输入饱和下的船舶风帆三自由度控制系统固定时间预设性能滑模控制

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作者 宋健 张兰勇 刘胜 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第10期1936-1945,共10页

针对船舶风帆三自由度控制系统的目标角度跟踪控制过程中存在的外部强风扰动、输入饱和、角度约束问题以及平稳快速跟踪需求,提出了一种考虑输入饱和的固定时间预设性能滑模控制方法(FTSMC-PP-IS).首先,基于双极限齐次性定理(BHP)构建... 针对船舶风帆三自由度控制系统的目标角度跟踪控制过程中存在的外部强风扰动、输入饱和、角度约束问题以及平稳快速跟踪需求,提出了一种考虑输入饱和的固定时间预设性能滑模控制方法(FTSMC-PP-IS).首先,基于双极限齐次性定理(BHP)构建固定时间收敛滑模面,在避免控制律奇异性情况下实现更快的固定时间收敛特性;其次,设计预设性能函数(PPF)以满足系统的三自由度角度约束,并优化跟踪超调量和跟踪误差;再次,设计了固定时间辅助系统来补偿执行器输入饱和偏差.通过分别构建滑模趋近律和等效控制律,保证系统的全局固定时间收敛.值得注意的是,该方法在保证输入饱和下的快速固定时间跟踪的同时,获得了较好的动态特性和稳态特性;最后,通过Lyapunov稳定性理论证明了所提出方法的固定时间收敛特性.数值仿真和原理样机实验证明了所提出方法的可行性和有效性. 展开更多

关键词 船舶风帆三自由度控制系统 固定时间滑模控制 运动控制 输入饱和 预设性能 角度约束 双极限齐次定理

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基于S7-200 PLC的三自由度机械手控制系统设计 被引量：7

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作者 董茂起 于复生 +1 位作者 王雪 孙永亮 《液压与气动》 北大核心 2010年第8期4-5,共2页

设计了基于PLC的三自由度机械手控制系统,该系统具备自动控制和手动控制两种控制方式。用PLC实现了步进电机和电磁换向阀的控制,完成机械手手臂的转动、手臂伸出收回、手爪下放提升及手爪开合等功能,并介绍了相应的硬件和软件设计。

关键词 S7-200 三自由度机械手 控制系统设计

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三自由度直升机奇异系统鲁棒控制 被引量：4

3

作者 刘克平 金晶 陈亮 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1238-1243,共6页

研究了三自由度直升机奇异系统的鲁棒控制。首先提出了三自由度直升机奇异系统问题,然后基于状态空间方法建立三自由度直升机的线性动力学系统模型,并详细分析了系统的鲁棒稳定性,推导并证明了奇异标称自治系统鲁棒渐进稳定的条件。提... 研究了三自由度直升机奇异系统的鲁棒控制。首先提出了三自由度直升机奇异系统问题,然后基于状态空间方法建立三自由度直升机的线性动力学系统模型,并详细分析了系统的鲁棒稳定性,推导并证明了奇异标称自治系统鲁棒渐进稳定的条件。提出了基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒H∞状态反馈控制器设计方法。仿真及实验结果表明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 三自由度直升机 奇异系统 状态空间 LMI 鲁棒H∞状态反馈控制器 仿真及实验

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大型远洋风帆助航船舶航向控制系统仿真 被引量：3

4

作者 徐立 方军庭 王国刚 《中国航海》 CSCD 北大核心 2014年第4期96-99,共4页

针对海风会对风帆助航船舶的航向产生干扰,设计一种稳定的风帆助航船舶航向控制系统。在MATLAB/Simulink平台下对风帆助航船舶的航向控制和不同风况下的保向性进行仿真研究。仿真模型输出的结果表明,运用该航向控制系统可以准确、迅速... 针对海风会对风帆助航船舶的航向产生干扰,设计一种稳定的风帆助航船舶航向控制系统。在MATLAB/Simulink平台下对风帆助航船舶的航向控制和不同风况下的保向性进行仿真研究。仿真模型输出的结果表明,运用该航向控制系统可以准确、迅速地调整航向,同时能够在海风的影响下维持风帆助航船舶的航向稳定性。 展开更多

