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基于US-FMT^(*)算法的机械臂路径规划
1
作者 孙栋栋 陈丹 +1 位作者 徐哲壮 章汉林 《电子测量技术》 北大核心 2025年第4期16-24,共9页
针对FMT^(*)算法在机械臂路径规划中搜索效率较低,以及在采样点较少时易规划失败的问题,本文提出了一种基于均匀采样的US-FMT^(*)算法以提高规划成功率和搜索效率。该算法首先采用全局工作空间均匀划分的方式生成随机采样点,增强了算法... 针对FMT^(*)算法在机械臂路径规划中搜索效率较低,以及在采样点较少时易规划失败的问题,本文提出了一种基于均匀采样的US-FMT^(*)算法以提高规划成功率和搜索效率。该算法首先采用全局工作空间均匀划分的方式生成随机采样点,增强了算法在低采样点条件下的性能;随后结合邻节点寻优导向策略,减少规划过程中的冗余节点探索;最后采用节点重连策略优化路径质量。在二维和三维仿真环境中对算法进行实验分析,并在ABB IRB 1200-0.7/7 kg机械臂上进行路径规划实验。在三维路径规划仿真环境中,US-FMT^(*)算法与FMT^(*)算法相比,时间代价减少了约49.7%,路径代价降低了约16.6%,结果表明US-FMT^(*)算法能够有效提高机械臂路径规划的规划成功率,提供优良的路径质量和较低的计算代价,为机械臂运动规划提供一种高效的解决方案。 展开更多
关键词 快速行进树 均匀随机采样 邻节点寻优 节点重连 路径规划
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超高速飞行器自适应模糊超螺旋控制律设计 被引量：1
2
作者 岳晓奎 郭容義 +1 位作者 丁一波 王玉浩 《上海航天（中英文）》 CSCD 2024年第3期17-24,36,共9页
针对超高速飞行器多源扰动下高精强鲁棒控制需求,提出了一种自适应模糊超螺旋控制律。首先,给出控制导向的超高速飞行器姿态模型;其次,采用广义超螺旋算法设计控制器,实现滑模变量与跟踪误差的高精收敛;同时,引入高阶齐次观测器估计飞... 针对超高速飞行器多源扰动下高精强鲁棒控制需求,提出了一种自适应模糊超螺旋控制律。首先,给出控制导向的超高速飞行器姿态模型;其次,采用广义超螺旋算法设计控制器,实现滑模变量与跟踪误差的高精收敛;同时,引入高阶齐次观测器估计飞行器复杂扰动,并在控制律中做前馈补偿以提高算法鲁棒性。针对控制增益选取问题,基于模糊算法,通过融合专家经验,建立控制增益与滑模变量直接关联。相较传统自适应方法,该自适应律可实现控制增益快速调节整定,同时兼顾系统响应速度、鲁棒性与抖振抑制需求。最后,以考虑复杂多源干扰的超高速飞行器为对象进行仿真,结果证明了自适应模糊超螺旋控制律的有效性。 展开更多
关键词 超高速飞行器 广义超螺旋算法 高阶齐次观测器 模糊算法 自适应控制
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煤矿无轨胶轮车轨迹跟随控制方法
3
作者 胡宇 《煤矿机械》 2025年第8期105-108,共4页
针对无轨胶轮车在运输过程中因矿井空间受限、通道情况复杂、光线偏暗等原因导致较多安全隐患的问题,助力智慧矿山自动化技术应用,提出了一种煤矿无轨胶轮车轨迹跟随控制方法。结合无轨胶轮车运动学模型,采用双曲正切函数设计车辆的位... 针对无轨胶轮车在运输过程中因矿井空间受限、通道情况复杂、光线偏暗等原因导致较多安全隐患的问题,助力智慧矿山自动化技术应用,提出了一种煤矿无轨胶轮车轨迹跟随控制方法。结合无轨胶轮车运动学模型,采用双曲正切函数设计车辆的位置控制律,选取合适滑模切换函数设计车辆的姿态控制律,且都进行收敛性证明;同时,考虑该系统为双闭环系统,通过线性二阶微分器处理系统中间信号量,进行了系统稳定性证明。MATLAB/Simulink仿真表明,该方法在逻辑上能在50 ms内响应系统,快速收敛初始误差,系统能在1~2 s内快速达到跟随控制状态,保证良好的路径跟随性能。 展开更多
