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基于次级通道前馈等效阻尼补偿的改进滤波x-LMS算法

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振动与冲击 2009年第4期28卷 113-116页

作者：李嘉全王永梁青中国科学技术大学自动化系合肥230027

研究了通过次级通道阻尼补偿提高滤波x-最小均方(Least Mean Square;LMS)算法性能的实现方法,提出了一种自适应前馈等效阻尼补偿方案;将前馈补偿器与自适应前馈控制器设计相结合,设计了基于前馈等效阻尼补偿的改进滤波x-LMS算法,改进算... 详细信息

研究了通过次级通道阻尼补偿提高滤波x-最小均方(Least Mean Square;LMS)算法性能的实现方法,提出了一种自适应前馈等效阻尼补偿方案;将前馈补偿器与自适应前馈控制器设计相结合,设计了基于前馈等效阻尼补偿的改进滤波x-LMS算法,改进算法保持了滤波x-LMS算法结构简单、鲁棒性强等优点。以柔性悬臂梁前两阶模态振动为控制目标,分别采用两种算法进行了主动减振仿真实验,结果表明本文提出的改进滤波x-LMS算法具有更快的收敛速度。

关键词：次级通道前馈等效阻尼补偿改进滤波x-LMS算法鲁棒性悬臂梁

基于饱和约束LMS算法的磁悬浮隔振器控制研究

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振动与冲击 2012年第13期31卷 125-128页

作者：陈昊王永李嘉全鲁洋中国科学技术大学自动化系合肥230027 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所航测部长春130033

研究磁悬浮隔振器的抗饱和减振控制,针对限幅抗饱和法容易激起磁悬浮隔振器共振和Boaz Rafaely抗饱和算法的阈值很难确定,如果阈值选择过大容易激起磁悬浮隔振器共振,如果选择过小则损失减振效果这些问题,提出一种饱和约束处理方法,即... 详细信息

研究磁悬浮隔振器的抗饱和减振控制,针对限幅抗饱和法容易激起磁悬浮隔振器共振和Boaz Rafaely抗饱和算法的阈值很难确定,如果阈值选择过大容易激起磁悬浮隔振器共振,如果选择过小则损失减振效果这些问题,提出一种饱和约束处理方法,即加入连续惩罚函数方法。推导相应的改进LMS算法并设计出抗饱和自适应前馈控制律。通过仿真和在磁悬浮隔振器系统上进行实验对比,验证这种方法相对于限幅抗饱和算法和Boaz Rafaely抗饱和算法具有一定的优越性。

关键词： LMS算法饱和约束连续惩罚函数

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超小型无人机相机系统关键技术研究

光电工程 2013年第4期40卷 80-85页

作者：刘仲宇张涛李嘉全李明丁策中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033 中国科学院大学北京100049

针对超小型无人机有效载荷种类有限,利用系统集成的方法,设计了一套实用的超小型无人机相机系统。分析了系统的性能指标,解决了商业级数码相机应用于航空机载设备的关键技术。利用系统减振技术,图像不存在模糊现象;相机系统在曝光期间... 详细信息

针对超小型无人机有效载荷种类有限,利用系统集成的方法,设计了一套实用的超小型无人机相机系统。分析了系统的性能指标,解决了商业级数码相机应用于航空机载设备的关键技术。利用系统减振技术,图像不存在模糊现象;相机系统在曝光期间的像移不超过0.5像元,不存在拖影问题。通过相机系统热设计,解决了相机低温不启动的问题。相机系统在超小型无人机上进行了搭载飞行试验,图像清晰,表明方案设计合理。

关键词：超小型无人机商业级数码相机像移热设计

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次级通道力反馈下磁悬浮隔振器控制研究

振动．测试与诊断 2013年第6期33卷 1065-1069,1099-1100页

作者：王永魏璀璨李嘉全陈绍青梁青中国科学院航空光学成像与测量重点实验室长春130033 中国科学技术大学自动化系合肥230027

针对自行研制的磁悬浮隔振器,研究了其次级通道受力反馈影响情况下的振动主动控制问题。首先,对滤波x最小均方(filtered xleast mean square,简称x-LMS)算法进行了几何分析,并指出其在次级通道力反馈下的不适用性;其次,在滤波x-LMS算法... 详细信息

