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改进型负输入成形主动振动控制

宇航学报 2013年第10期34卷 1346-1352页

作者：赵志刚梁磊赵阳哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

针对柔性结构的主动振动控制问题,提出了一种改进型负输入成形方法。该方法设计成形器的脉冲序列包含多个正负依次交替的脉冲,通过所选择的脉冲数目和系统振动频率与阻尼比构成封闭形式解来直接确定成形器。与正输入成形方法相比可以改... 详细信息

针对柔性结构的主动振动控制问题,提出了一种改进型负输入成形方法。该方法设计成形器的脉冲序列包含多个正负依次交替的脉冲,通过所选择的脉冲数目和系统振动频率与阻尼比构成封闭形式解来直接确定成形器。与正输入成形方法相比可以改善系统的上升时间,而与传统的负输入成形方法相比不需要对时间约束条件进行优化。改进型负输入成形器所包含的脉冲个数可以自由选择,具有设计简单、灵活的优点。将其通过柔性机械臂进行仿真验证,结果表明:所提出的方法有效且可以快速实现振动抑制。

关键词：柔性结构主动振动控制输入成形改进型负输入成形前馈控制

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基于输入成形的挠性航天器自适应滑模控制

航空学报 2013年第8期34卷 1906-1914页

作者：苗双全丛炳龙刘向东北京理工大学自动化学院北京100081 北京理工大学复杂系统智能控制与决策重点实验室北京100081

针对大型挠性航天器姿态机动过程中的振动抑制问题,提出一种输入成形(IS)与自适应滑模控制(ASMC)相结合的控制策略。该控制策略利用输入成形抑制标称挠性系统的残余振动,并通过滑模控制保证实际系统在参数不确定性和外部干扰的影响下实... 详细信息

针对大型挠性航天器姿态机动过程中的振动抑制问题,提出一种输入成形(IS)与自适应滑模控制(ASMC)相结合的控制策略。该控制策略利用输入成形抑制标称挠性系统的残余振动,并通过滑模控制保证实际系统在参数不确定性和外部干扰的影响下实现对标称系统的跟踪,解决了输入成形对参数不确定性和外部干扰的敏感性问题。进一步采用自适应技术去除了滑模切换增益对参数不确定性和干扰上界的先验性要求。仿真结果表明,在参数不确定性和外界干扰的影响下,该控制方法能够保证在完成姿态机动的同时抑制航天器的挠性振动。

关键词：输入成形滑模控制自适应控制挠性航天器振动抑制

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刚柔耦合系统的输入成形控制

哈尔滨工业大学学报 2011年第3期43卷 7-11页

作者：孔宪仁杨正贤张锦绣兰盛昌哈尔滨工业大学卫星技术研究所哈尔滨150080

为实现对大范围运动刚柔耦合系统的振动抑制,提出基于一次近似动力学模型的输入成形控制方法.针对中心刚体-柔性旋臂梁系统,在变形位移的描述中计及纵向变形的二次耦合项,建立一次近似动力学模型用于振动控制.考虑到大范围运动刚柔耦合... 详细信息

为实现对大范围运动刚柔耦合系统的振动抑制,提出基于一次近似动力学模型的输入成形控制方法.针对中心刚体-柔性旋臂梁系统,在变形位移的描述中计及纵向变形的二次耦合项,建立一次近似动力学模型用于振动控制.考虑到大范围运动刚柔耦合系统中柔性梁有别于结构动力学中定边界梁的模态特性,设计抑制柔性振动的鲁棒多模态输入成形器.仿真结果表明,该策略在完成大角度机动的同时成功地抑制了柔性梁的振动.