关键词 水路运输 风帆助航船舶 航向控制系统 保向性 仿真

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三自由度平台电液比例闭环控制系统 被引量：6

5

作者 黎启柏 朱建辉 《液压与气动》 北大核心 2002年第4期19-21,共3页

介绍了一种价格低廉的由计算机控制的三自由度电液比例控制模拟船舰平台。对该平台的结构、电气控制、控制软件也作了简单介绍。可供同类型的设计参考。该文的研究表明 ,充分利用计算机的控制特性及软件的资源 ,由大死区的电液比例阀构... 介绍了一种价格低廉的由计算机控制的三自由度电液比例控制模拟船舰平台。对该平台的结构、电气控制、控制软件也作了简单介绍。可供同类型的设计参考。该文的研究表明 ,充分利用计算机的控制特性及软件的资源 ,由大死区的电液比例阀构成的闭环控制系统也可以获得较好的控制性能。 展开更多

关键词 三自由度平台 闭环控制系统 电液比例控制 计算机控制 模拟船舰平台

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三自由度加载系统高精度加载控制方法试验研究 被引量：1

6

作者 许国山 郑雪梅 +1 位作者 陈琦 王贞 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期23-31,共9页

针对三自由度加载系统,对其控制方法进行了较为系统的研究。对现有较为精确的控制方法进行了分析介绍,利用三自由度拟静力试验加载控制软件,在哈尔滨工业大学大型多功能三自由度加载系统上进行了弯剪试验验证,对比分析竖向基于作动器反... 针对三自由度加载系统,对其控制方法进行了较为系统的研究。对现有较为精确的控制方法进行了分析介绍,利用三自由度拟静力试验加载控制软件,在哈尔滨工业大学大型多功能三自由度加载系统上进行了弯剪试验验证,对比分析竖向基于作动器反馈的力-位移混合控制方法,竖向基于LVDT反馈的力-位移混合控制方法和考虑几何非线性的控制方法的准确性。研究结果表明:考虑几何非线性的控制方法对三自由度加载试验的控制最为准确。 展开更多

关键词 三自由度加载系统 力-位移混合控制方法 几何非线性 控制软件 拟静力试验

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正交三自由度并联机器人控制系统研究 被引量：2

7

作者 张明伟 陈江义 宋雪枫 《机床与液压》 北大核心 2011年第18期83-85,共3页

针对正交三自由度并联机器人,提出一种基于PC机和运动控制卡的控制系统的设计方案。以PC机作为运动控制的核心处理部分,由运动控制卡负责整个运动控制细节,并以VB6.0为工具,开发了具有开放性、通用性、灵活性的运动控制系统软硬件平台。

关键词 三自由度并联机器人 运动控制系统 PC机 运动控制卡

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三自由度加载系统力-位移混合控制方法 被引量：1

8

作者 许国山 陈琦 +2 位作者 朱思宇 王贞 吴斌 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期586-595,共10页

目的研究一类考虑几何非线性的控制器设计问题,改善三自由度加载系统的加载控制效果.方法在传统不考虑耦合作用的外环位移反馈控制基础上,引入非线性变换和外环PI控制器,利用力-位移混合控制的策略实现对试件的精确加载控制.结果笔者提... 目的研究一类考虑几何非线性的控制器设计问题,改善三自由度加载系统的加载控制效果.方法在传统不考虑耦合作用的外环位移反馈控制基础上,引入非线性变换和外环PI控制器,利用力-位移混合控制的策略实现对试件的精确加载控制.结果笔者提出的考虑耦合作用的力-位移混合控制方法通过合理设置外环PI控制器的比例参数和积分参数可保证控制系统稳定,且能够实现对试件水平位移、竖向力和转角的精确加载.结论该方法相比传统方法具有更好的加载控制精度,在三自由度加载控制试验中有广阔的应用前景. 展开更多