关键词 无轨胶轮车 轨迹跟随控制 双曲正切函数 滑模切换 双闭环系统 线性二阶微分器
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基于D类功放的定向声频系统设计
4
作者 张显才 高敬祥 王蕾 《山西电子技术》 2024年第3期21-23,47,共4页
为解决传统声音传播发散性和无指向性所带来的噪声扰民问题,设计实现了一种以超声波为载体,依据其具有波束窄、指向性强的特点和空气非线性实现的自解调原理,以D类功率放大器为核心的定向声频系统。经过实际使用,该系统工作稳定,定向性... 为解决传统声音传播发散性和无指向性所带来的噪声扰民问题,设计实现了一种以超声波为载体,依据其具有波束窄、指向性强的特点和空气非线性实现的自解调原理,以D类功率放大器为核心的定向声频系统。经过实际使用,该系统工作稳定,定向性好,可以较好的解决噪声扰民问题。 展开更多
关键词 超声波 定向声频 D类功放
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基于多维泰勒网的欠驱动AUV双闭环姿态反步控制方法 被引量：2
5
作者 王光辉 王伟然 +1 位作者 王龙 徐正涛 《电子设计工程》 2024年第24期11-15,共5页
该文针对欠驱动水下机器人(AUV)在水下动态对接时同速跟踪的姿态控制问题展开研究,设计了一种基于多维泰勒网的欠驱动AUV双闭环姿态反步控制方法。基于多维泰勒网的跟踪函数,设计内环多维泰勒网控制律,调整欠驱动AUV姿态角的变化速度,... 该文针对欠驱动水下机器人(AUV)在水下动态对接时同速跟踪的姿态控制问题展开研究,设计了一种基于多维泰勒网的欠驱动AUV双闭环姿态反步控制方法。基于多维泰勒网的跟踪函数,设计内环多维泰勒网控制律,调整欠驱动AUV姿态角的变化速度,保证对接的精度。利用反步法设计外环反步控制器,调整欠驱动AUV的姿势角,使其航向实时跟踪动态变化的回收船位置,以提升复杂水文环境下对接的成功率。仿真结果表明,该文设计的方法能够实现欠驱动AUV姿态角与调整速度的精确控制,在外部水流扰动环境下具有较好的动静态跟踪能力,具有较高的一次对接成功率。 展开更多
关键词 欠驱动AUV 动态对接 双闭环姿态控制 多维泰勒网控制 反步控制
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多源数据融合下无人飞行器最优滑模姿态控制 被引量：2
6
作者 鞠玲 蒋中军 丁安琪 《电子设计工程》 2024年第16期143-146,151,共5页
为解决姿态角速度过大造成的飞行器偏航问题,实现无人飞行器滑模姿态的有效控制,对多源数据融合下的无人飞行器最优滑模姿态控制方法展开研究。计算动态时间弯曲距离,联合数据时空关联度,确定加权参数取值范围,实现飞行器滑模姿态的多... 为解决姿态角速度过大造成的飞行器偏航问题,实现无人飞行器滑模姿态的有效控制,对多源数据融合下的无人飞行器最优滑模姿态控制方法展开研究。计算动态时间弯曲距离,联合数据时空关联度,确定加权参数取值范围,实现飞行器滑模姿态的多源数据融合。求解姿态坐标转换标准,根据力与力矩的求解结果,推导最优控制方程表达式,实现对无人飞行器最优滑模姿态的控制。对比实验结果表明,该方法作用下,姿态角速度波动幅度控制在-10~10 deg/s数值区间之内,较好地解决了飞行器偏航问题,符合有效控制无人飞行器滑模姿态的实际应用需求。 展开更多
关键词 多源数据融合 无人飞行器 滑模姿态 弯曲距离 时空关联度 加权参数
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基于MPPT的光伏电站并网电能质量跟踪控制系统 被引量：2
7
作者 劳嘉雯 李汝钦 《电子设计工程》 2024年第18期62-65,70,共5页