针对自行研制的磁悬浮隔振器,研究了其次级通道受力反馈影响情况下的振动主动控制问题。首先,对滤波x最小均方(filtered xleast mean square,简称x-LMS)算法进行了几何分析,并指出其在次级通道力反馈下的不适用性;其次,在滤波x-LMS算法基础上提出了一种自约束前馈控制算法,该算法基于无限脉冲响应(infinite impulse response,简称IIR)滤波器结构,能够有效地克服次级通道力反馈带来的不利影响,且该算法不需要次级通道模型信息,具有结构简单、鲁棒性强的优点;最后,在磁悬浮隔振系统上进行振动主动控制实验。实验结果验证了该算法的有效性。

关键词：磁悬浮隔振器次级通道力反馈自约束前馈控制振动主动控制

基于重复-自抗扰控制的航空光电稳定平台控制系统设计

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吉林大学学报（工学版） 2015年第6期45卷 1924-1932页

作者：魏伟戴明李嘉全毛大鹏王昊中国科学院长春光学精密机械与物理研究所航空光学成像与测量重点实验室长春130033 中国科学院大学长春光学精密机械与物理研究所研究生部长春130033

分析了航空光电稳定平台模型并利用电流环使平台模型简化为K/s。阐述了影响平台稳定性的扰动以及抑制扰动的方法。介绍了平方滞后超前控制原理及其优缺点。根据重复控制器以及自抗扰控制器的优点,将它们组合搭建控制系统,并在振动平台... 详细信息

分析了航空光电稳定平台模型并利用电流环使平台模型简化为K/s。阐述了影响平台稳定性的扰动以及抑制扰动的方法。介绍了平方滞后超前控制原理及其优缺点。根据重复控制器以及自抗扰控制器的优点,将它们组合搭建控制系统,并在振动平台上进行速度稳定和目标跟踪试验。结果表明:与传统的控制器相比,用本文控制方法得出的扰动隔离度至少提高了6.28dB;所设计的系统在符合工程需求的范围内,具有很强的实用性和鲁棒性,对实际工程控制器设计具有一定的参考价值。

关键词：飞行器控制系统平方滞后超前控制重复控制自抗扰控制扰动隔离度

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航空光电稳定平台的二级自抗扰控制器

光电子．激光 2013年第12期24卷 2270-2277页

作者：李贤涛张葆毛大鹏孙敬辉李嘉全沈宏海中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院航空光学成像与测量重点实验室吉林长春130033 中国科学院大学北京100039

为了进一步提高两轴四框架航空光电稳定平台的抗干扰能力,提出了一种二级自抗扰控制器(ADRC)的新方法。首先,在外框架中加入高精度陀螺仪,使其具备扰动抑制能力;然后分别在内外框架中,采用带宽单参数化的设计方法设计ESO及带扰动补偿的... 详细信息

为了进一步提高两轴四框架航空光电稳定平台的抗干扰能力,提出了一种二级自抗扰控制器(ADRC)的新方法。首先,在外框架中加入高精度陀螺仪,使其具备扰动抑制能力;然后分别在内外框架中,采用带宽单参数化的设计方法设计ESO及带扰动补偿的二级自抗扰控制规律;最后,在飞行模拟转台中测试(ADRC)对2.5Hz以内任意频率扰动的抑制能力。实验结果表明,对比于传统的平方滞后超前控制器,采用二级ADRC,系统的扰动隔离度至少提高9.65dB,且随着扰动频率大于0.5Hz,扰动隔离度的提高更为明显,最优情况已达到16.08dB;同时,二级ADRC具有很强的鲁棒性,允许被控对象参数在17%的范围内浮动,满足了高精度航空光电稳定平台的性能要求,对提高航空光电稳定平台控制系统的抗扰动性能具有较高的实用价值。

关键词：航空光电稳定平台自抗扰控制器(ADRC) 扩张状态观测器(ESO) 扰动补偿扰动隔离度电流环

基于速度信号的扰动观测器及在光电稳定平台的应用

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光学精密工程 2011年第5期19卷 998-1004页

作者：李嘉全丁策孔德杰尹传历戴明中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100039

在闭环控制系统中引入了扰动估计和补偿来改善光电稳定平台低速性能,并提高其扰动抑制能力。提出了基于速度信号的扰动观测器,并对其各项性能进行了研究。介绍了常规的基于加速度的扰动观测器的工作原理,指出了它在光电稳定平台应用中... 详细信息

