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挠性板振动抑制的敏感器与驱动器优化配置

宇航学报 2002年第4期23卷 30-36页

作者：邱志成中国空间技术研究院北京控制工程研究所北京100080

本文针对挠性板结构的主动振动控制问题 ,推导了悬臂板系统压电控制方程 ,利用方程的输入输出矩阵和板系统的固有特性 (包括固有频率和结构阻尼比 ) ,给出一种压电敏感器 /驱动器同位配置的优化方法。该方法根据每个敏感器 /驱动器对相... 详细信息

本文针对挠性板结构的主动振动控制问题 ,推导了悬臂板系统压电控制方程 ,利用方程的输入输出矩阵和板系统的固有特性 (包括固有频率和结构阻尼比 ) ,给出一种压电敏感器 /驱动器同位配置的优化方法。该方法根据每个敏感器 /驱动器对相应模态的能观度 /能控度的贡献大小 ,对板系统的每个驱动器输入到敏感器输出相应模态的范数进行适当加权后 ,得到模态范数矩阵 ,并由此利用 2 -范数和无穷 -范数引出敏感器

关键词：挠性板主动振动控制压电敏感器驱动器航天器结构优化配置

基于自适应滤波的压电智能挠性悬臂板振动控制研究

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系统仿真学报 2006年第5期18卷 1311-1313,1318页

作者：邱志成华南理工大学机械工程学院广东广州510641

针对航天器上悬臂外伸的薄板挠性结构附件,如太阳帆板与天线等,在存在建模参数不确定及外部扰动条件下所引起的振动问题,采用压电智陶瓷片作为敏感器执行器根据优化配置准则粘贴布置在挠性悬臂板上,组成压电智能挠性悬臂板控制及测量系... 详细信息

针对航天器上悬臂外伸的薄板挠性结构附件,如太阳帆板与天线等,在存在建模参数不确定及外部扰动条件下所引起的振动问题,采用压电智陶瓷片作为敏感器执行器根据优化配置准则粘贴布置在挠性悬臂板上,组成压电智能挠性悬臂板控制及测量系统,进行了主动振动控制研究。基于分布式压电敏感器和驱动器的悬臂板包括弯曲和扭转振动模态的压电控制方程,在控制算法上采用基于自适应滤波的前馈控制策略,即滤波?xLMS算法,并进行了抑制扰动及振动控制计算机数字仿真研究,结果表明,采用的控制律对于振动快速控制是可行的。

关键词：挠性悬臂板压电智能结构自适应滤波前馈主动振动控制

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旋转柔性梁系统振动频响特性分析及振动抑制

振动与冲击 2008年第6期27卷 75-80,122页

作者：邱志成华南理工大学机械工程学院广州510641

航天器挠性附件或柔性机器人等柔性旋转梁系统的模态阻尼小,由于扰动,或者在调姿及转动时,大幅值的振动将持续很长时间,这将影响系统的稳定性和指向精度,因此,必须对振动进行主动控制。提出一种基于加速度传感器反馈的复合控制算法,快... 详细信息

航天器挠性附件或柔性机器人等柔性旋转梁系统的模态阻尼小,由于扰动,或者在调姿及转动时,大幅值的振动将持续很长时间,这将影响系统的稳定性和指向精度,因此,必须对振动进行主动控制。提出一种基于加速度传感器反馈的复合控制算法,快速控制系统设定点及转动过程的振动。建立挠性旋转梁试验平台,进行了基于加速度传感器和压电片传感器的试验模态激励分析、振动频响特性分析。并根据振动特性选取加速度反馈控制算法的相应参数,利用交流伺服电机驱动器抑制旋转梁设定点的振动、旋转过程的振动主动控制进行了试验研究。试验结果表明采用提出控制方法能够快速地抑制系统的振动,验证了特性分析和提出控制方法的可行性。