关键词：输入成形大范围运动刚柔耦合振动抑制数值仿真

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挠性航天器旋转机动的输入成形变结构控制

系统工程与电子技术 2006年第5期28卷 727-730页

作者：王庆超岑小锋马兴瑞哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001 中国航天科技集团公司北京100830

研究了挠性航天器单轴旋转机动的输入成形变结构控制方法。该方法首先根据带扰动估计的滑模控制(SMCPE)方法,导出了针对刚体模型设计的、对系统模型不确定性以及非线性扰动具有较强鲁棒性的SM-CPE控制律,并在分析等效系统的基础上,提出... 详细信息

研究了挠性航天器单轴旋转机动的输入成形变结构控制方法。该方法首先根据带扰动估计的滑模控制(SMCPE)方法,导出了针对刚体模型设计的、对系统模型不确定性以及非线性扰动具有较强鲁棒性的SM-CPE控制律,并在分析等效系统的基础上,提出了基于输入成形的变结构控制方案。该方案通过指令的输入成形,使得航天器能按照指定的性能机动,同时对机动过程中的弹性振动和残余振动具有较快的抑制作用。指令的输入成形是通过不断地改变滑动模超平面实现的,本文给出了一种改变该超平面的分段取固定值的算法。同时给出了设计该控制律的数字仿真实例,并作了比较,仿真结果验证了该设计的有效性。

关键词：滑模控制输入成形挠性航天器姿态机动

基于输入成形的柔性航天器振动闭环抑制方法研究

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振动与冲击 2010年第3期29卷 72-76页

作者：孔宪仁杨正贤叶东董晓光刘源哈尔滨工业大学卫星技术研究所哈尔滨150080

针对柔性航天器姿态机动时柔性附件的振动抑制问题,提出一种基于输入成形和反馈控制联合的主动振动抑制策略,在保证航天器完成指定的姿态机动的同时抑制对系统影响较大的挠性附件的振动。考虑到柔性附件模态变量难以测得以及存在外界干... 详细信息

针对柔性航天器姿态机动时柔性附件的振动抑制问题,提出一种基于输入成形和反馈控制联合的主动振动抑制策略,在保证航天器完成指定的姿态机动的同时抑制对系统影响较大的挠性附件的振动。考虑到柔性附件模态变量难以测得以及存在外界干扰力矩,设计了只利用姿态信息的反馈控制器,并根据整个闭环系统的振动频率和阻尼比信息设计前馈鲁棒多模态输入成形器,进一步提高闭环系统的性能。仿真结果表明,应用该策略成功地抑制柔性附件的振动及改善系统的机动时间,并使系统性能对参数的摄动具有很强鲁棒性。

关键词：输入成形柔性航天器振动抑制闭环控制鲁棒性

挠性结构的输入成形与分力合成主动振动抑制方法研究

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中国机械工程 2002年第5期13卷 379-383页

作者：陕晋军刘暾哈尔滨工业大学航天工程与力学系

研究了 2种挠性结构的主动振动抑制方法——输入成形法与分力合成法。对 2种方法的基本原理、应用形式和对参数变动的鲁棒性进行了综合分析与比较 ,指出了它们之间的相同点和不同点。

关键词：挠性结构主动振动抑制方法分力合成输入成形

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光学头定位系统的输入成形控制

厦门大学学报（自然科学版） 2001年第Z1期40卷 157-160页

作者：王松席斌厦门大学自动化系福建厦门361005

应用输入成形方法抑制光头在定位时的振动．通过建立光学头机电系统的数学模型，对于无参数摄动和有参数摄动两种情形分别应用零振荡（ＺＶ）和零振荡加微分（ＺＶＤ）两种输入成形控制器进行振动抑制，计算机数值仿真结果表明，该方法... 详细信息

应用输入成形方法抑制光头在定位时的振动．通过建立光学头机电系统的数学模型，对于无参数摄动和有参数摄动两种情形分别应用零振荡（ＺＶ）和零振荡加微分（ＺＶＤ）两种输入成形控制器进行振动抑制，计算机数值仿真结果表明，该方法对于抑制光学头定位过程中的振动具有较好的效果．

