一种雷达天线伺服系统结构与控制的集成设计研究 被引量：15

1

作者 李素兰 黄进 段宝岩 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第19期140-146,共7页

雷达天线的性能主要取决于其伺服系统的设计水平。伺服系统的设计包括结构设计和控制设计两部分,这两部分是相互影响紧密耦合的。一般所采用的设计方法是对结构系统和控制系统先分别设计,然后再根据要求进行调校,这往往会导致产品研制... 雷达天线的性能主要取决于其伺服系统的设计水平。伺服系统的设计包括结构设计和控制设计两部分,这两部分是相互影响紧密耦合的。一般所采用的设计方法是对结构系统和控制系统先分别设计,然后再根据要求进行调校,这往往会导致产品研制的周期长、成本高、性能差、结构笨重,不能保证伺服系统总体的综合性能最优。针对雷达天线伺服系统设计中存在的结构设计与控制设计相分离的问题,提出一种结构与控制集成优化设计的模型,给出求解策略与方法,并进而应用于三个典型例子,取得了满意的结果。数值例子和实物试验都验证了上述雷达天线伺服系统结构与控制的集成设计模型与方法的有效性和正确性。该模型与方法对其他伺服系统的设计也具有一定的参考和借鉴价值。 展开更多

关键词 雷达 结构 伺服机构 集成设计

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结构安全系数和非概率可靠性度量研究 被引量：10

2

作者 乔心州 仇原鹰 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期916-920,共5页

研究了用区间变量描述不确定参数时,结构安全系数和非概率可靠性度量及其相互关系.讨论了中心、非概率及区间三种安全系数的关系.对可靠性指标、集合可靠度两种非概率可靠性度量进行了对比分析.最后建立了安全系数和非概率可靠性度量的... 研究了用区间变量描述不确定参数时,结构安全系数和非概率可靠性度量及其相互关系.讨论了中心、非概率及区间三种安全系数的关系.对可靠性指标、集合可靠度两种非概率可靠性度量进行了对比分析.最后建立了安全系数和非概率可靠性度量的函数关系.研究结果拓展了结构非概率设计理论. 展开更多

关键词 安全系数 非概率可靠性 可靠性指标 集合可靠度 区间变量

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空间可展开天线多态结构分析及优化设计 被引量：4

3

作者 张逸群 杨东武 李申 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第19期162-167,共6页

针对空间可展开天线从收拢态到展开态的多个工位,进行了动、静力性能分析并将其结构设计问题归纳为一个优化问题。通过主动件相应自由度的约束考虑了展开驱动的影响,从而可以准确获得展开过程不同工位固有频率的变化规律。进而,建立了... 针对空间可展开天线从收拢态到展开态的多个工位,进行了动、静力性能分析并将其结构设计问题归纳为一个优化问题。通过主动件相应自由度的约束考虑了展开驱动的影响,从而可以准确获得展开过程不同工位固有频率的变化规律。进而,建立了以可展开天线单元横截面积和索张力为设计变量,以天线结构最低固有频率、频率禁区以及结构强度为约束,以结构重量(或质量)最轻为目标函数的多态结构优化模型。最终求解得到最优的天线结构设计参数。实验及数值分析结果验证了所建立分析模型的准确性和该设计方法的可行性。 展开更多

关键词 可展开天线 结构分析 优化设计 多状态

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一种含混合变量的结构可靠性分析方法 被引量：2

4

作者 乔心州 仇原鹰 张婷 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期764-770,共7页

提出含模糊变量和区间变量的结构可靠性分析方法。基于能度可靠性理论,建立含模糊变量和区间变量的结构可靠性模型,采用最小模糊可靠性指标及最大失效可能度作为含混合变量结构的可靠性度量,给出两种度量指标在特殊情况下的解析求解方... 提出含模糊变量和区间变量的结构可靠性分析方法。基于能度可靠性理论,建立含模糊变量和区间变量的结构可靠性模型,采用最小模糊可靠性指标及最大失效可能度作为含混合变量结构的可靠性度量,给出两种度量指标在特殊情况下的解析求解方法及复杂情况下的优化解法。两个实例计算表明文中方法有效可行。 展开更多

关键词 结构可靠性分析 混合可靠性模型 模糊可靠性指标 失效可能度

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含模糊变量和区间变量的结构可靠性优化设计方法 被引量：2

