大型施工位姿检测用二维光电测量系统的开发

分析了现有的顶桥施工中位姿测量系统的特点,指出其目前存在的主要问题.针对这些问题和现场需求,设计了顶桥施工中用于测量物体在二维平面上的坐标的光电测量系统,由光源、光电接收靶和数据采集系统组成.对光电接收靶的元件布局采用遗传算法进行了优化.完成了上位机接收软件的开发.优化后的光电接收靶主要有两大优势,其一是采用了外疏内密的布局,更适合控制系统使用;其二是光电接收靶的接口电路从144套减少到10套左右.整机测试结果表明,系统的测量范围在200mm×100mm左右,位置分辨率为5mm,测量周期为20ms,能够在线测量,能够替代国外相同功能的产品,适合应用于路桥施工中的自动控制.      

高速热气流风洞供油系统的双路流量协调控制

针对高速热气流风洞供油系统双路流量的协调控制问题,在引入交叉耦合控制算法并汲取滑模控制与动态矩阵预测控制的优点的基础上设计了一种双路流量协调控制器.仿真结果表明:提出的单路流量控制算法能够实现流量的快速、无超调、精确控制,调节时间约为10s,控制精度可达0.1%,并且具有克服系统滞后的能力;提出的双路流量协调控制器提高了双路流量的动态跟随性,跟踪误差在±0.1L/min内.      

某型航天器推力矢量控制伺服机构的设计理论

针对某型航天器对伺服机构的要求,设计了推力矢量控制伺服机构.通过比较液压、气动和电动3种类型伺服机构的特点,选择了电动伺服机构.研究了包括机电作动器设计、驱动控制技术和冗余技术等电动伺服机构的3项关键技术.建立了双冗余电动伺服机构的二自由度动力学模型,对其动态性能进行了仿真研究.理论分析和仿真结果证明:电动伺服机构的方案设计合理可行,不仅满足航天器高可靠性、良好维护性等基本要求,而且满足控制系统的动态性能指标要求.     

电液复合调节作动器的精确线性化建模与控制

针对经典泵控电液作动器固有频率低的问题,对原系统增加了一个新设计的总压力控制阀,它可保证作动筒两个工作腔的压力之和始终为一常数并使两腔压力可控,从而使泵控系统达到和阀控系统相当的固有频率.这种改进型作动器称为EHCA(Electro-Hydraulic Compound regulating integrated Actuator).针对存在的相乘非线性控制问题,通过分析EHCA和总压力控制阀的工作原理,设计了基于精确线性化方法的滑模控制器,并分析了电机转速和变量泵排量在不同工况下的控制量大小配合问题.分析和仿真证明,该设计思想是有效实现高效率、节能和快响应的电液组合作动器方案.     

相域输电线路模型中的频率相关转换矩阵

首先针对使用传统算法得到的频率相关转换矩阵元素存在突变点的问题,提出一种新算法用于消除频率相关转换矩阵元素的突变点.新算法先使用传统算法计算出每个频率点的转换矩阵,再通过一个基于最优化原理的平滑过程消除转换矩阵中元素的突变点.通过不换位双回三相输电线路算例,验证了新算法的有效性.在此基础上,利用消除突变点的频率相关转换矩阵分别计算特征导纳矩阵和传播矩阵,通过对比分析,近一步阐明了频率相关转换矩阵中元素的突变点对特征导纳矩阵连续性具有较大影响,而对传播矩阵连续性的影响很小.      

液压伺服系统的非线性优化设计

本文分析了传统的液压伺服系统线性优化设计理论所存在的问题，在此基础上基于非线性系统的几何理论和ＩＴＡＥ最优设计准则推导并给出了液压伺服系统的非线性优化设计方法。     

新型变结构控制及其在电液伺服系统中的应用

针对变结构控制的抖动、到达条件和趋近律等问题，分别在连续时域和离散时域进行了深入的研究，指出了减小抖动与提高鲁棒性之间的矛盾，提出了几种新型变结构控制律，结合泵控马达转速系统的控制，对积分变结构控制律进行了实验研究，验证了理论分析的正确性。     

直升机桨距调节助力器电液加载系统的H∞控制

基于对某直升机桨距调节液压助力器地面试验用电液负载模拟器的原理分析,建立了电液加载系统的动态模型．由于电液加载系统中存在着结构参数难以精确获取和伺服阀负载流量非线性等不确定性因素,采用传统的经典控制理论设计出的控制器难以奏效,为此研究了基于H_∞理论的电液加载系统的鲁棒控制策略．选择适当的权函数,利用混合灵敏度的方法设计并且采用基于线性矩阵不等式的算法求解出鲁棒控制器．给出了使用鲁棒力控制器的试验结果,结果证明所设计鲁棒力控制器的有效性和优越性．     

高速热气流模拟风洞的供油流量控制

根据高速热气流风洞模拟实验系统对供油系统的要求,设计了基于变频调速加旁路比例节流阀调节的燃油供给系统.通过分析系统各个环节的特点,建立了系统的数学模型.针对燃油供给系统流量反馈的大纯滞后特性,提出了模糊PID(Proportion Integration Differentiation)加预测控制的控制策略.仿真和实验表明:所提出的控制策略满足了高速热气流模拟实验系统对燃油流量控制品质的要求,控制效果优于普通的PID和模糊PID控制策略.