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空间智能桁架的有限时间振动抑制控制
被引量：
6
1
作者
孙延超
李传江
+1 位作者
常雅杰
马广富
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第10期27-34,共8页
航天器结构设计需求趋于轻型化,大挠性空间桁架结构的应用日趋广泛,由于其具有低阻尼、大柔性等特性,在轨运行时容易产生大幅度的振荡,从而影响航天器的正常工作.为抑制传感器/作动器一体化的空间智能桁架结构的振动,基于独立模态空间...
航天器结构设计需求趋于轻型化,大挠性空间桁架结构的应用日趋广泛,由于其具有低阻尼、大柔性等特性,在轨运行时容易产生大幅度的振荡,从而影响航天器的正常工作.为抑制传感器/作动器一体化的空间智能桁架结构的振动,基于独立模态空间理论并结合动态补偿线性化思想设计了基于终端滑模的有限时间控制方法.首先,基于有限元方法建立桁架动力学模型.然后,基于独立模态空间理论能够对各阶模态响应实现解耦的特点设计模态滤波器,利用扩张状态观测器对由外界环境干扰和模型摄动构成的系统总干扰进行实时估计,采用"动态补偿线性化"的思想将桁架动力学模型进行简化.最后,提出了一种结合双幂次趋近律与终端滑模面的有限时间控制器.仿真结果表明,相比于传统的齐次方法有限时间控制器,所提出的振动抑制控制器能够在较短时间内显著降低空间智能桁架结构在受到瞬态干扰力和周期干扰力作用时的模态振动响应幅值.算法具有良好的鲁棒性和有限时间振动收敛特性.
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关键词
挠性振动抑制
智能桁架结构
独立模态空间控制
扩张状态观测器
终端滑模控制
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职称材料
柔性拍动翼的水动力与推进效率研究
被引量：
5
2
作者
刘葳兴
李宁宇
+1 位作者
张之阳
苏玉民
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第11期192-198,共7页
为研究柔性拍动翼的水动力性能及指导仿生推进器的设计,应用自主开发的浸入边界法CFD程序数值模拟了三维柔性翼的非定常绕流问题.在固定的笛卡尔网格上通过基于虚拟网格的边界条件重建算法来施加复杂移动变形边界对流动的影响,以能量的...
为研究柔性拍动翼的水动力性能及指导仿生推进器的设计,应用自主开发的浸入边界法CFD程序数值模拟了三维柔性翼的非定常绕流问题.在固定的笛卡尔网格上通过基于虚拟网格的边界条件重建算法来施加复杂移动变形边界对流动的影响,以能量的视角提出一种对刚性和柔性拍动翼都适用的推进效率数值计算方法,并系统地研究了各参数对三维柔性翼推进性能的影响.结果表明:当变形运动控制参数ε处于2.0~3.5,且弦向变形系数δ为0.1时,柔性拍动翼的推进效率将超过刚性翼;柔性翼性能随变形运动控制参数的变化取决于水动力产生表象之下的涡动力学,包括翼尾缘变形对漩涡脱落的控制和展向涡量输运机制;柔性拍动翼的平均推力随无因次频率k的增大而单调增加,与实验中依靠胸鳍推进的鱼通过增加胸鳍的拍动频率来增加推力的现象是一致的;存在一个使柔性翼的推进效率最高的最优k,即实验中依靠尾鳍推进的鱼存在一个最优斯特劳哈尔数,使效率最佳的特性在模拟中得以体现.
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关键词
拍动翼
浸入边界法
柔性
水动力
推进效率
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职称材料
多Euler-Lagrange系统抑制抖振分布式有限时间包含控制
被引量：
2
3
作者
陈亮亮
李传江
+1 位作者
孙延超
马广富
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第10期49-56,共8页
为了抑制多Euler-Lagrange系统分布式包含控制时控制输出的抖振现象,且实现系统的有限时间收敛,对多EulerLagrange系统的抑制抖振分布式有限时间包含控制方法进行了研究.在系统存在模型不确定性与外界干扰的情形下,采用有限时间滑模控...
为了抑制多Euler-Lagrange系统分布式包含控制时控制输出的抖振现象,且实现系统的有限时间收敛,对多EulerLagrange系统的抑制抖振分布式有限时间包含控制方法进行了研究.在系统存在模型不确定性与外界干扰的情形下,采用有限时间滑模控制方法,结合系统的模型特点,提出了分布式有限时间包含控制算法.首先,通过定义包含控制误差变量和选取合适的高阶有限时间滑模变量,设计了一种分布式有限时间包含控制律.为了实现控制器输出的抑制抖振特性,将符号函数项包含在控制律的导数中,经过积分后,可以得到连续的控制输出.针对系统存在的模型不确定性和外界干扰,设计了自适应估计律对其上界进行估计和补偿.基于图论和矩阵理论,利用Lyapunov方法证明了系统能够在有限时间内稳定,且模型不确定性和外界干扰的估计是有效的.最后,选取多机械臂系统作为模型进行了仿真验证.结果表明,所提控制算法对滑模控制中因不连续的切换项产生的抖振现象有很好的抑制作用,且系统可以在有限时间内实现收敛.