为解决在光伏并网过程中受功率震荡影响电能波动较大,电压、电流不达标的问题,实现对并网电能的准确跟踪与控制,设计基于MPPT的光伏电站并网电能质量跟踪控制系统。将单片机模块、电量脉冲跟踪检测设备接入光伏电站的并网控制电路之中,... 为解决在光伏并网过程中受功率震荡影响电能波动较大,电压、电流不达标的问题,实现对并网电能的准确跟踪与控制,设计基于MPPT的光伏电站并网电能质量跟踪控制系统。将单片机模块、电量脉冲跟踪检测设备接入光伏电站的并网控制电路之中,完成跟踪控制系统的硬件方案设计。基于MPPT评价指标的稳定性要求,求解功率振荡系数,定义跟踪控制任务指令,联合各级硬件应用设备,完成光伏电站并网电能质量跟踪控制。对比实验结果证明,上述控制系统的应用,可在光伏并网功率震荡条件下控制电力系统电压与标准值的差距低于60 V,电流标准差低于5 A,解决了电能波动大及电压、电流不达标的问题,可以实现对并网电能的准确跟踪与控制。 展开更多
关键词 MPPT算法 光伏电站 并网电能 质量跟踪 电量脉冲 功率振荡系数
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基于STM32的微型飞行器飞行稳定控制系统设计 被引量：5
8
作者 马文来 术守喜 薛红芳 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2015年第7期122-124,共3页
设计了一种微型飞行器飞行稳定控制系统,该系统以STM32单片机为主控,实时检测微型飞行器飞行过程中的俯仰角、航向角、横滚角等飞行参数,通过飞行控制、姿态测量、通信传输和控制显示等模块数据交联,确定其准确姿态和位置,可实现飞行的... 设计了一种微型飞行器飞行稳定控制系统,该系统以STM32单片机为主控,实时检测微型飞行器飞行过程中的俯仰角、航向角、横滚角等飞行参数,通过飞行控制、姿态测量、通信传输和控制显示等模块数据交联,确定其准确姿态和位置,可实现飞行的精准控制和定点巡航功能,并保证飞行器的安全可靠。此研究在一定程度上可促进微型飞行器在军事民用等领域的应用。 展开更多
关键词 STM32单片机 稳定控制 实时监测 微型飞行器
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快速模型预测控制用于微型直升机航迹跟踪 被引量：4
9
作者 柯吉 王伟 +1 位作者 李爱军 王长青 《航空工程进展》 CSCD 2015年第3期366-371,共6页
为实现微型共轴无人直升机(MCUH)的航迹跟踪,考虑系统的状态和输入约束,利用非线性模型预测控制(NMPC)技术设计一种快速在线的控制器。首先,简化MCUH的非线性模型,利用系统的微分平坦特性生成满足直升机动力学的可行航迹,沿着该航迹对... 为实现微型共轴无人直升机(MCUH)的航迹跟踪,考虑系统的状态和输入约束,利用非线性模型预测控制(NMPC)技术设计一种快速在线的控制器。首先,简化MCUH的非线性模型,利用系统的微分平坦特性生成满足直升机动力学的可行航迹,沿着该航迹对系统进行线性化,得到近似直升机非线性动力学的线性时变(LTV)模型。然后,将传统输出航迹跟踪NMPC问题转化为LTV-MPC优化问题,降低问题的复杂度,为确保航迹跟踪误差系统的指数渐近稳定,分别设计终端域和终端罚值。最后,通过数值仿真,验证快速在线NMPC策略的可行性。结果表明:设计的预测控制器误差控制精度高、求解速度快,可实现对有约束的时变航迹的跟踪。 展开更多
关键词 非线性模型预测控制 微型直升机 航迹跟踪 线性时变模型 凸优化 终端代价
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基于神经网络干扰观测器的柔性航天器姿态稳定控制 被引量：9
10
作者 岳晓奎 吕佰梁 +1 位作者 刘闯 韩豪泽 《上海航天（中英文）》 CSCD 2022年第4期58-65,共8页
