加速机动的目标,该制导律能使导弹以尾追攻击或垂直攻击的形式命中目标．     

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车路协同系统能实时获取车辆个体的运行状态信息,并能通过速度引导实现车辆与交通控制系统之间的动态交互,为交通信号控制提供了新的数据源和技术手段.分析了现有车路协同下交通信号控制方法存在的不足,引入基于时间窗的滚动预测方法,提出了改进的交叉口信号控制优化流程;将相位饱和度作为表征信号控制效果的指标,在考虑速度引导对车辆运行状态影响基础上,建立了车路协同环境下道路交叉口信号控制优化方法和模型.运用VISSIM软件进行了仿真实验,结果表明,本文方法优于感应控制方法,在各种交通流量下均能有效降低交叉口平均延误和停车次数.     

支撑产业链协同的SaaS平台自适应演化技术

为实现产业链协同SaaS平台在运行服务过程中面向各企业群及其业务需求变化的动态演化支持,针 对平台企业联盟和用户的动态性,提出了基于动态绑定与隐式授权的企业联盟自适应演化管理和基于企业自治 模型的用户自适应演化管理方法;针对平台各企业联盟业务协同需求的动态性,建立了面向演化的业务功能与 业务数据管理模型,提出了业务功能在线更新与业务数据库的同步演化算法,建立了SaaS平台自适应演化机 制.通过在汽车零部件产业链协同SaaS平台研发过程中的应用表明,自适应演化方法能有效支持平台在不间断 服务条件下,通过业务功能和业务数据库的在线演化满足各企业联盟业务功能扩展和动态更新的需求.      

快速路可变限速与匝道控制协同优化策略

可变限速控制和匝道控制是快速路交通控制的主要手段,本文对两者的协同优化策略进行了研究.借助智能车路协同系统强大的信息感知能力,通过引入微观交通流信息,对经典METANET模型进行了改造,构建了可变限速控制影响下的微观METANET模型,实现了一种新的可变限速控制策略,同时,采用ALINEA算法,对入口匝道进行了优化控制,实现了两者的协同优化.最后,基于实际道路和交通流数据搭建了仿真平台,对微观METANET模型和协同优化策略的有效性进行了验证.仿真结果表明,微观METANET模型具有良好的交通流预测效果,协同优化策略能有效地改善快速路交通流状态.     

群智协同设计活动复杂性的度量模型及方法

群智创新通过网络社区聚集企业外部大规模设计资源参与产品创新设计，成为互联网环境下企业拓展设计能力、解决设计难题、实现转型升级的重要方式. 针对群智协同设计活动的复杂性难以定量描述，导致互联网社区中设计活动的发布、推送和动态调整缺乏量化依据等问题，提出一种基于信息熵的群智协同设计活动复杂性度量方法. 通过分析互联网社区中群智协同设计过程特点、用户角色和能力特点，从过程复杂性、问题复杂性、可解复杂性3个维度建立群智协同设计活动复杂性度量模型，采用信息熵理论实现复杂性的量化分析；最后以Local Motors社区LM SF-01项目中的悬架设计活动为例，计算该设计活动3个维度的复杂性分别为318.15、477.66、134.46 bit，根据项目特点采用加权的方式得到其统一复杂性为331.76 bit，验证了该复杂性度量模型和方法的可行性和有效性.      

崩滑体破坏弹冲动力特性研究

三峡库水位变动诱发和加剧了崩滑地质灾害,崩滑体破坏弹冲动力特性亟待研究.针对滑塌式危岩,建立了力学模型,构建了危岩体失稳弹冲动能计算方法;通过数学与物理描述,得到了判别危岩动力失稳的重要指标;指出危岩体动力失稳瞬间系统的临滑聚能将释放并转换为危岩崩落动能,揭示了动力系统能量释放量与弹冲动力参数的关系.     

汽车仪表的在线可编程调试系统

针对大连理工大学汽车电子公司所生产的程控集成电路式车速／发动机转速表，开发专用调试系统，能实现在线调试和在线编程的功能。该调试系统由硬件和软件两大部分组成，硬件电路包括电源模块、键盘模块、显示模块、外界存储器以及主从控制单片机组成。主从控制单片机采用Zilog公司的Z86E33。介绍了硬件的工作原理和功能以及软件的设计思想和编程原理，最后形成了车速／发动机转速表在线编程调试系统。该系统通过了大连理工大学汽车电子公司的实验测试，所得程序控制数据与实际控制数据的误差相当小，效果十分理想。     

基于Kriging算法的压气机健康参数主从式插值建模

针对航空燃气轮机压气机数字化建模过程中由于缺少压气机流量系数导致模型精度偏低的问题,基于Kriging插值算法构造了面向压气机流量系数估计的主从式建模方法,分析了高维空间下对应于不同压气机换算转速的流量系数分布特征;基于流量系数的特征提取方法探索了流量系数、换算转速、增压比之间的映射关系,并提出了关于这三类参数的多维样本向量构造方法;基于Kriging算法建立了适用于燃气轮机过渡工况下压气机流量系数主从式插值模型. 研究结果表明:与传统的Kriging插值方法及牛顿插值法相比,基于主从式模型的流量系数计算结果更接近实际值,计算精度提高了近10%;主模型可输出流量系数的估值向量,插值效率相比传统Kriging模型提高了近15%.      