关键词：输入成形 ,调制脉冲, 振动抑制

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基于滑模变结构的输入成形控制方法研究

基于滑模变结构的输入成形控制方法研究

作者：吴忠伟长春工业大学

学位级别：硕士

随着科技的发展和社会的不断进步,机器人技术也在不断的产生着日新月异的变化,被越来越多的应用到机械制造业、航空航天、电子工业、汽车工业当中。柔性机械臂是机器人研究中的一类典型机械臂,目前得到了越来越多专家和学者们的普遍重... 详细信息

随着科技的发展和社会的不断进步,机器人技术也在不断的产生着日新月异的变化,被越来越多的应用到机械制造业、航空航天、电子工业、汽车工业当中。柔性机械臂是机器人研究中的一类典型机械臂,目前得到了越来越多专家和学者们的普遍重视和研究。与刚性机械臂相比,柔性机械臂具有质量轻、运动速度快、能耗低等优点。由于柔性机械臂是一个大范围的刚性运动和小幅度的弹性振动相互耦合、时变的复杂非线性系统,因此如何控制机械臂的振动并获得精确的定位引起了国内外许多研究者的兴趣。特别是在工程机械、航空航天等领域对系统控制的精确性和安全性要求较高,因此采取可行有效的方法抑制系统的振动使柔性机械臂能够很好的完成定位跟踪是首要解决的关键性问题。首先,本文针对在水平面内运动的单连杆柔性机械臂系统,基于假设模态法对柔性系统进行离散化,然后应用Lagrange方程对系统进行动力学建模。通过分析研究,建立系统的动力学方程和振动方程。其次,本文针对单连杆柔性机械臂轨迹跟踪控制问题采用了滑模变结构控制算法。使系统的运动点能够从任意状态在有限的时间内到达滑模面,最后稳定地趋于平衡点。设计了滑模超平面和控制律,通过Lyapunov函数证明了系统的稳定性,验证了滑模变结构控制算法对系统参数摄动和外界环境干扰等因素具有很强的鲁棒性。考虑到输入成形技术对柔性机械臂系统振动的控制作用,本文采用基于滑模变结构的输入成形控制方法对单连杆柔性机械臂进行控制。重点研究了输入成形技术的基本原理、设计方法、鲁棒性分析和应用领域。并采用本文提出的控制方法使柔性机械臂能够按照预定的轨迹运动,并且振动得到抑制最终达到使机械臂精确定位的目的。最后,利用matlab软件进行仿真实验分析,证明本文所提方法的有效性。

关键词：输入成形滑模变结构控制柔性机械臂振动抑制轨迹跟踪

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基于路径规划和反推技术挠性航天器姿态控制

华中科技大学学报（自然科学版） 2011年第S2期39卷 227-231页

作者：赖爱芳郭毓周端魏国平南京理工大学自动化学院江苏南京210094

为抑制航天器姿态机动过程中挠性附件的振动,提出了一种基于路径规划和反推技术的姿态自适应控制方案.对航天器姿态机动路径进行规划,以缓解传统控制中快速性和超调量之间的矛盾,并减小姿态机动引起的挠性附件振动.针对航天器姿态动力... 详细信息

为抑制航天器姿态机动过程中挠性附件的振动,提出了一种基于路径规划和反推技术的姿态自适应控制方案.对航天器姿态机动路径进行规划,以缓解传统控制中快速性和超调量之间的矛盾,并减小姿态机动引起的挠性附件振动.针对航天器姿态动力学和运动学构成的具有不确定性的非线性串级系统,基于反推技术设计了一种仅利用输出信息的自适应控制器,并证明了系统全局一致最终有界稳定.在系统具有惯量参数不确定及有界干扰力矩的情况下,设计的控制器能快速抑制挠性附件的振动,实现航天器姿态的快速机动和快速稳定.仿真结果验证了该挠性航天器自适应姿态控制算法的有效性.

关键词：挠性航天器机动路径规划输入成形反推技术自适应控制