关键词：挠性转动梁振动频响特性分析振动主动控制加速度反馈控制实验研究

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基于加速度反馈的挠性智能结构振动主动控制

机械工程学报 2008年第3期44卷 143-151页

作者：邱志成华南理工大学机械工程学院广州510641

空间柔性机器人和航天器挠性附件在转动调姿时或者外部扰动带来的振动问题,尤其是在平衡点小幅值的模态频率上的振动很难控制,这将影响系统的稳定性和指向精度。为解决该问题,提出一种基于加速度传感器信号反馈的非线性控制算法,在理论... 详细信息

空间柔性机器人和航天器挠性附件在转动调姿时或者外部扰动带来的振动问题,尤其是在平衡点小幅值的模态频率上的振动很难控制,这将影响系统的稳定性和指向精度。为解决该问题,提出一种基于加速度传感器信号反馈的非线性控制算法,在理论上分析其稳定性和优越性。由于加速度传感器和压电驱动器或电动机的异位配置带来的相位滞后导致控制系统为非最小相位系统,在提出的加速度反馈控制算法中通过移相技术进行补偿相位滞后,并结合低通滤波器和正位反馈控制以及非线性逻辑积分阻尼器对系统的振动进行快速抑制,尤其抑制平衡点附近小幅值振动。设计并建立压电挠性智能结构试验甲台,利用加速度传感器、压电片和交流伺服电动机驱动器抑制挠性结构振动,对提出的控制方法进行试验比较研究。试验结果表明,采用提出控制方法能够快速地抑制系统的振动,尤其能够快速抑制平衡点小幅值的振动。

关键词：挠性智能结构加速度反馈控制振动主动控制非线性控制

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基于双目视觉的振动测量及控制

振动．测试与诊断 2018年第1期38卷 51-58页

作者：邱志成汪先锋华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641

针对柔性板的低频振动问题,研究了一种基于双目视觉测量其低频振动和反馈的控制方法。采用视觉传感器采集柔性板振动过程中的图像序列,通过图像处理的方法分析图像序列,从而得到柔性板的振动信息。以此信息作为控制反馈信号,采用最小控... 详细信息

针对柔性板的低频振动问题,研究了一种基于双目视觉测量其低频振动和反馈的控制方法。采用视觉传感器采集柔性板振动过程中的图像序列,通过图像处理的方法分析图像序列,从而得到柔性板的振动信息。以此信息作为控制反馈信号,采用最小控制合成算法(minimal control synthesis,简称MCS)抑制柔性板的振动。在相同的条件下,比较MCS算法和比例微分(proportion differentiation,简称PD)算法的控制效果。实验结果验证了基于双目视觉测量和MCS算法的可行性,且MCS算法的控制效果要优于PD算法。

关键词：压电柔性板振动控制双目视觉最小控制合成算法图像处理立体匹配

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线结构光视觉系统标定新法及其振动测控应用

光学精密工程 2019年第1期27卷 230-240页

作者：邱志成肖骏华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641

激光视觉是一种在工业检测领域应用广泛的测量方式,其标定是视觉检测系统搭建的基础。为此,提出了一种新型线结构光视觉系统标定方法。采用张氏标定法完成相机标定,通过提取标定板上的激光条纹特征,根据三面共线条件进行处理完成结构光... 详细信息

激光视觉是一种在工业检测领域应用广泛的测量方式,其标定是视觉检测系统搭建的基础。为此,提出了一种新型线结构光视觉系统标定方法。采用张氏标定法完成相机标定,通过提取标定板上的激光条纹特征,根据三面共线条件进行处理完成结构光平面的标定,并对标准尺寸进行测量以验证标定结果的准确性。接着基于该系统搭建了柔性臂振动测控实验台,并用其对柔性臂振动进行检测,设计了一种非线性控制器抑制柔性臂的振动。实验结果表明,提出的标定方法三维检测精度可达0.1mm,得以应用在柔性臂的振动检测上,设计的控制器也可在短时间内抑制柔性臂的振动,以此验证了标定方法的检测效果和振动抑制的有效性。