Serret-Frenet框架下的神经滑模船舶路径跟踪控制

针对欠驱动船舶在恒定速度航行下的路径跟踪问题,提出了一种在Serret-Frenet框架下,基于输入输出线性化的神经滑模控制算法.该算法利用Serret-Frenet框架下船舶运动方程的推导形式,将其转换为类似于直线航迹控制的问题,采用神经网络对基于趋近律的滑模控制进行优化,解决了趋近律滑模控制对系统模型的依赖性,提高了控制器的鲁棒性,并设计了状态观测器对控制对象状态进行重构,以解决系统状态量测量误差对控制效果的影响.在无干扰和存在干扰及参数摄动的条件下分别进行了仿真,结果表明该控制律具有良好的跟踪性能.     

Study on rotational stabilization in a laser tracking system

The high rolling speed of a missile heavily affects the stabilizing capability of the inertial platform in the laser tracking system (LTS) of the missile. In this paper, a rotational stabilizing platform (RSP) and a fuzzy-PID controller is designed to stabilize the inertial platform. This controller integrates the advantages of both fuzzy controller and classic PID controller. A comparison study is carried out to illustrate the advantages of the proposed fuzzy-PID controller over the classic PID controller. Numerical results indicate that the fuzzy-PID controller outperforms the classic one in effectively handling nonlinear disturbances and quickly stabilizing the inertial platform at the sudden change of missile rolling speed. Foundation item: the China Aerospace Science and Innovation Foundation (No. 06CASC0407)     

MODELING OF NONLINEAR SYSTEMS BY MULTIPLE LINEARIZED MODELS

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｌｍｏｓｔｅｖｅｒｙｌｉｎｅａｒｏｆｎｏｎｌｉｅａｒｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｃｅｎｔｅｒｓａｒｏｕｎｄａｐｒｏｃｅｓｓｍｏｄｅｌ,ｗｉｔｈｒｅａｌｌｉｆｅｐｒｏｃｅｓｓｅｓｂｅｉｎｇｕｓｕａｌｌｙｎｏｎｌｉｎｅａｒ．Ｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｃｏｕｌｄｄｉｒｅｃｔｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒ－ｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｆｉｎａｌｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ．Ｌｉｎｅａｒｍｏｄｅｌｓａｌ－ｗａｙｓｌｅａｄｔｏａｒｅｌａｔｉｖｅｓｉｍｐｌｉｃｉｔｙｉｎｔ…     

Looper-tension <Emphasis Type="Italic">H</Emphasis><Subscript>∞</Subscript> control for hot strip finishing mills

The development of an innovative H _∞ controller for looper and tension control in hot strip finishing mills is traced based on approximately linearized model. This solution has been considered thanks to its well-known robustness and simplicity characteristics concerning disturbances’ attenuation. The controller is designed based on an optimal problem with linear matrix inequality (LMI) constraints, and the problem is solved by the mincx function of Matlab LMI Toolbox. Simulation results show the effectiveness of the proposed controller compared with conventional ones.     

Hierarchy-Based Adaptive Generalized Predictive Control for Aerial Grasping of a Quadrotor Manipulator

In this paper, an adaptive generalized predictive control(GPC) based on hierarchical control strategy is designed for a quadrotor with a robotic arm. For this nonlinear and coupled system, a two-layer control structure is adopted to achieve more precise trajectory tracking and keep the tracking performance after aerial grasping.The inner-layer controller is a proportional-derivative(PD) controller. The outer-layer subsystem is linearized by input-output linearization first and an adaptive generalized predictive controller is applied. The effectiveness of this approach is verified through the simulation using MATLAB/Simulink. A PD controller with feedforward control input is applied on such a system for a comparative study. Simulation results show that a better tracking performance can be achieved by the proposed strategy.     

Relative Attitude Dynamics and Control of Spacecraft Formation Flying Considering Flexible Panels

As a key technology for orbital applications, researches on spacecraft formation flying (SFF) attract more attention. However, most of existing researches about dynamics and control of SFF focus on rigid spacecrafts without considering the effect of flexible attachments (such as flexible panels). In this paper, relative attitude dynamics and active control of SFF for a flexible spacecraft (follower spacecraft) and a rigid spacecraft (target spacecraft) are investigated. Firstly, a dynamic model of the flexible spacecraft is established by the principle of angular momentum. Then, the equation of relative attitude dynamics between the flexible spacecraft and the rigid spacecraft is derived by the quaternion to represent the attitude relation of the two spacecrafts. Finally, an attitude feedback controller is designed for the SFF system, and its stability is proved by the Lyapunov stability theory. Simulation results indicate that the panel flexibility has an obvious influence on the dynamic behaviour of the system, the designed controller can effectively control the attitude of the two spacecrafts to achieve synchronization, and the elastic vibration of the panels may be suppressed simultaneously.     