本文针对柔性航天器在惯性参数未知、外界干扰、输入饱和等复杂条件下的姿态控制问题,提出了1种基于神经网络干扰观测器的柔性航天器姿态稳定控制方法。首先,基于包含压电振动抑制输入的柔性航天器姿态动力学模型,构建了包含外界干扰、... 本文针对柔性航天器在惯性参数未知、外界干扰、输入饱和等复杂条件下的姿态控制问题,提出了1种基于神经网络干扰观测器的柔性航天器姿态稳定控制方法。首先,基于包含压电振动抑制输入的柔性航天器姿态动力学模型,构建了包含外界干扰、惯性参数不确定性的综合扰动项;其次,基于RBF神经网络设计干扰观测器与自适应参数调节律实时地估计综合扰动;再次,设计了1种固定时间收敛且有限时间稳定的非线性滑模控制器,并通过Lyapunov理论进行了稳定性分析;最后,利用航天器闭环姿态动力学系统进行数值仿真。结果表明:所设计的基于神经网络干扰观测器的控制方法可以有效实现航天器的姿态稳定、振动抑制与干扰估计,从而顺利完成航天器的高精高稳控制任务。 展开更多
关键词 柔性航天器 神经网络干扰观测器 固定时间收敛 有限时间稳定 姿态控制
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基于MEMS的惯性导航系统研究与设计 被引量：10
11
作者 张晓玉 丁文武 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第1期56-59,共4页
提出了一种基于MEMS的捷联式惯性导航系统硬件和软件设计方法。设计了以ARM9处理器为核心的硬件平台,介绍了核心处理器及惯性器件的选型,给出了硬件系统组成;提出了基于嵌入式实时操作系统的软件设计方法,给出基于该操作系统的多任务设... 提出了一种基于MEMS的捷联式惯性导航系统硬件和软件设计方法。设计了以ARM9处理器为核心的硬件平台,介绍了核心处理器及惯性器件的选型,给出了硬件系统组成;提出了基于嵌入式实时操作系统的软件设计方法,给出基于该操作系统的多任务设计方法及导航算法流程;该导航系统能够实现MEMS信息的实时提取、计算、位姿输出。 展开更多
关键词 MEMS 捷联式惯性导航 实时操作系统 导航算法
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平台稳定回路的变结构控制 被引量：7
12
作者 伍小芹 黄德鸣 《海南大学学报（自然科学版）》 CAS 2001年第2期132-135,共4页
分析了平台稳定回路的特点及其存在的矛盾 ,介绍了PID控制和滑模变结构控制 ,通过仿真 ,比较 2种控制方法的仿真结果 .滑模变结构控制在超调量、快速性、抗干扰性和稳定性方面较PID控制有所改进 .
关键词 变结构控制 PID控制 平台稳定回路 超调量 惯性导航系统 抗干扰性
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基于DSP的无刷直流电机位置伺服系统设计 被引量：15
13
作者 程时兵 王炜 《电子设计工程》 2016年第5期110-112,共3页
舵机作为一种典型的位置伺服系统,是智能化精确制导弹药飞行控制系统的关键部件,其性能的优劣直接影响制导武器的制导精度。本文以先进的数字信号处理器TMS320F2812为主控制芯片,采用稀土永磁无刷直流电动机作为驱动部件,采取位置闭环... 舵机作为一种典型的位置伺服系统,是智能化精确制导弹药飞行控制系统的关键部件,其性能的优劣直接影响制导武器的制导精度。本文以先进的数字信号处理器TMS320F2812为主控制芯片,采用稀土永磁无刷直流电动机作为驱动部件,采取位置闭环控制方式完成了数字式无刷直流电动控制系统的硬件设计和软件设计。试验结果表明,该系统工作稳定、可靠,具有良好的动态性能和静态特性。 展开更多
关键词 DSP 无刷直流电机 位置闭环控制 舵机
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基于混沌优化机制的无人机航路规划方法研究 被引量：4
14
作者 杨帆 刘蓉 +2 位作者 卫强强 梁瑾 李嘉 《电子设计工程》 2018年第12期157-161,166,共6页