关键词 三自由度加载系统 力-位移混合控制方法 耦合作用 非线性变换

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三自由度机械臂增材制造装置及控制系统设计 被引量：5

9

作者 韩兴国 陈海军 +2 位作者 崔立秀 宋小辉 殷国富 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2020年第3期97-103,共7页

针对传统增材制造装置结构单一和打印空间有限的问题,开发了一种三自由度机械臂熔融沉积式增材制造装置。对该装置进行三维建模,其主要包含1个转动关节和2个移动关节,采用θ、ρ和z作为该装置旋转运动、水平运动和垂直运动的参量,基于... 针对传统增材制造装置结构单一和打印空间有限的问题,开发了一种三自由度机械臂熔融沉积式增材制造装置。对该装置进行三维建模,其主要包含1个转动关节和2个移动关节,采用θ、ρ和z作为该装置旋转运动、水平运动和垂直运动的参量,基于圆柱坐标系进行运动建模和运动分析。选用倍福控制器C6920作为三自由度机械臂熔融沉积增材制造装置的控制系统,基于TwinCAT软件进行人机交互界面的开发,采用G代码编写各轴的联动程序,将传统的基于笛卡儿直角坐标系的直线插补转化为基于圆柱坐标系下的插补运算。最后,在三自由度机械臂熔融沉积式增材制造样机上进行了零件打印实验。与传统台式熔融沉积式增材制造装置相比,打印零件在尺寸精度和表面质量方面显著提高。 展开更多

关键词 增材制造 机械臂 三自由度 控制系统 圆柱坐标系 熔融沉积

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基于VC++的三自由度直升机控制实验系统的设计与实现 被引量：2

10

作者 胡俊 姜增如 《实验室研究与探索》 CAS 2006年第9期1049-1051,1114,共4页

根据三自由度直升机实验平台,分析了其固有的特征,即:典型多输入-多输出特性、非线性和强交叉耦合性。在此基础上,建立了系统的数学模型并设计了适合该实验的PID控制器。利用VC++编程环境,对直升机飞行的高度及速度控制进行了实现。实... 根据三自由度直升机实验平台,分析了其固有的特征,即:典型多输入-多输出特性、非线性和强交叉耦合性。在此基础上,建立了系统的数学模型并设计了适合该实验的PID控制器。利用VC++编程环境,对直升机飞行的高度及速度控制进行了实现。实验结果表明,其控制效果达到了预定的指标。 展开更多

关键词 三自由度直升机系统 PID控制器 数学模型 算法

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基于MATLAB和EMC2的平面三自由度并联机构运动分析和控制系统设计 被引量：1

11

作者 苏啸 刘超鹏 李滨城 《农业装备与车辆工程》 2012年第3期53-56,64,共5页

首先对平面三自由度并联机构进行运动学逆解分析,并应用MATLAB软件对该逆解模型进行求解;在此基础上,利用求解结果对EMC2源代码中的运动模块进行修改与编译,并通过硬件配置,最终实现了对样机的运动控制。

关键词 平面三自由度并联机构 开放式控制系统 MATLAB ADAMS EMC2

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基于逆系统的三自由度直升机内模控制设计 被引量：1

12

作者 于春海 潘丰 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第18期236-239,270,共5页

三自由度直升机模型系统是一个典型的非线性、高阶次、多变量、强耦合的多入多出系统,通过数学推导很难获得其逆模型,利用神经网络对任意连续函数很强的逼近能力与逆系统的思想相结合的方法获取三自由度直升机模型系统的逆模型,同时也... 三自由度直升机模型系统是一个典型的非线性、高阶次、多变量、强耦合的多入多出系统,通过数学推导很难获得其逆模型,利用神经网络对任意连续函数很强的逼近能力与逆系统的思想相结合的方法获取三自由度直升机模型系统的逆模型,同时也将一个多入多出、强耦合的非线性系统转化为几个相对独立的单入单出的线性系统。采用内模控制的方法设计控制器,实现对高度角和横侧角的跟踪控制,MATLAB仿真结果表明该方法具有较好的控制效果,半实物仿真也说明该方法的可行性。 展开更多

