考虑系统不确定性的高超声速飞行器容错控制

针对一类含有执行器失效故障和范数有界不确定性的系统,提出了一种鲁棒容错跟踪控制设计方法。该方法利用有界实引理,给出了保证闭环系统稳定且满足鲁棒性能要求的线性矩阵不等式（LMI）的表达式;为了削弱控制器的保守性,使用不同的Lyapunov变量对应不同的系统状态;由此带来的非凸优化问题,发展了一种迭代线性矩阵不等式算法。考虑到该迭代算法的收敛性取决于初值的选择,经过推导给出了一种求解合适初值的算法。将该算法应用于高超声速飞行器X-33跟踪控制器的设计,仿真结果表明本文算法是可行和有效的。      

采用网络拓扑综合线性有源网络

本文根据现有的OP-AMP电路综合理想特性相同非理想特性不同的OP-AMP电路的原理和方法,阐明了用网络拓扑综合线性有源网络是减小OP-AMP有限值造成电路误差的一条有效途径,完成了相应的软件,并通过实例证明了软件的可靠性。     

基于有限元法的驻波型直线超声波电机振动特性分析

采用有限元法研究一种驻波型直线超声波电机的振动特性。建立了电机的三维有限元模型,在有限元模型的基础上对电机进行模态分析,得到了电机横向一阶弯曲振动的共振频率,并分析了驱动足的位置对共振频率的影响。在模态分析的基础上,给电机通以高频交流电进行谐响应分析,研究电机在外加电源作用下的横向弯曲振动的振幅以及驱动足尖的运动轨迹。制作了驻波型直线超声波电机样机,对样机进行阻抗-频率特性测试,测试结果验证了理论分析结果。     

HRV在管制员疲劳检测中的适用性

为研究心率变异性（HRV）指标在管制员（ATC）疲劳检测中的适用性,搭建模拟管制实验平台,利用生理记录仪实时记录20名被试正常和疲劳状态下的心电（ECG）信号,并采集其主观疲劳度（卡罗林斯卡嗜睡量表）和操作绩效。利用偏相关分析选取与被试疲劳等级相关性高的心率变异性指标,并用于管制员疲劳检测的多元线性回归建模。分析结果表明:SDNN与被试的疲劳状态无相关性;LFnorm和HFnorm与疲劳程度呈弱相关;RR间期均值、LF/HF均与被试的疲劳度存在较强的相关性,二者结合建立的多元线性回归模型,拟合优度大于0.5,RR间期均值和LF/HF可作为检测管制员疲劳的有效指标。本文研究成果可为未来的管制员疲劳实时检测提供科学依据和实验支撑。      

基于滑模观测器的机翼颤振主动抑制设计

颤振主动抑制(AFS)是国际上普遍推崇的颤振问题解决方案,对现代飞行器设计具有重要意义。基于国际上滑模观测器的二维机翼AFS应用,以双后缘控制面真实机翼模型为对象,发展一种低阶滑模观测器的三维机翼AFS设计方法。该观测器性能优越、特点鲜明,但传统的设计流程繁琐,限制了其在高阶模型对象上的使用。本文借助线性二次型高斯(LQG)方法中的最优滤波器增益矩阵,提出一种简化的滑模观测器设计流程。结合气动弹性物理背景,使本文方法理论上能够应用于实践。算例对比分析结果表明,本文方法比LQG方法具有更好的抵抗噪声能力。     

北斗三频相位观测值线性组合研究

以北斗三频数据为基础,给出了北斗三频组合观测值的数学模型并系统分析了组合后的波长、电离层误差以及观测噪声误差;在保持整周模糊度整数特性的前提下,以整数线性变换法为基础,通过Matlab编程实现组合系数的优化选取。通过将不同组合系数应用于伪距相位法三频数据周跳探测中,发现组合系数之和不为0的组合周跳探测值均在0.5周以上,且组合系数之和越大,波动越大;通过将不同组合系数应用于无几何CIR法三频数据模糊度解算中,发现系数之和不为0,但波长较长的组合求得的模糊度残差值大致在0.6周,通过合适的模糊度搜索方法可以得到正确的模糊度固定解,在短基线模糊度解算中可以考虑使用。     

基于Lyapunov方法的非线性系统自适应观测器设计

针对一类满足L ipsch itz条件的具有未知参数的非线性系统,利用Lyapunov方法对L ipsch itz非线性系统自适应观测器的设计问题进行了研究。基于分析求解代数R iccati方程给出求解问题的不完善性、特征结构配置理论给出设计方法的重特征值限制性、对不同形式的观测器增益矩阵求解方法进行比较,最终选用线性矩阵不等式来改进观测器增益矩阵的选取方法。在观测误差稳定的条件下,得出了基于线性矩阵不等式方程设计状态观测器的增益矩阵,保证系统的状态估计误差收敛到零,并对其进行了仿真研究。结果证明,本文所构造的非线性观测器增益矩阵方法明显优越于其他方法,增强了系统的鲁棒性。