5

作者 乔心州 仇原鹰 盛英 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期537-541,共5页

提出了基于能度可靠性理论的含模糊变量和区间变量的结构优化设计方法。运用能度可靠性理论建立了含模糊变量和区间变量的结构混合可靠性模型,采用结构的最大失效可能度作为混合模型的可靠性度量,给出最大失效可能度的计算方法,并以混... 提出了基于能度可靠性理论的含模糊变量和区间变量的结构优化设计方法。运用能度可靠性理论建立了含模糊变量和区间变量的结构混合可靠性模型,采用结构的最大失效可能度作为混合模型的可靠性度量,给出最大失效可能度的计算方法,并以混合可靠性模型的最大失效可能度为约束条件建立了混合结构优化设计模型。实例计算表明了本文方法的有效性。 展开更多

关键词 结构可靠性优化 混合可靠性模型 失效可能度 能度可靠性

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大射电望远镜舱索系统的控制与实验 被引量：1

6

作者 保宏 段宝岩 +1 位作者 陈光达 米建伟 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第14期1643-1647,共5页

大射电望远镜(LT)馈源舱的大范围空间扫描运动是通过6根大跨度的绳索收放来完成的。针对系统中的索结构之间强耦合以及模型变结构的特点,推导了输入索和输出索之间的关系矩阵的递推公式,并证明了递推公式的稳定性和收敛性,在此基础上提... 大射电望远镜(LT)馈源舱的大范围空间扫描运动是通过6根大跨度的绳索收放来完成的。针对系统中的索结构之间强耦合以及模型变结构的特点,推导了输入索和输出索之间的关系矩阵的递推公式,并证明了递推公式的稳定性和收敛性,在此基础上提出了一种具有神经网络非参数模型自适应控制的方法,最后通过LT50m室外模型实验证明了该算法的有效性。 展开更多

关键词 大射电望远镜 大跨度绳索 自适应控制 模型实验

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桁架结构概率-非概率混合可靠性拓扑优化 被引量：1

7

作者 乔心州 魏琳娟 仇原鹰 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期402-406,454,共5页

研究了桁架结构概率-非概率混合可靠性拓扑优化问题。建立了以结构重量为目标函数、混合可靠性指标为约束条件的拓扑优化数学模型,针对强度为随机变量和应力为区间变量、强度为区间变量和应力为随机变量两种情况推导了可靠性指标对设计... 研究了桁架结构概率-非概率混合可靠性拓扑优化问题。建立了以结构重量为目标函数、混合可靠性指标为约束条件的拓扑优化数学模型,针对强度为随机变量和应力为区间变量、强度为区间变量和应力为随机变量两种情况推导了可靠性指标对设计变量的灵敏度计算公式。实例结果表明:混合可靠性拓扑优化的截面尺寸和结构重量相对于非概率可靠性优化都更大,使得结构除了能够容许载荷存在一定变异程度外,也允许位移和强度存在一定变异程度。 展开更多

关键词 拓扑优化 结构可靠性 桁架 混合可靠性指标 指标灵敏度

原文传递

伺服系统的结构/控制一体化设计 被引量：3

8

作者 王海红 保宏 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第3期96-99,共4页

在分析了传统伺服系统设计的基础上,提出了伺服系统结构/控制一体化设计方法,建立了含齿隙非线性的伺服系统模型,给出了包含结构参数和控制参数的优化模型,以系统的齿隙为目标函数,采用遗传算法对机械结构参数和控制参数进行了一体化设... 在分析了传统伺服系统设计的基础上,提出了伺服系统结构/控制一体化设计方法,建立了含齿隙非线性的伺服系统模型,给出了包含结构参数和控制参数的优化模型,以系统的齿隙为目标函数,采用遗传算法对机械结构参数和控制参数进行了一体化设计;仿真结果表明:在满足系统跟踪精度要求的前提下,系统的齿隙增加了8.15%和14.5%,降低了齿轮的加工精度;齿轮箱的占用空间减少了3.05%,满足系统要求。 展开更多

关键词 伺服系统 齿隙 一体化设计 遗传算法

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LuGre摩擦模型对伺服系统的影响与补偿 被引量：43

9

作者 周金柱 段宝岩 黄进 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期990-994,共5页

摩擦是影响伺服系统性能的一个主要因素.为了研究摩擦的影响与补偿,本文首先建立了基于动态LuGre摩擦的机电伺服系统模型.根据LuGre模型,构造了一个非线性观测器来估计摩擦力矩.然后,积分反步自适应控制算法被设计从而实现了摩擦补偿和... 摩擦是影响伺服系统性能的一个主要因素.为了研究摩擦的影响与补偿,本文首先建立了基于动态LuGre摩擦的机电伺服系统模型.根据LuGre模型,构造了一个非线性观测器来估计摩擦力矩.然后,积分反步自适应控制算法被设计从而实现了摩擦补偿和负载扰动估计,并使用Lyapunov函数证明了闭环系统的稳定性.仿真结果表明:LuGre摩擦会对伺服系统产生极限环振荡以及低速爬行的影响,并且提出的补偿方法能够降低摩擦对伺服系统性能的影响以及提高了系统的跟踪精度和鲁棒性. 展开更多

