提出了一种基于改进指数趋近律的滑模控制器的无人机编队建模与控制方法。首先采用弹性系统模型对无人机编队进行动力学分析, 把每个无人机看作一个质量点, 无人机之间的位置关系可以视为编队控制时的约束力; 在此基础上采用一种固定的通信拓扑, 对编队平衡状态进行分析, 建立无人机编队的动力学模型。同时利用一种基于改进指数趋近律的滑模控制器实现无人机编队协同控制, 以此加快系统稳定的收敛速度, 削弱传统滑模控制器的抖振现象, 保证无人机编队协同控制的稳定性。最后,通过实际无人机编队飞行试验来验证无人机编队动力学模型的可行性与无人机编队控制器的稳定性。
无人机编队 滑模控制器 弹性系统模型 轨迹跟踪 UAV formation sliding mode controller elastic system model trajectory tracking
1 兰州交通大学自动控制研究所，甘肃兰州730070
2 兰州交通大学 甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室，甘肃兰州730070
3 兰州交通大学 交通运输学院，甘肃兰州70070
针对车载卫星与惯性器件的组合导航系统不确定性对导航精度影响较大的问题，依据滤波新息估计量的统计特性与模糊度隶属度函数的控制特性，设计滤波方法实现对组合导航误差的抑制。考虑系统先验知识难以准确获取，首先采用新息自适应估计（Innovation Adaptive Estimation，IAE）方法对当前量测噪声方差进行在线调整；其次根据新息确定量化参数，引入平滑加权残差平方思想（Smoothed Weighted Residual Squared，SWRS）给出表示系统不确定度的权值函数，结合定义的系统不确定度构建模糊隶属度函数；最后将两种改进方法嵌入到无迹卡尔曼滤波（Unscented Kalman Filter，UKF）框架中，对系统噪声方差予以自适应调整，形成适用于处理低成本组合导航系统的模糊IAE-UKF滤波器。设计车载组合导航测试，取不同算法下的组合位置、组合速度进行精度比较。结果表明本文组合导航算法的位置精度及速度精度均得到明显改善，实现了对组合导航误差的抑制，是一种可有效克服系统模型难以准确建立问题的滤波器。
系统不确定度 新息 模糊IAE-UKF滤波器 组合导航 系统模型 system uncertainty innovation fuzzy IAE-UKF filter integrated navigation system model 红外与激光工程
2020, 49(3): 0303008
中国洛阳电子装备试验中心, 河南 洛阳 471003
在开展激光对光电成像系统的干扰实验时, 观察到光电探测器上多组圆环条纹并存的现象, 并采用对光学系统拆解、测量、建模重构和光线追迹的方法揭示了每一组圆环条纹的产生机理。首先, 对实验所用的光学系统进行拆解, 测量各个镜片的曲率半径、厚度、通光孔径等几何结构参数, 并采用TRACEPRO光线追迹软件建立了该光学系统的理论模型。基于该光学系统模型, 追迹大量光线经光学系统传输后在光电探测器上的能量分布, 分析每一种能量组分的来源, 发现多组圆环条纹的出现是由于不同激光能量组分的干涉效应而产生的, 并揭示了产生每组圆环条纹的对应能量组分。文中的研究结果可为激光对光电成像系统的干扰效果评估提供技术支撑。
光电成像系统 圆环条纹 光学系统模型 光线追迹法 optoelectric imaging systems circular fringes model of optical system ray tracing method 红外与激光工程
2017, 46(10): 1003004
1 湖北工业大学 机械工程学院, 武汉430068
2 湖北工业大学 湖北省现代制造质量工程重点实验室, 武汉430068
为了实现对半导体激光器温度的高精度控制, 利用热电制冷器、温度传感器与相应的散热装置, 设计了一套半导体激光器温度控制的实验系统。首先采用热力学分析方法, 对实验系统进行了理论分析, 建立了该温控实验系统数学模型与相应的传递函数;其次, 在取得了半导体激光器温度数据的条件下, 根据模型参量的特点, 提出了一种结合阶跃响应的实验曲线, 应用非线性曲线最小二乘拟合进行模型参量的辨识; 最后利用该模型参量进行了系统仿真和实验验证。结果表明,仿真曲线、拟合曲线与实验曲线结果一致, 拟合的模型参量具有较高的预测精度。这些结果对优化调整温度控制实验是有帮助的。
激光器 温控系统模型 阶跃响应和参量辨识 实验装置 lasers temperature control model step response and parameter identification experiment setup
1 中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 中子物理学重点实验室, 四川 绵阳 621900
为了实现中子波段调节斩盘相位的高速、高精度控制,分析了系统的负载特性并建立了由斩盘实体和驱动电机构成的二质量系统模型.设计了电流、速度和位置串级控制器,根据控制系统的工程设计方法和现代控制理论给出了3个调节器结构选择及参数整定的具体方法.结果表明:在中子斩盘以旋转频率27.5 Hz工作时,其相位控制扰动误差为-1.325 25～1.325 25 μs,稳态误差为 -2.583 μs,符合中子斩波器应用要求.