针对无人机航路规划过程中蚁群算法(ACA)极易陷入局部最优解的问题,提出了一种改进混沌蚁群算法(CACA)。它将混沌映射到标准ACA的初始化环节中以此来设置初始信息素值,采用混沌扰动的局部再搜索机制和信息素更新策略,有效克服了局部最... 针对无人机航路规划过程中蚁群算法(ACA)极易陷入局部最优解的问题,提出了一种改进混沌蚁群算法(CACA)。它将混沌映射到标准ACA的初始化环节中以此来设置初始信息素值,采用混沌扰动的局部再搜索机制和信息素更新策略,有效克服了局部最优的缺陷,提高了搜索效率。在整个算法中,通过动态调整调节系数以及引入Ulam_von Neumann混沌映射,进一步缩短搜索空间,加速收敛,同时在ACA中加入目标指标,有效避免了蚂蚁转移中存在的方向模糊,加强其搜索方向。仿真结果表明,CACA可以有效避免局部最优,达到更好的穿透路径,满足了躲避威胁的要求。 展开更多
关键词 无人机 蚁群算法(ACA) 混沌蚁群算法(CACA) 航路规划
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基于信号注入法的永磁同步电机参数辨识对比分析 被引量：1
15
作者 杨公德 陈宇翔 王朋 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期103-112,共10页
为揭示信号注入法中不同信号类型及其频率幅值对永磁同步电机参数辨识精度和控制性能的影响,对方波、梯形波、三角波和正弦波4种信号注入法进行了仿真及实验对比分析。首先,根据注入信号特点将方波和梯形波归为局部恒定信号,将三角波和... 为揭示信号注入法中不同信号类型及其频率幅值对永磁同步电机参数辨识精度和控制性能的影响,对方波、梯形波、三角波和正弦波4种信号注入法进行了仿真及实验对比分析。首先,根据注入信号特点将方波和梯形波归为局部恒定信号,将三角波和正弦波归为全局时变信号,并基于遗忘因子递推最小二乘法构建两类信号注入法的参数辨识模型。其次,仿真分析两类注入信号频率和幅值对待辨识参数的辨识结果影响,综合考虑各待辨识参数的辨识精度,合理选取注入信号的频率和幅值。在此基础上,对比分析4种信号注入法的参数辨识结果,并评估系统控制性能。最后,搭建实验平台进行参数辨识实验验证。结果表明:局部恒定信号注入的参数辨识精度高于全局时变信号注入的参数辨识精度,但前者对系统控制性能影响大于后者对系统控制性能影响,其中梯形波注入具有最高的辨识精度,三角波注入对系统控制性能的影响最小。 展开更多
关键词 参数辨识 信号注入法 局部恒定信号 全局时变信号 遗忘因子递推最小二乘法
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硬式空中加油未对接系统建模与仿真 被引量：2
16
作者 刘洋洋 杨朝星 陆宇平 《电子设计工程》 2014年第10期173-176,共4页
以硬式空中加油未对接系统为对象,考虑了加油机与伸缩管之间的相互作用,运用多体系统动力学中的牛顿-欧拉法对其进行建模。通过分析加油机与伸缩管间的运动约束,求解约束力与约束力矩,得到完整的系统模型。对所建模型进行仿真,仿真结果... 以硬式空中加油未对接系统为对象,考虑了加油机与伸缩管之间的相互作用,运用多体系统动力学中的牛顿-欧拉法对其进行建模。通过分析加油机与伸缩管间的运动约束,求解约束力与约束力矩,得到完整的系统模型。对所建模型进行仿真,仿真结果表明加油机的运动对伸缩管影响较大,证实了考虑管机相互作用的必要性;伸缩管的姿态运动是稳定的,但动态特性较差,并存在纵向与横侧向运动的耦合现象。 展开更多
关键词 导航制导与控制 硬式空中加油 牛顿-欧拉法 约束作用
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一种改进的地形轮廓预测匹配辅助导航算法 被引量：1
17
作者 徐克虎 贺也平 沈春林 《航空计算技术》 2000年第1期9-11,21,共4页
