主、被动振动控制一体化理论及技术(Ⅰ)--导论

本文是系列讲座的第一篇。针对工程中复杂结构的振动控制问题，本文以一个典型的航天结构为例，对振动控制一体化理论和技术的基本概念进行了介绍，以解决振动控制技术在复杂结构中实现的问题。对各种振动控制策略、控制材料和器件进行了讨论和比较，并对振动控制一体化策略实现中遇到的问题进行了分析，包括控制律中的鲁棒控制，作动器和传感器的优化配置问题，智能材料在振动控制中的应用，特别强调了杂交阻尼在结构减振中的重要作用。探讨了控制机理、优化设计以及智能结构的发展和研究目标，指出振动控制的研究必须与具体工程问题结合，强调试验的重要性，建议建立合作研究的标准化验证模型，促进振动控制一体化理论和技术的发展。     

钢塑复合板材专用组合焊机微机控制系统研制

为了提高钢－－塑复合板材焊接生产效率和质量，研制了一种微机控制的专用组合焊机控制顺。控制器具有动作位置、时间控制混合控制和单一时间控制方式，能对焊接电流实行闭环控制，提高了机组的可靠性。生产应用表明，工作效率和焊接质量显著提高。     

20MN锻造操作机控制系统的构建

针对20MN锻造操作机的控制系统的工作特性，提出由工业计算机和PLC组成现场控制网络，采用模块化、结构化编程思想，由软件实现控制系统各种控制、监测及调节功能。采用分段式PID控制调节器，能够实现20MN锻造操作机快速响应和准确的位置控制，降低了系统复杂程度，提高工作稳定性。     

柔性机械臂的模糊自适应控制研究

提出了一种用于柔性机器人操作臂控制的模糊自适应控制策略。由于柔性臂的结构特点，在进行其操作臂的控制研究时，必须考虑系统的振动特性才能达到末端的高精度控制。本将拉格朗日法和假设模态法相结合，建立了单自由度柔性臂系统的动力学方程，提出了一种模糊自适应控制策略。在柔性操作臂末端带有不同载荷的情况下，分两种类型进行了控制仿真实验：定位控制和轨迹跟踪控制。仿真结果与传统的PD控制仿真实验结果相比较，表明模糊自适应控制器在轨迹跟踪和系统的振动抑制方面反映出更好的稳定性和鲁棒性，适用于柔性机械臂系统的动力学控制。     

具有多点反馈的可控约束层阻尼

讨论了具有可控约束阻尼结构的多点杂交阻尼控制问题，建立了弹性，粘弹性和多个压电片组成的多层复合梁的偏微分方程线，通过模态转换和应用粘弹性材料的振子模型对模型进行减缩。以实际中可测量量作为反馈量进行次优控制，数值模拟说明，提出了控制方式抑制振动效果好，控制电压低，易于实现。     

涂胶生产线机械手微机控制与接口电路

本文介绍了涂胶生产线的组成和其上下料机械的工作原理，结构特点。针对机械手的执行机构有机械机构、电气传动和气动系统、真空系统，机械手工作频率高，动作复杂的特点，采用先进的微型计算机对其进行控制。文章详细论述了微机控制的基本原理，控制环节间的接口电路和控制软硬件设计。     

无人机简化配置控制技术研究

提出了一种仅采用垂直陀螺和GPS的简化配置控制方案，形成了无人机飞行控制系统常用的俯仰／滚转控制回路、高度控制回路和航迹控制回路。由于GPS信号更新率(1Hz)较低，利用无人机运动学之间的内在关系,给出了高度、航向、位置反馈信号的融合算法。这些反馈回路的控制增益均采用改进的输出反馈LQR设计技术,该技术简化了权矩阵的选择。对比研究表明，对于自身稳定性较好的无人机，该简化配置方案能够实现姿态控制、高度控制和航迹控制。     