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关键词
多Euler-Lagrange系统
包含控制
分布式控制
抑制抖振
有限时间控制
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职称材料
题名
空间智能桁架的有限时间振动抑制控制
被引量：
6
1
作者
孙延超
李传江
常雅杰
马广富
机构
哈尔滨
工业
大学
航天学院
水下
机器人
技术
重点
实验室
(
哈尔滨工程大学
)
出处
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第10期27-34,共8页
基金
国家自然科学基金(61304005
61174200)
高等学校博士学科点专项科研基金(20102302110031)
文摘
航天器结构设计需求趋于轻型化,大挠性空间桁架结构的应用日趋广泛,由于其具有低阻尼、大柔性等特性,在轨运行时容易产生大幅度的振荡,从而影响航天器的正常工作.为抑制传感器/作动器一体化的空间智能桁架结构的振动,基于独立模态空间理论并结合动态补偿线性化思想设计了基于终端滑模的有限时间控制方法.首先,基于有限元方法建立桁架动力学模型.然后,基于独立模态空间理论能够对各阶模态响应实现解耦的特点设计模态滤波器,利用扩张状态观测器对由外界环境干扰和模型摄动构成的系统总干扰进行实时估计,采用"动态补偿线性化"的思想将桁架动力学模型进行简化.最后,提出了一种结合双幂次趋近律与终端滑模面的有限时间控制器.仿真结果表明,相比于传统的齐次方法有限时间控制器,所提出的振动抑制控制器能够在较短时间内显著降低空间智能桁架结构在受到瞬态干扰力和周期干扰力作用时的模态振动响应幅值.算法具有良好的鲁棒性和有限时间振动收敛特性.
关键词
挠性振动抑制
智能桁架结构
独立模态空间控制
扩张状态观测器
终端滑模控制
Keywords
flexible vibration suppression
intelligent truss structure
independent modal space control
extended state observer
terminal sliding-mode control
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
柔性拍动翼的水动力与推进效率研究
被引量：
5
2
作者
刘葳兴
李宁宇
张之阳
苏玉民
机构
水下
机器人
技术
重点
实验室
(
哈尔滨工程大学
)
哈尔滨工程大学
深海
工程
技术
研究中心
出处
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第11期192-198,共7页
基金
国家自然科学基金(51479039)
中国博士后科学基金(2018M631915)
文摘
为研究柔性拍动翼的水动力性能及指导仿生推进器的设计,应用自主开发的浸入边界法CFD程序数值模拟了三维柔性翼的非定常绕流问题.在固定的笛卡尔网格上通过基于虚拟网格的边界条件重建算法来施加复杂移动变形边界对流动的影响,以能量的视角提出一种对刚性和柔性拍动翼都适用的推进效率数值计算方法,并系统地研究了各参数对三维柔性翼推进性能的影响.结果表明:当变形运动控制参数ε处于2.0~3.5,且弦向变形系数δ为0.1时,柔性拍动翼的推进效率将超过刚性翼;柔性翼性能随变形运动控制参数的变化取决于水动力产生表象之下的涡动力学,包括翼尾缘变形对漩涡脱落的控制和展向涡量输运机制;柔性拍动翼的平均推力随无因次频率k的增大而单调增加,与实验中依靠胸鳍推进的鱼通过增加胸鳍的拍动频率来增加推力的现象是一致的;存在一个使柔性翼的推进效率最高的最优k,即实验中依靠尾鳍推进的鱼存在一个最优斯特劳哈尔数,使效率最佳的特性在模拟中得以体现.
关键词
拍动翼
浸入边界法
柔性
水动力
推进效率
Keywords
flapping foil
immersed boundary method
flexibility
hydrodynamic force
propulsive efficiency
分类号
O352 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
多Euler-Lagrange系统抑制抖振分布式有限时间包含控制
被引量：
2
3
作者
陈亮亮
李传江
孙延超
马广富
机构
哈尔滨
工业
大学
航天学院
水下
机器人
技术
重点
实验室
(
哈尔滨工程大学
)
出处
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第10期49-56,共8页
基金
国家自然科学基金(61673135
61403103
61603114)
文摘
为了抑制多Euler-Lagrange系统分布式包含控制时控制输出的抖振现象,且实现系统的有限时间收敛,对多EulerLagrange系统的抑制抖振分布式有限时间包含控制方法进行了研究.在系统存在模型不确定性与外界干扰的情形下,采用有限时间滑模控制方法,结合系统的模型特点,提出了分布式有限时间包含控制算法.首先,通过定义包含控制误差变量和选取合适的高阶有限时间滑模变量,设计了一种分布式有限时间包含控制律.为了实现控制器输出的抑制抖振特性,将符号函数项包含在控制律的导数中,经过积分后,可以得到连续的控制输出.针对系统存在的模型不确定性和外界干扰,设计了自适应估计律对其上界进行估计和补偿.基于图论和矩阵理论,利用Lyapunov方法证明了系统能够在有限时间内稳定,且模型不确定性和外界干扰的估计是有效的.最后,选取多机械臂系统作为模型进行了仿真验证.结果表明,所提控制算法对滑模控制中因不连续的切换项产生的抖振现象有很好的抑制作用,且系统可以在有限时间内实现收敛.
关键词
多Euler-Lagrange系统
包含控制
分布式控制
抑制抖振
有限时间控制
Keywords
multiple Euler-Lagrange systems
containment control
distributed control
chattering reduction control
finite-time control
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
空间智能桁架的有限时间振动抑制控制
孙延超
李传江
常雅杰
马广富
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
柔性拍动翼的水动力与推进效率研究
刘葳兴
李宁宇
张之阳
苏玉民
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
5
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下载PDF
职称材料
3
多Euler-Lagrange系统抑制抖振分布式有限时间包含控制
陈亮亮
李传江
孙延超
马广富
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
2
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职称材料
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