传统的地形轮廓匹配 (TERCOM )辅助导航系统 ,由于其实时性差 ,已不能满足飞行器超低空高速的导航需要。本文引入预测控制的思想 ,提出了一种基于高度特征的地形轮廓预测匹配方法 ,减少了计算量 ,提高了导航系统的实时性和机动性。
关键词 地形轮廓匹配 辅助导航系统 改进 预测控制
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基于DSP无刷直流电动机控制系统设计 被引量：7
18
作者 宋连庆 袁世博 韩兴会 《计算机与数字工程》 2018年第3期596-600,613,共6页
无刷直流电动机具有结构简单,效率高节能等特点使其被广泛应用在经济发展的各项领域,该文以改善无刷直流电机的调速控制性能来作为要求,设计了以浮点型高性能DSP28335为控制核心的电动机转速控制系统。通过了解无刷直流电动机工作原理,... 无刷直流电动机具有结构简单,效率高节能等特点使其被广泛应用在经济发展的各项领域,该文以改善无刷直流电机的调速控制性能来作为要求,设计了以浮点型高性能DSP28335为控制核心的电动机转速控制系统。通过了解无刷直流电动机工作原理,在无刷直流电动机原来基础上设计了电压电流双闭环PID控制系统,从硬件和软件两个方面完成了无刷直流电动机控制系统的设计。控制系统包含无刷直流电动机的硬件驱动电路以及PWM控制调速软件系统。并在Matlab/Simulink中对控制系统进行搭建建模仿真实验,验证了此调速控制系统具有启动稳定迅速、调速性能优良以及控制精度高等优点,具有良好的静态,动态特性以及自适应性。 展开更多
关键词 无刷直流电机 DSP28335 双闭环PID控制 PWM MATLAB
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基于S型加减速的六关节机器人速度平滑控制算法 被引量：2
19
作者 韩媞 《电子设计工程》 2021年第20期6-9,14,共5页
针对机器人在工作过程中实时进行速度控制的目的,需要机器人控制器计算出不超过各物理轴最大加速度和加加速度限制值的速度变化过程。采用了S型加减速算法控制各物理轴从一点坐标到下一点坐标的线性移动,使各物理轴达到独自平滑过渡,满... 针对机器人在工作过程中实时进行速度控制的目的,需要机器人控制器计算出不超过各物理轴最大加速度和加加速度限制值的速度变化过程。采用了S型加减速算法控制各物理轴从一点坐标到下一点坐标的线性移动,使各物理轴达到独自平滑过渡,满足了机器人在实际运行过程中的要求。通过C++程序验证计算出机器人在点到点模式的运动过程中各个物理轴的运动轨迹,其最大误差控制在10-4范围内,具有计算简单、速度过渡平顺可控、运动轨迹精度高等优点。 展开更多
关键词 PTP S型加减速 平滑过渡 运动轨迹 误差约束 速度曲线
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基于RN8302B的多功能表设计
20
作者 张显才 刘延斌 郑勃 《电子设计工程》 2023年第8期123-127,共5页
基于国家电网“三型两网”建设战略部署,推进配电系统向无人化、数字化方向发展,实现配电系统故障可预判的目标,采用电能表计量专用芯片RN8302B和STM32单片机内置FreeRTOS小型操作系统,设计实现了一种可实时检测低压电网三相电压、三相... 基于国家电网“三型两网”建设战略部署,推进配电系统向无人化、数字化方向发展,实现配电系统故障可预判的目标,采用电能表计量专用芯片RN8302B和STM32单片机内置FreeRTOS小型操作系统,设计实现了一种可实时检测低压电网三相电压、三相电流、有功功率、无功功率和视在功率等参数的多功能表,测量参数通过LCD直接显示,并可通过有线或无线通信的方式将测量信息上传,以便进行后续的数据处理、分析以及研判。经测试表明,所有测量参数误差均小于1%,满足配电系统性能检测要求。 展开更多
关键词 多功能表 RN8302B FREERTOS 低压电网
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