离心铸件壁厚控制

采用减重原理和微机技术，设计高精度台秤式定量控制离心铸件壁厚的自动浇注机，在线连续检测控制浇注的液体金属重量，准确控制铸件壁厚。研究结果表明，该系统能显著提高产品质量，具有良好的经济效益和应用价值。     

开关磁阻发电机的脉宽调制控制

开关磁阻电机作发电运行与电动运行具有对称性，因此与开关磁阻电机类似，开关磁阻发电机的控制也非常灵活，本工关磁阻发电机控制方法并专门分析脉宽调制控制的两种方式的特性和规律，这两种控制地开关磁阻发电机都能有铲控制，并具有控制精度高等特点，斩单管方式优于斩双管方式。用脉宽调制控制的开关磁阻发电机适用于中、小功率场合。实验结果证明了用脉宽调制控制的开关磁阻发电机运行性能是优良的。     

基于神经网络的机器人迭代学习控制

针对机器人动力学模型的不确定性和负载扰动，提出了一种采用神经网络的机器人迭代学习控制方法。该方法将反馈控制和神经网络学习控制相结合，反馈控制沿时间轴方向使关节运动跟踪期望轨迹，神经网络学习控制沿迭代轴方向使关节运动逼近期望轨迹。文中还给出了基于ＢＰ神经网络的学习控制算法。仿真结果表明，该方法能克服机器人动力学模型的不确定性和负载扰动，具有良好的鲁棒性和控制性能。     

Fuzzy－PID控制在高精度数字伺服系统中的应用

Ｆｕｚｚｙ控制已在工业过程控制中取得了一系列成功的应用，但在高精度数字伺服系统中的应用还未见报导。本文通过分析Ｆｕｚｚｙ控制和ＰＩＤ控制各自的特点，将Ｆｕｚｚｙ控制和ＰＩＤ控制有机结合起来，设计了一种新型的混合式智能调节器Ｆｕｚｚｙ－ＰＩＤ控制器，它具有结构简单、抗干扰能力强，调整时间短等优点，可同时兼顾控制系统的动静态性能。笔者将该控制器应用于高精度数字伺服系统中取得了较好的效果。应用实例表明，该控制器具有良好的动静特性和一定的鲁棒性，而且控制算法简单，实现方便。     

Fuzzy—PID控制在高精度数字伺服系统中的应用

Ｆｕｚｚｙ控制已在工业过程控制中取得了一系列成功的应用，但在高精度数字伺服系统中的应用还未见报导，本文通过分析Ｆｕｚｚｙ控制和ＰＩＤ控制各自的特点，将Ｆｕｚｚｙ控制和ＰＩＤ控制有机结合起来，设计了一种新型混合式智能调节器Ｆｕｚｚｙ－ＰＩＤ控制器。它具有结构简单，抗干扰能力强，调整时间等优点，可同时兼顾控制系统的动静态性能。笔者将该控制器应用于高精度数字伺服系统中取得了较好的效果。应用实例表明，该控     

模糊PID控制在温湿度控制系统中的应用

针对模糊控制的不足和ＰＩＤ控制的缺点提出了一种智能温湿度控制的方法。该方法把模糊控制技术和ＰＩＤ算法结合起来，采用多模态分段控制设计出温湿度控制系统。通过半实物仿真实验可知，该方法对多变量、强耦合、大惯性对象的控制是非常有效的，具有超调小，调节迅速和上升时间短的特点，且具有很好的鲁棒性。     

空管实时流量控制的技巧

随着民航航班量的不断增加，空中交通日益拥挤。就目前而言，采取有效的流量控制，是缓解空中拥挤，确保飞行安全最直接的方法。如何运用实时流量控制，最大限度地减少飞行延误时间，没有现成的方案。管制员根据自身经验和惯例，很难把握好飞机起飞时间和飞行间隔，往往造成不必要的空中盘旋等待和飞行延误。笔者在此就如何实时流量控制谈谈个人的看法。一、主动实时流量控制1．目前采用的实时流量控制方法存在的问题目前采取的实时流量控制较为普遍的做法一是限制周边管制区域的飞机进入本区域的时间间隔（不少于10分钟，甚至更长），二是…     