关键词 三自由度直升机 逆系统 径向基神经网络 内模控制

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PLC船舶辅助机械控制系统的可靠性研究分析 被引量：3

13

作者 罗余庆 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第2期79-81,共3页

传统的系统可靠性分析方法存在着分析精准度低的缺陷,无法满足需求,为此提出PLC船舶辅助机械控制系统可靠性分析方法。依据系统载荷应力与强度之间的干涉情况得到系统的可靠度积分公式,采用高斯积分方法对上述公式进行求解,得到可靠度... 传统的系统可靠性分析方法存在着分析精准度低的缺陷,无法满足需求,为此提出PLC船舶辅助机械控制系统可靠性分析方法。依据系统载荷应力与强度之间的干涉情况得到系统的可靠度积分公式,采用高斯积分方法对上述公式进行求解,得到可靠度值。设计故障树分析算法,将得到的可靠度值引入,计算系统的故障发生概率,实现PLC船舶辅助机械控制系统的可靠性分析。实验结果显示,提出的系统可靠性分析方法分析精准度平均值比传统高出33%。说明提出的系统可靠性分析方法具备极高的有效性。 展开更多

关键词 PLC 船舶 控制系统 可靠性 可靠度 故障概率

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传感器故障下的三自由度直升机滑模控制方法 被引量：3

14

作者 叶鹏 刘斌 胡勇 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第12期61-66,共6页

综合考虑三自由度直升机系统中各自由度之间的关系,将直升机系统分解为驱动子系统和无驱动子系统,建立了相应的三自由度直升机数学模型,模型对可能存在的外部扰动和无驱动子系统传感器故障进行了描述。设计了非线性扩张干扰观测器消除... 综合考虑三自由度直升机系统中各自由度之间的关系,将直升机系统分解为驱动子系统和无驱动子系统,建立了相应的三自由度直升机数学模型,模型对可能存在的外部扰动和无驱动子系统传感器故障进行了描述。设计了非线性扩张干扰观测器消除外部扰动和传感器故障带来的不利影响,设计相应的高阶滑模控制器实现对驱动子系统的跟踪控制,并基于Lyapunov理论证明了系统的稳定性。最后通过实验验证了控制方案对存在传感器故障的三自由度直升机具有良好的控制效果。 展开更多

关键词 三自由度直升机 滑模控制 传感器故障 欠驱动系统

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基于鲁棒控制的三自由度直升机半实物仿真实验 被引量：2

15

作者 胡悦 《兵工自动化》 2016年第1期72-74,82,共4页

针对三自由度直升机系统实验过程中受到外界干扰具有不确定性的问题,设计一种基于鲁棒控制的三自由度直升机半实物仿真实验方法。通过建立三通道姿态运动的动力学模型,利用鲁棒控制方法设计控制律,进行仿真实验,并将鲁棒控制程序用于直... 针对三自由度直升机系统实验过程中受到外界干扰具有不确定性的问题,设计一种基于鲁棒控制的三自由度直升机半实物仿真实验方法。通过建立三通道姿态运动的动力学模型,利用鲁棒控制方法设计控制律,进行仿真实验,并将鲁棒控制程序用于直升机系统实物,利用H∞控制理论设计鲁棒控制算法进行半实物仿真实验。实验结果表明:仿真实验和半实物仿真实验均能较好地控制直升机姿态,系统模型存在不确定性或外界干扰不明确时,鲁棒控制算法仍能使姿态控制系统稳定并满足预期要求。 展开更多

关键词 三自由度直升机系统 鲁棒控制 H∞控制理论 半实物仿真实验

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基于质点动力学模型的三自由度灯体运动控制研究

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作者 金楠 李春文 +1 位作者 姜素霞 曹玲芝 《郑州轻工业学院学报（自然科学版）》 CAS 2007年第2期74-76,112,共4页

