【摘 要】
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飞机防滑刹车具有典型的强非线性、强耦合和参数时变等特点,并且跑道环境的干扰容易对飞机的地面滑跑性能造成不利影响.本文提出了一种基于非线性干扰观测器的飞机全电防滑刹车系统滑模控制设计方法.首先,考虑了实际刹车不确定性干扰条件下的防滑刹车动力学建模问题,通过对高阶非线性刹车系统进行反馈线性化处理,简化了基于严格反馈的模型.其次,基于对主轮打滑原因的深入分析,设计了非线性干扰观测器对干扰进行在线估计,并在控制律设计中引入补偿部分.通过构造递归结构的快速终端滑模控制器来跟踪实时变化的最佳滑移率并建立稳定性条件,实
【机 构】
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中南大学自动化学院 长沙410083;鹏城实验室 深圳518000;中南大学自动化学院 长沙410083
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飞机防滑刹车具有典型的强非线性、强耦合和参数时变等特点,并且跑道环境的干扰容易对飞机的地面滑跑性能造成不利影响.本文提出了一种基于非线性干扰观测器的飞机全电防滑刹车系统滑模控制设计方法.首先,考虑了实际刹车不确定性干扰条件下的防滑刹车动力学建模问题,通过对高阶非线性刹车系统进行反馈线性化处理,简化了基于严格反馈的模型.其次,基于对主轮打滑原因的深入分析,设计了非线性干扰观测器对干扰进行在线估计,并在控制律设计中引入补偿部分.通过构造递归结构的快速终端滑模控制器来跟踪实时变化的最佳滑移率并建立稳定性条件,实现了飞机全电防滑刹车系统的有限时间快速稳定并有效抑制了主轮锁定打滑.通过在不同跑道状态下进行模拟仿真,验证了本文提出的飞机防滑刹车控制策略可以有效地提高刹车效率.
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基于蒙特卡罗方法,通过对伽马射线与物质相互作用、放射源、测量电子学系统和防护材料等建模,构建放射线探测与电脉冲产生的物理数学模型,进行模拟数据采集算法程序实现,并结合适当的测量系统场景仿真模型,交互式完成放射线测量数据的模拟采集以及后续的能谱处理.该仿真系统可虚拟仿真单道脉冲幅度分析测量和计算机多道测量实验,可实现混合源、未知源或自定义放射源在不同尺寸晶体下的能量、活度和能谱测量实验项目;可开展铅当量和半价层测量、不同材料防护性能测量评价等实验项目;可用于放射测量仪器开发和测试校准,未知放射源能谱比对等.
为了在有限的空间内,模拟出特种车辆驾驶过程中的各种姿态,研制了一套应用于特种车辆模拟驾驶训练系统的六自由度运动平台.对六自由度运动平台的机械结构进行芨计,使其满足运动行驶过程中的运动姿态模拟;通过嵌入式控制系统设计,实现对运动平台中每个自由度的控制;利用逆解算法求得每个电动缸的位移量,利用洗出算法实现加速度和角位移等状态的体感模拟.经验证,该运动平台具有沉浸感强、精度高、低延迟等特点,可有效完成训练任务.
在使用Bayes方法对系统进行多源先验数据的性能评估时,综合多源先验数据,利用得到的融合先验分布与实验数据得到后验分布,通过对后验分布进行参数估计得到性能评估结果.提出了一种基于 Kullback-Leibler散度的多源先验数据加权融合方法,能够有效整合多源先验数据.使用常用的马尔可夫链蒙特卡罗方法对Bayes后验分布进行参数估计,对比了不同建议分布对抽样结果的影响,提出了一种适用于低维建议分布的自适应构造方法,能够有效选取合适的建议分布函数,提升抽样效率.
针对行星探测器进入段着陆过程中存在干扰影响着陆精度的问题,提出一种基于径向基(Radial Basis Function,RBF)神经网络的分数阶滑模控制方法.基于滑模控制设计探测器进入段轨逆跟踪控制方法,引入分数阶微积分缓解滑模控制产生的抖振,利用RBF神经网络对大气密度不确定于扰进行估计补偿,将该方法应用于火星着陆场景仿真.仿真结果表明:该控制方法能够在未知大气密度不确定干扰下,对探测器着陆轨迹进行精确跟踪,使得行星探测器高精度的到达开伞点,实现行星探测器稳定着陆.
针对仿真系统可信度指标类型多样、指标结果难以向可信度转换的问题,提出一种基于Vague集的可信度指标规范化方法,包括定性与定量2种指标的转化方法;针对可信度Vague值指标综合的问题,给出了基于Vague集的加权算术平均算子与加权几何平均算子,说明了2种算子的应用场合;依据Vague集相似度原理,提出一种可信度Vague值向可信度单值转换的方法,提高了该指标规范化方法的适用性;通过应用于某仿真系统可信度评估中,验证了该方法的有效性与可行性.
粘滑振动是影响钻井速度、安全以及成本的重要限制因素,建立一套可靠的粘滑振动分级模型对于石油钻井的决策至关重要.提出一种基于贝叶斯优化和极端梯度提升eXtreme Gradient Boosting (XGBoost)的新方法来评估近钻头处粘滑振动的严重程度.对近钻头粘滑振动数据进行分级处理;通过时域和频域分析,提取原始数据主要特征向量;建立基于XGBoost的粘滑振动等级识别分类模型,引用贝叶斯算法对XGBoost超参数调优;基于准确率、召回率、F1评分等模型评价指标,利用测试集分别将优化XGBoost模
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