基于变结构鲁棒性控制的船舶减摇鳍非线性系统研究

随着远洋运输业的迅速发展,船舶运输货物的稳定性、安全性引起了广泛重视。受到海洋气象条件的影响(如海风、海浪、洋流等),船舶在航行时不可避免的产生横摇、纵摇等多自由度运动。其中,船舶大幅度的横摇运动会导致船载设备的故障和船载货物损坏,是必须要尽量降低的运动形式。减摇鳍作为船舶减少横摇运动的主要装置,可以有效减小船舶横摇幅度,但同时也受到船舶航行速度的限制,在速度较低时减摇效果不明显。本文针对船舶传统的减摇鳍机构,结合变结构鲁棒性控制技术,设计一种新型的船舶减摇鳍非线性控制系统,并对该系统的工作原理和结构组成进行系统介绍。     

基于扰动观测器的船舶动力定位反步控制

针对船舶动力定位系统模型受到风浪流等环境未知有界扰动的问题,提出一种基于干扰估计补偿的反步控制算法。首先基于滑模面有限时间收敛特点设计干扰观测器,在有限时间内实现对未知有界干扰的估计,并采用一阶低通滤波器连续化干扰观测器估计值,减少抖振;然后基于干扰观测器设计船舶动力定位反步控制器,并应用Lyapunov函数证明了所设计的控制器使船舶的位置和航向收敛于期望值。最后通过铺缆船仿真结果表明所设计控制器具有较好的控制性能,对系统的有界干扰具有良好的鲁棒性。     

汽车电动助力转向的控制策略

汽车电动助力转向作为一种新型的动力转向方式,在行车安全、节约能源、保护环境等方面具有传统液压助力转向无可比拟的优势,它取代液压助力转向已是大势所趋。文中就国内外电动助力转向的控制策略进行了研究,并就各自的特点进行了分析说明。     

利用子波变换实现的雷达目标跟踪滤波器

本提出了利用非降样子波分解实现的雷达目标跟踪滤波器,并对其性能进行了理论上和实验上的分析。分析表明这一滤波器对噪声强度和目标机动的变化比卡尔曼方法具有更好的鲁棒性。     

具有输入时滞的二轮自平衡车自适应滑模控制

对具有输入时滞的二轮自平衡车系统, 设计了一种自适应滑模控制算法; 采用拉格朗日函数建立二轮自平衡车系统的动力学数学模型, 并在系统模型中考虑实际中存在输入时滞, 以及在处理输入时滞时所引入的未知扰动; 对变换后的输入矩阵做奇异值分解, 进一步设计了对扰动参数具有自适应估计能力的自适应滑模控制器; 基于Lyapunov稳定性理论, 保证了闭环系统鲁棒渐近稳定; 试验采用陀螺仪MPU-6050以及加速度传感器构成小车姿态检测装置。分析结果表明: 当控制参数较小时, 系统的超调量较小, 然而系统的调节时间较长; 当控制参数较大时, 系统产生了较明显的超调量, 然而系统的调节时间缩短了; 当外加扰动较小时, 车体速度变化小于0.08 m·s-1, 倾角角速度变化小于0.6°·s-1; 当外加扰动较大时, 车体速度变化小于0.10 m·s-1, 倾角角速度变化小于0.8°·s-1; 初始倾角为5°时, 车体速度保持在0.005 m·s-1范围内, 倾角角速度保持在0.022°·s-1范围内; 初始倾角为10°时, 车体速度保持在0.007 m·s-1范围内, 倾角角速度保持在0.031°·s-1范围内。可见, 自适应滑模控制算法能在引入适量干扰和不同初始车体倾角的情况下, 使小车自主调整并迅速恢复稳定状态。      

离散输出反馈控制系统的鲁棒容错控制

研究了参数不确定离散系统的鲁棒容错控制问题。针对传感器失效故障,提出了一种基于输出反馈控制的鲁棒容错控制器设计方法,讨论了执行器失效的情况,并用设计示例及仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于复杂网络理论的宁夏高速公路路网特征

以宁夏高速公路网络为研究对象,基于复杂网络理论,采用Space-L方法建立路网模型,根据节点度、平均路径长度和聚类系数等指标分析宁夏高速公路的网络特征。结合PageRank算法挖掘网络中的重要节点,采用删除法分析网络的鲁棒性。试验结果表明：宁夏高速公路网络具有明显的小世界网络特性,但不具备无标度网路特性,节点间通行所需路径转换较少,网络的连通性较好;中宁县、固原市和银川市等节点的重要程度较高;在采用删除法删除单个节点时,网络呈现出非鲁棒性;在宁夏高速公路网络中,应多关注重要节点。该研究可供高速公路网络建设参考。     

凿岩机器人液压系统自抗扰控制研究

给出凿岩机器人关节驱动液压系统的数学模型,对其进行降阶近似,使用自抗扰控制方法设计二阶控制器,并在不确定环境下进行仿真研究。结果表明,该控制器对于系统参数摄动和大负载干扰具有理想的鲁棒能力,控制过程快速、平滑,稳态精度高。     

汽车电器在极限工况下的鲁棒性研究

汽车电器在极限工况下的顾客感知及性能表现关系到汽车的耐受性及上市后的口碑,可以在短时间内体现汽车电器在整个生命周期的性能稳定性,在现代汽车的测试中具有很重要的作用。通过汽车电气鲁棒性的研究,能够提高汽车电器的耐受性,降低售后顾客的抱怨率,提高车辆在市场上的表现及此类汽车的市场占有率。本文主要聚焦于整车电器在几个极限工况下的鲁棒性表现,来说明整车电气鲁棒性研究的必要性,同时对鲁棒性测试方法进行了一定的阐述,以提高对汽车电气鲁棒性重要性的理解。     

兼顾鲁棒性的多目标焊点自适应优化方法

电阻点焊是白车身制造过程中主要的装配工艺手段,其数量和布置会对白车身动刚度和静刚度产生很大的影响,但这两种影响并不总是一致的。因此,在以同时提升动/静刚度为目标的焊点优化中,需要一种能够兼顾动刚度和静刚度的指标,同时还要确保生产中的工业鲁棒性,使焊点设计方案实施效果不会轻易受到焊点制造缺陷的影响。本文中提出了一种以焊点及相邻单元应变能为基础,兼顾动刚度性能和静刚度性能的焊点优化决策指标,并利用该指标,构建了高效的鲁棒性分析方案,从而形成了一种多目标的焊点自适应优化方法,能实现同时考虑多种性能指标和鲁棒性的焊点优化过程。该方法被应用于某款轻型客车白车身焊点的性能优化和鲁棒性分析,并通过试验验证了其有效性。