关键词：激光视觉系统标定振动检测控制非线性控制

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旋转双柔性压电梁的分层递推模糊振动控制

华南理工大学学报（自然科学版） 2015年第10期43卷 100-107页

作者：邱志成吴传健华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640

行星减速器存在齿轮间隙时驱动旋转双柔性梁结构是一个强耦合、非线性多输入多输出(MIMO)控制系统,针对该系统的振动控制问题,提出一种基于MIMO系统的分层递推模糊控制算法.首先在模糊控制器中引入分层结构,将旋转双柔性梁的系统运行状... 详细信息

行星减速器存在齿轮间隙时驱动旋转双柔性梁结构是一个强耦合、非线性多输入多输出(MIMO)控制系统,针对该系统的振动控制问题,提出一种基于MIMO系统的分层递推模糊控制算法.首先在模糊控制器中引入分层结构,将旋转双柔性梁的系统运行状态划分为不同的区间,进行控制算法设计;然后建立行星减速器驱动旋转双柔性压电梁实验平台,利用压电片驱动器和交流伺服电机复合驱动抑制双柔性梁结构振动,对控制算法进行实验验证.结果表明,与比例加微分(PD)控制算法相比,所提出的分层递推模糊控制算法对结构大幅值振动和小幅值振动都有较快的抑制效果.

关键词：旋转双柔性梁分层递推模糊控制振动控制行星齿轮减速器间隙耦合

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基于加速度反馈的柔性关节机械臂接触力控制

机械工程学报 2002年第10期38卷 37-41页

作者：邱志成谈大龙中国空间技术研究院北京控制工程研究所北京100080 中国科学院沈阳自动化研究所

针对柔性关节机械臂从自由空间运动控制过渡到约束空间力控制的过程中,存在冲击、震荡甚至不稳定等问题,利用加速度传感器反馈控制,为柔性关节机械臂的接触力控制在较宽的带宽内提供阻尼,克服了利用单纯速度反馈控制带宽窄的局限。对柔... 详细信息

针对柔性关节机械臂从自由空间运动控制过渡到约束空间力控制的过程中,存在冲击、震荡甚至不稳定等问题,利用加速度传感器反馈控制,为柔性关节机械臂的接触力控制在较宽的带宽内提供阻尼,克服了利用单纯速度反馈控制带宽窄的局限。对柔性关节机械臂的接触力控制进行建模和基于加速度反馈的控制策略分析,并在柔性关节机械臂上进行了接触力控制的试验研究。结果表明,这种方法有效。

关键词：柔性关系机械臂加速度接触力控制机器人

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双连杆柔性机械臂振动主动控制与实验

振动．测试与诊断 2019年第3期39卷 503-511,668页

作者：邱志成李城华南理工大学机械与汽车工程学院

为了对柔性机械臂在外部扰动或工作时产生的振动进行快速抑振,设计并搭建出一套刚柔耦合机械臂实验平台,大臂为刚性臂,小臂为柔性臂。首先,采用粘贴在柔性臂根部的压电陶瓷片测得的振动信号作为反馈信号,伺服电机用作驱动器带动减速器... 详细信息

为了对柔性机械臂在外部扰动或工作时产生的振动进行快速抑振,设计并搭建出一套刚柔耦合机械臂实验平台,大臂为刚性臂,小臂为柔性臂。首先,采用粘贴在柔性臂根部的压电陶瓷片测得的振动信号作为反馈信号,伺服电机用作驱动器带动减速器驱动机械臂;其次,对柔性臂由于外部激励产生的振动,分别设计了基于输入整形技术(input shaping technology,简称IST)的前馈控制器和基于广义最小方差自校正控制(generalized minimum variance self-tuning controller,简称GMVSTC)的控制算法,对柔性臂振动进行主动控制实验研究;最后,为了验证控制算法的效果,对采用常规比例微分(proportion differentiation,简称PD)控制实验进行对比。实验结果表明,输入整形和自校正控制算法可大幅减少柔性臂振动的时间,均可对柔性臂的振动进行快速抑振。

关键词：柔性机械臂振动控制输入整形广义最小方差自校正控制