中子斩波器 相位控制 运动控制器 二质量系统模型 波段偏移 neutron chopper phase control motion controller two-mass load model waveband bias 强激光与粒子束
2015, 27(6): 066002
合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
本文针对传统投影光栅相位法的光学三角法模型进行了改进, 采用直入射光路并配合使用一种简便易行的标定方法, 只需使用相移公式求取相位差, 而不会引入与系统几何位置关系有关的量, 简化了求取高度矩阵的要求。实验结果表明, 新系统模型精度良好, 测量误差为0107 mm。采用该模型和标定方法可以克服传统方法系统模型的局限性, 最大限度减少误差源并提高抗干扰性。
三维轮廓 光栅投影 相位 标定 系统模型 3D profile grating projection phase calibration system model
中国科学技术大学自动化系, 安徽 合肥 230026
研究了不同情况下基于连续测量的随机开放量子系统模型。对于 受到测量影响的不同开放量子系统模型, 分析了模型建立的条件、模型的组成及其影响；对于所简化的模型,分析了其简化的过程；同时对不同模型 之间的关系进行对比分析。基于估计状态的随机开放量子系统的反馈控制,分别对目前已有的开关控制和连 续性控制在本征态之间状态转移的控制思想、所具有的特性、控制效果、适用条件、改进过程等进行了对比 研究。同时还探讨了环境退相干和时间延迟影响下反馈控制器的设计。
量子控制 随机开放量子系统模型 量子连续测量 量子滤波器 量子反馈控制 quantum control stochastic open quantum system models quantum continuous measurement quantum filter quantum feedback control
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
随着国际能源危机的日益紧迫,空间太阳能电站（SPS）概念受到了世界各国的广泛关注，发展SPS，优化能源结构也成为我国解决能源需要的可靠途径。本文对SPS的起源、概念和发展历程进行了阐述，针对当前SPS典型系统模型，分析和总结了SPS的关键技术。结合我国当前的技术水平和未来科技发展的进步，对我国发展SPS提出了设想，采用先进的轻型薄膜聚光设计概念初步提出了一种新型SPS构型，并介绍了该构型的组成、功能及光路设计。该结构大大减小了系统质量，降低了运载的发射成本和发射难度，可为未来我国SPS的发展提供有益补充和借鉴。
空间太阳能电站 聚光薄膜反射镜 系统模型 space Solar Power System(SPS) condensing film reflector system models
为了开发一种有效的激光冲击强化工艺故障诊断系统, 基于声学诊断原理, 对激光冲击强化过程中采集到的声信号进行小波包分析, 提取出能够指示故障状态的声学特征信息, 并验证了其有效性。最后将提取的特征信息结合人工神经网络, 建立了激光冲击强化的故障诊断系统模型。
激光冲击强化 故障诊断 小波包分析 神经网络 系统模型 laser shock processing fault diagnosis wavelet packet analysis neural network system model
