上海市自然科学基金(03ZR14062) 作品数:13 被引量:130 H指数:7 相关作者: 蔡国平 洪嘉振 滕悠优 孙峰 章杰 更多>> 相关机构: 上海交通大学 更多>> 发文基金: 上海市自然科学基金 国家自然科学基金 上海市教育发展基金会“曙光计划”项目 更多>> 相关领域: 理学 航空宇航科学技术 建筑科学 一般工业技术 更多>>
中心刚体-柔性梁系统的旋转运动控制 被引量:7 2005年 中心刚体-柔性梁系统是一个典型的刚柔耦合动力学系统,对其动力学与控制的研究一直是国内外的研究热点问题之一。采用一次近似简化模型对中心刚体-柔性梁系统的旋转运动控制进行研究,其中控制律采用变结构控制方法进行设计。切换面的设计采用最优化方法而得出,控制律的设计采用指数趋近律方法。因为所设计的控制律是模态坐标的函数,而模态坐标不可能通过物理测量直接获得,因此给出一个从物理测量中提取模态坐标的滤波器方法。数值仿真结果显示,模态滤波器能够较好地提取出控制律所需的模态坐标;变结构控制能够使得系统达到所期望的运动状态,并可使柔性梁的残余振动得到抑制。 蔡国平 滕悠优 洪嘉振关键词:变结构控制 周边式对接机构对接捕获阶段的三体力元动力学模型 被引量:8 2004年 在空间交会对接过程中,从首次接触碰撞到完成捕获这一阶段称为对接捕获阶段,对对接捕获阶段动力学性态的研究是空间交会对接技术的关键,建立动力学模型进行仿真是研究的一个有效途径。以有内导向瓣异体同构周边式对接机构为研究对象,从机构的物理模型出发建立了对接捕获阶段的三体力元模型。该模型考虑了缓冲系统六个方向之间的耦合和缓冲系统中齿轮等转动部件惯量的影响。并在动力学仿真软件DADS的接口上开发相应的用户模块,在DADS平台上完成对接过程的动力学仿真。 尤超蓝 洪嘉振 章杰关键词:动力学模型 动力学仿真 周边式对接机构 航天器对接 旋转运动柔性悬臂梁的动力特性及振动主动控制研究 被引量:5 2005年 摘 要:对旋转运动下柔性悬臂梁的动力特性和振动主动控制进行了研究。研究中考虑了 2种动力学模型:零次近似模型和一次近似模型。重点通过算例揭示 2种模型之间的巨大差异以及最优控制方法的有效性。算例结果表明,无控制时,零次近似模型只适用于较小旋转角速度时的情况;对于施加控制的情况,该模型的适用范围可放宽许多。一次近似模型不但能适用于较小角速度的情况,而且能够适用于较大角速度时的情况,且适用于无控制或有控制时的情况。最优控制方法能够使非惯性系下柔性梁的振动得到完全镇定。 蔡国平 洪嘉振关键词:最优控制 存在时滞的柔性梁的振动主动控制 被引量:17 2004年 本文对控制存在时滞的柔性梁的振动主动控制进行研究 .主动控制策略采用独立模态空间控制 ,模态控制律采用离散变结构控制进行设计 .给出了从实际测量中提取模态坐标和将模态控制力转换成实际控制力的方法 ,以及离散切换面和离散变结构模态控制律的确定方法 .由于模态控制律直接通过时滞微分方程而得出 ,因此所给控制方法易于保证控制系统的稳定性 .算例结果显示 ,文中所述控制方法能够有效地对梁的振动进行控制 ;若按无时滞时的控制设计对时滞系统进行控制 ,系统响应有可能出现发散 . 蔡国平关键词:振动控制 独立模态空间控制 变结构控制 时滞 柔性机械臂的时滞最优跟踪控制 被引量:5 2007年 采用最优跟踪控制方法对柔性机械臂线性化主动控制中的时滞问题进行研究。首先采用一种积分变换,将包含时滞项的动力学方程转换成形式上不包含时滞项的标准形式,然后根据最优跟踪控制理论设计控制律。在每一步控制律的计算中,不但包含有当前步的状态反馈,而且包含有前若干步控制的线性组合。文中还给出了一个模态坐标的提取方法。仿真结果显示,若对时滞不处理,控制系统会在很小时滞量时出现发散;当控制系统中的时滞量不大时,本文的线性化时滞控制设计能够取得较好的控制效果;当系统存在较大时滞量时,线性化时滞控制设计的有效范围是有限的。 滕悠优 蔡国平关键词:柔性机械臂 最优跟踪控制 柔性机械臂主动控制中的时滞问题 <正> 近几十年来,众多学者对柔性机械臂的建模理论和主动控制做了大量研究工作。对于建模理论,最新的研究成果显示出,传统的零次近似模型只适用于机械臂大范围运动为低速时的情况,当大范围运动为高速时该模型会产生失效,此时应当采... 蔡国平文献传递 旋转运动柔性梁的假设模态方法研究 被引量:63 2005年 采用假设模态法对旋转运动柔性梁的动力特性进行研究,给出简化的控制模型.首先采用 Hamilton 原理和假设模态离散化方法,在计入柔性梁由于横向变形而引起的轴向变形的二阶耦合量的条件下,推导出基于柔性梁变形位移场一阶完备的一次近似耦合模型,然后对该模型进行简化,忽略柔性梁纵向变形的影响,给出一次近似简化模型,最后将采用假设模态离散化方法的结果与采用有限元离散化方法的结果进行了对比研究.研究中考虑了两种情况:非惯性系下的动力特性研究和系统大范围运动为未知豹动力特性研究.研究结果显示,当系统大范运动为高速时,在假设模态离散化方法中应增加模态数目,较少的模态数目将导致较大误差.一次近似简化模型能够较好地反映出系统的动力学行为,可用于主动控制设计的研究. 蔡国平 洪嘉振单自由度时滞系统振动主动控制 被引量:6 2005年 对单自由度时滞系统主动控制的最优控制方法和变结构控制方法进行了研究,给出了反馈增益的稳定性条件和最大时滞量的解析确定方法,并采用移相技术进行时滞补偿.算例结果显示,移相技术能够较好地对系统中的时滞进行补偿,时滞补偿变结构控制方法的控制效果优于时滞补偿最优控制方法. 孙峰关键词:单自由度系统 时滞补偿 变结构控制 柔性悬臂梁的离散变结构控制 被引量:2 2004年 对柔性梁的振动主动控制进行了研究.主动控制策略采用独立模态空间控制,模态控制律采用离散变结构控制律;给出了从实际测量中提取模态坐标和将模态控制力转换成实际控制力的方法,并给出了离散切换面和离散变结构模态控制律的确定方法.最后结合算例,对文中所给控制方法的有效性进行了验证. 蔡国平 洪嘉振关键词:悬臂梁 离散变结构控制 振动控制 中心刚体-柔性悬臂梁系统的位置主动控制 被引量:13 2004年 以往对中心刚体 柔性悬臂梁系统的主动控制研究多是基于零次近似模型和线性化模型进行的,而且认为零次近似模型为足够精确动力模型,但是已有研究结果显示出,零次近似模型在对系统动力学行为进行描述时存在某些局限性。本文采用一次近似模型对中心刚体 柔性悬臂梁系统的位置主动控制进行研究,其中控制律采用最优跟踪控制理论进行设计。仿真结果显示,传统的零次近似模型存在着失效的可能,最优跟踪控制方法能使中心刚体 柔性悬臂梁系统到达期望的指定位置,并可使系统的残余振动得到抑制。 蔡国平 洪嘉振关键词:最优跟踪控制