基于ADAMS的凸轮机构弹性动力学分析

提出了一种考虑弹性构件动力学性能对高速凸轮机构运动规律影响的分析方法．基于ADAMS软件建立了凸轮机构弹性动力学模型,分析机构的运动规律;应用ADAMS／Flex模块,结合I—DEAS软件,采用修正的Craig—Bampton方法,生成推杆的模态中性文件,建立了凸轮机构刚柔耦合模型;应用上述模型,完成了推杆刚度取不同值时,高速凸轮机构的动力学特性分析及比较,得出相应的从动件运动规律曲线．为弹性凸轮机构的设计提供了依据．     

前馈多源信息下异构动力学卡车队列协同控制系统

针对目前卡车队列动力学异构性所导致的系统弦稳定性、内部稳定性以及队列耦合性降低的问题,提出了一种异构协同自适应巡航系统控制器设计方法,建立了基于前馈多源信息的异构动力学卡车队列闭环耦合系统;考虑由异构车型所构成的卡车队列存在发动机执行器的饱和态异构问题,建立了发动机饱和性和状态约束条件;在上层协同控制器的基础上,建立了一种非线性下层异构发动机扭矩输出控制模型,用于控制车辆动力学仿真软件TruckSim中的真实车辆模型;建立了基于三维燃油特性图的车辆能耗模型,用于计算实时车辆油耗和节能性分析;通过频域分析法,结合已知异构动力学参数量化标定了协同自适应巡航系统控制器的增益,确保系统满足弦稳定条件。分析结果表明：相比同构动力学控制器,异构协同自适应巡航系统控制器可以确保距离误差在-0.01～0.15 m内,优于同构控制器作用下的-0.3～0.5 m,且当领航车进入匀速行驶状态时,跟随车辆能立刻收敛至相同的行驶状态,收敛性能优于同构协同自适应巡航控制系统;卡车队列节油率最大可达8.15%,随着车头时距减小至0.5 s,平均节油率最大可达8.10%。由此可见,多源前馈信息异构控制系统能有效降低车...     

带有UKBF的船舶动力定位预测控制器设计

为了精准设计水面船舶动力定位控制系统,将无迹卡尔曼布西滤波与非切换解析模型预测控制方法相结合提出一种预测控制器的设计方法.采用无迹卡尔曼布西滤波算法解决非线性连续系统的滤波问题,获取船舶运动状态的估计值;结合相对阶概念,根据船舶运动非线性模型,应用非切换解析模型预测控制方法设计动力定位非线性控制器,使船舶保持在指定位置.研究结果表明:设计控制器的输出较为平滑,有利于减少推进器磨损;设计控制器使船舶北向位置调节时间小于40 s,超调量小于5%,东向位置调节时间小于60 s,超调量小于5%,艏向角度的最大偏移量小于1.5°,令船舶快速到达了指定位置.      

船舶编队控制综述

研究了船舶编队控制的特点,从船舶编队控制结构、编队路径规划、编队运动建模和编队运动控制4个方面分别对现状和方法进行分析;介绍了船舶编队控制原理,描述了船舶编队领导-跟随结构、虚拟结构、图论结构、基于行为结构的数学表示方法及应用场景;针对船舶编队路径规划,总结了编队环境建模、全局路径规划和局部避碰规划等最新方法及其特点,展示了基于粒子群优化算法的船舶编队局部避碰效果;针对船舶编队控制运动建模,构建了考虑干扰、控制时延和约束的船舶编队水动力模型,并将该模型在船舶编队过闸控制场景中进行了验证;针对船舶编队运动控制,归纳了典型集中式、分散式和分布式编队控制器特点,指出分布式编队控制器具有更好的鲁棒性和可扩展性,设计了基于分布式模型预测控制的编队航行控制器。研究结果表明:目前船舶编队控制技术瓶颈主要体现在有人/无人编队共融、岸端驾控为主的内河船舶编队控制、不确定干扰下的船舶编队控制、通信受限下船舶编队鲁棒控制、特殊水域船舶编队控制和船舶编队控制一致性等方面;在未来船舶编队发展中,应重点解决船舶编队分布式协同控制、船舶编队任务多元化控制、基于生物群体机制的船舶编队控制、特殊水域船舶编队控制、人工智能技术在船舶编队控制中的应用等问题。      

船舶进出港低速航向保持

为了在船舶进出港时,船舶处于浅水域并以低速航行,在风、浪等强扰动作用下,增强航向控制性能,减小能源损耗,选择三阶Nomoto模型,将航速和水深变化反映到模型参数的变化上,基于闭环增益成形算法设计出一种具有适应性的鲁棒PID控制器,建立基于风、浪干扰的非线性船舶运动数学模型,并用S函数来实现。用PID控制器对非线性船舶运动数学模型进行控制,在Simulink环境中对各种水深、船速及海况进行航向控制仿真。从仿真曲线可看出其航向跟踪效果良好,静差为0,且施舵合理,所设计的控制器对非线性船舶运动数学模型具有良好的控制性能。