针对三自由度灯体运动控制系统的多变量、非线性特征,使用拉格朗日函数法对大型灯体运动进行分析建模,得到了描述三自由度灯体运动规律的动力学方程.对于该模型利用多变量非线性系统的逆系统方法通过输入重定义和反馈替代得到伪线性系统... 针对三自由度灯体运动控制系统的多变量、非线性特征,使用拉格朗日函数法对大型灯体运动进行分析建模,得到了描述三自由度灯体运动规律的动力学方程.对于该模型利用多变量非线性系统的逆系统方法通过输入重定义和反馈替代得到伪线性系统,并利用极点配置的方法进行了控制器设计.计算机仿真实验证明,在灯体大角度运动和质心发生漂移的情况下,系统能够快速准确地逼近期望值,动态特性平滑,控制效果较好. 展开更多

关键词 三自由度灯体 非线性控制 刚体运动 逆系统方法

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三自由度运动仿真平台设计及应用 被引量：10

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作者 魏纳新 彭秀艳 +1 位作者 赵希人 施向宇 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第1期63-65,共3页

详细介绍了船舶三自由度运动仿真平台的控制原理及硬件和软件的工程实现。硬件由运动平台和电控系统构成,电控系统是双闭环反馈控制系统,执行机构是伺服电机,输入信号由计算机中控制软件给出。编制不同的控制软件,平台可以仿真实船不同... 详细介绍了船舶三自由度运动仿真平台的控制原理及硬件和软件的工程实现。硬件由运动平台和电控系统构成,电控系统是双闭环反馈控制系统,执行机构是伺服电机,输入信号由计算机中控制软件给出。编制不同的控制软件,平台可以仿真实船不同的运动历程。最后介绍了平台在船舶运动预报中的应用。 展开更多

关键词 三自由度运动仿真平台 设计 半物理仿真 船舶 电控系统

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基于Simulink的船舶运动控制的仿真研究 被引量：17

18

作者 林叶锦 任光 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第6期837-840,共4页

在介绍水面船舶三自由度运动模型建立方法的基础上,利用Matlab的Sfunction建立了基于Simulink的Abkowitz非线性船舶运动模型,进行了船舶运动控制系统的仿真研究,并给出了仿真结果。对船舶操纵性试验和船舶运动控制规律的研究具有实际意义。

关键词 船舶 运动控制 仿真 SIMULINK 三自由度运动模型

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基于层次分析法的船舶舵机等效性分析 被引量：12

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作者 李冰 朱田 +1 位作者 张玉廷 李莉红 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期434-440,共7页

为了能够更好地检验所建立船舶舵-鳍-襟翼联合控制物理仿真系统的主舵(鳍)/翼舵(鳍)伺服系统在传动方式和驱动方式上与原型系统的相似程度,提出基于相似度原理对系统进行等效性分析的方法。并结合层次分析法原理研究了判断矩阵一致性修... 为了能够更好地检验所建立船舶舵-鳍-襟翼联合控制物理仿真系统的主舵(鳍)/翼舵(鳍)伺服系统在传动方式和驱动方式上与原型系统的相似程度,提出基于相似度原理对系统进行等效性分析的方法。并结合层次分析法原理研究了判断矩阵一致性修正的新方法,从而更好地确定了各子系统权重大小。最后以主舵/翼舵伺服系统为例,对船舶舵-鳍-襟翼联合控制物理仿真系统进行了等效性分析,证明了本文所提方法的可行性。 展开更多

关键词 层次分析法 相似度 船舶舵-鳍-襟翼联合控制系统 仿真系统 等效性分析

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VB在转台位置测控系统上的应用 被引量：3

20

作者 李志远 《舰船科学技术》 北大核心 2003年第2期49-51,共3页

介绍了利用VB编写应用程序 ,通过对ISA接口卡I/O端口的读写来完成基本的数据通讯 。

关键词 VB 转台位置测控系统 三自由度转台 ISA接口 PID控制算法 动态链接库 航空 航天 仿真

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