在闭环控制系统中引入了扰动估计和补偿来改善光电稳定平台低速性能,并提高其扰动抑制能力。提出了基于速度信号的扰动观测器,并对其各项性能进行了研究。介绍了常规的基于加速度的扰动观测器的工作原理,指出了它在光电稳定平台应用中存在的问题;通过引入平台的标称模型,构建了基于平台速度信号的扰动观测器,给出了相应的闭环控制系统结构,分析了它的输入输出特性、扰动抑制能力和鲁棒性;最后,对本文方法进行了仿真和物理实验。实验结果表明:当平台按0.5Hz,0.6(°)/s做正弦运动时,引入本文提出的带扰动观测器的PI控制基本克服了常规PI控制存在的低速爬坡现象;对于1Hz,6.3(°)/s的载体正弦速度扰动,平台的扰动隔离度提高了约14dB,稳定精度从0.03°(RMS)提高到了0.004 4°(RMS)。实验结果证明了本文方法的有效性。

关键词：光电稳定平台速度信号扰动观测器低速性能扰动抑制稳定精度

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机载光电陀螺稳定平台的伪微分反馈控制

光电工程 2012年第10期39卷 128-134页

作者：丁策戴明李嘉全汪永阳中国科学院长春光学精密机械与物理研究所航空光学成像与测量重点实验室长春130033 中国科学院研究生院北京100049

为了克服外部干扰对机载光电陀螺稳定平台的影响,实现高稳定精度和隔离度,采用基于伪微分反馈的控制技术对系统的控制性能进行了研究。首先,介绍了伪微分反馈控制技术的基本结构,并对其进行了简化。从理论上分析了简化的伪微分反馈控制... 详细信息

为了克服外部干扰对机载光电陀螺稳定平台的影响,实现高稳定精度和隔离度,采用基于伪微分反馈的控制技术对系统的控制性能进行了研究。首先,介绍了伪微分反馈控制技术的基本结构,并对其进行了简化。从理论上分析了简化的伪微分反馈控制技术在控制结构和控制性能上较经典PI控制的优势;然后,提出采用试凑法对伪微分反馈控制器进行参数整定的整定策略;最后,以某型号机载光电陀螺稳定平台为研究对象,对伪微分反馈控制器和PI控制器在抗力矩扰动、隔离载机角速率扰动和控制对象模型摄动等方面进行了仿真对比实验。实验结果表明,在相同的闭环带宽情况下,采用简化的伪微分反馈控制器的机载光电陀螺稳定平台的阶跃响应具有更小的超调,更短的上升和调节时间。在陀螺噪声存在的情况下,该控制器能够有效地抑制力矩和载机的姿态扰动对系统性能的影响;并且对被控对象的模型摄动具有较强的鲁棒性。

关键词：机载光电陀螺稳定平台 PI控制 PDF控制参数整定

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基于位平面的嵌入式超光谱图像压缩系统

液晶与显示 2012年第2期27卷 245-249页

作者：尹传历李嘉全中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院航空光学成像与测量重点实验室.吉林长春130033

针对超光谱图像压缩系统实时性差的缺点,提出一种基于位平面的嵌入式超光谱图像压缩系统。对高位位平面首先采用DPCM去相关,然后再进行游程编码,对低位位平面首先采用四叉数分割,然后再进行LZW编码,最后混合码流进行数据输出。结合实际... 详细信息

针对超光谱图像压缩系统实时性差的缺点,提出一种基于位平面的嵌入式超光谱图像压缩系统。对高位位平面首先采用DPCM去相关,然后再进行游程编码,对低位位平面首先采用四叉数分割,然后再进行LZW编码,最后混合码流进行数据输出。结合实际应用,以高性能DSP芯片TMS320C6455作为中央处理器,结合现场可编程门阵列FPGA构成外围电路逻辑控制,搭建了嵌入式高速图像压缩处理平台。基于该平台用真实图像验证了文中提出的算法,实验结果表明,该系统在保持较高重建精度的同时,有效降低了算法运行量,减少了算法运行时间,能够满足工程项目的要求。

关键词：位平面嵌入式系统超光谱图像压缩