基于广义逆控制的飞控系统鲁棒性

本文基于广义逆控制的飞控系统，提出了基于广义逆控制的飞控系统框架，分析了控制系统的不确定性以及在控制效能矩阵存在不确定性时的飞控系统鲁棒性问题。为解决当前开环广义逆控制系统的控制误差和不稳定，建立了基于闭环反馈的广义逆控制系统，由此实现了飞控系统的鲁棒性设计。针对某型先进飞机的不确定性问题进行了开环和闭环控制的对比仿真验证，仿真结果表明基于闭环广义逆控制的设计方法能够有效解决控制效能矩阵存在不确定性时的系统鲁棒性问题，实现飞控系统的稳定性设计，对广义逆控制方法在实际工程中的应用起到了积极的推动作用。     

非标准H~∞控制系统结构的研究

研究了具有无穷远零点的非标准四块Ｈ∞控制系统的结构，证明了通过弓引入适当的假想被测量信号和控制信号，可将四块Ｈ∞控制的求解问题等价为一块Ｈ∞控制的求解问题。对于增广得到的一块Ｈ∞控制问题，本文证明了其广义对象的散射模型具有Ｊ－无损分解，且其中的单模矩阵因子是上三角的，此结构保证了假想被测量信号和控制信号不被利用。本文还进一步分析和揭示了Ｈ∞控制系统的无损性和对偶性。     

带有传动机构的翼段颤振半主动抑制

尝试了将磁流变阻尼器安装于机翼操纵面传动机构上的布局，并由此建立了非定常气动力下机翼-操纵面-传动机构的气动弹性动力学方程，利用on—off控制算法对系统进行颤振抑制，并且研究了控制延迟时间、控制电压以及阻尼器滞回宽度等参数对控制效果的影响。计算机仿真结果表明，控制延迟时间和控制电压对颤振临界速度有较明显的影响，而阻尼器的滞回宽度的影响不大，在本文的阻尼器安装布局和控制策略下，系统的颤振临界速度至少提高了17％。     

直升机结构响应主动控制研究中的若干问题

随着控制理论的不断发展，主动控制的实现方式也多种多样。在线辨识是自适应控制的关键所在，而辨识算法也是多种多样，这样结合在线辨识功能的自适应控制种类就更多。本文旨在对已经应用或者即将应用和可能应用到在直升机振动控制上的，并具有在线辨识功能的多种结构响应主动控制技术进行比较，并提出其中值得研究的若干问题，有助于今后的进一步研究。     

通用的前馈振动控制Simulink仿真系统及其应用

利用Simulink平台，建立一个基于自适应滤波技术的前馈振动控制的通用仿真系统，并对直升机结构响应主动控制进行仿真研究，为了模拟机体的力学特性以及旋翼对机体的激振作用，本文建立了一个带伺服液压惯性式作动器的自由一自由梁模型，并使之处于双频扰力作用下，对于该模型，采用了FIR、SIIR等滤波模型进行识别和控制。通过对不同控制模式和与之相适应的滤波算法的仿真研究，揭示其算法收敛性和收敛速度等特性。     

电励磁双凸极电机角度提前控制的分析研究

双凸极电机采用标准角度位置控制时，在高速运行换相时，电流的上升率较小，制约了电机的输出转矩和功率。转子角度位置提前控制对双凸极电机特别是高速运行时的输出转矩和输出功率有很大的影响，本文详细分析了电励磁双凸极电机角度位置提前控制的关系对电机性能的影响，并给出了提前角度与与输出转矩和输出功率之间的关系，实验结果表明适当的角度提前控制可以有效地提高电机高速运行时的输出转矩和输出功率。