关键词 LuGre摩擦模型 摩擦补偿 积分反步自适应控制 伺服系统

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PLC软冗余系统性能分析 被引量：17

10

作者 马伯渊 吕京梅 张志同 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期98-101,共4页

研究了西门子可编程控制器(PLC)软冗余系统的软硬件组成及实现原理。典型的PLC软冗余系统由主/备的CPU、电源、I/O模块和总线等组成。一旦发生故障,备CPU接替主CPU工作,保证系统正常运行。分析了PLC软冗余系统在主CPU、电源、I/O模块和P... 研究了西门子可编程控制器(PLC)软冗余系统的软硬件组成及实现原理。典型的PLC软冗余系统由主/备的CPU、电源、I/O模块和总线等组成。一旦发生故障,备CPU接替主CPU工作,保证系统正常运行。分析了PLC软冗余系统在主CPU、电源、I/O模块和Profibus总线等分别发生故障情况下,不同故障发生时刻引发的软件中断和主备切换过程,得出了相应的主/备切换时间极限值的估算公式。分析了PLC软冗余系统的数据同步过程,得出了数据同步时间的估算公式。通过分析可知,PLC软冗余系统的主备切换时间和数据同步时间较长,适合于对实时性要求不严格的生产过程控制。 展开更多

关键词 软冗余 主备切换 数据同步 可编程控制器 网络故障

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一种自抗扰控制器参数的学习算法 被引量：16

11

作者 武雷 保宏 +1 位作者 杜敬利 王从思 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期556-560,共5页

针对自抗扰控制器(Automatic disturbance rejection controller,ADRC)参数多且耦合性强,参数难于被确定的问题,提出了一种ADRC参数的自动调整算法.该算法以构造的控制性能函数为学习目标,根据参数对性能指标的影响,通过惩罚函数在线不... 针对自抗扰控制器(Automatic disturbance rejection controller,ADRC)参数多且耦合性强,参数难于被确定的问题,提出了一种ADRC参数的自动调整算法.该算法以构造的控制性能函数为学习目标,根据参数对性能指标的影响,通过惩罚函数在线不断更新参数在有界区间内的概率密度分布,使得控制参数最优值的概率密度值最大.通过开环不稳定系统算例和对工业机电驱动器单元(Industrial mechatronic drives unit,IMDU)的控制实验,仿真和实验结果证明了该算法的有效性. 展开更多

关键词 自抗扰控制器 自动调整 控制参数 工业机电驱动器单元

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空间可展开天线展开过程轨迹与控制系统集成设计 被引量：17

12

作者 张逸群 段宝岩 李团结 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期21-28,共8页

针对空间可展开天线展开过程中冲击过大的问题,提出一种天线展开轨迹与控制系统集成设计方法。利用贝塞尔曲线合成驱动索的输入轨迹,通过天线的运动学关系表达式,可以得到天线展开过程的运动输出轨迹。讨论通过改变贝塞尔曲线控制点位... 针对空间可展开天线展开过程中冲击过大的问题,提出一种天线展开轨迹与控制系统集成设计方法。利用贝塞尔曲线合成驱动索的输入轨迹,通过天线的运动学关系表达式,可以得到天线展开过程的运动输出轨迹。讨论通过改变贝塞尔曲线控制点位置得到不同天线展开轨迹的可行性,继而为最优展开轨迹设计提供了依据。并基于天线的动力学分析,给出针对展开天线特点的控制系统设计方案。考虑展开轨迹和控制系统的耦合关系,基于优化的方法同时选择贝塞尔曲线控制点位置及控制器增益系数,达到减小天线在展开过程中所受冲击的目标。讨论优化过程中涉及的设计变量及约束方程表达式,该设计问题的求解方法,并给出了仿真步骤。结合典型算例的数值结果,说明该集成设计方法的有效性和合理性。 展开更多

关键词 可展开天线 展开过程 控制 集成设计

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绳牵引并联机器人工作空间的存在条件证明及一致求解策略 被引量：12

13

作者 刘欣 仇原鹰 盛英 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期27-34,共8页

研究欠约束、完全约束及冗余约束绳牵引并联机器人的工作空间,提出适用于三类约束的绳牵引并联机器人工作空间的一致求解策略。由作用力单向性的共同特点,将力封闭手指抓取机器人的凸条件引入至一般绳牵引并联机器人,得到其可控工作空... 研究欠约束、完全约束及冗余约束绳牵引并联机器人的工作空间,提出适用于三类约束的绳牵引并联机器人工作空间的一致求解策略。由作用力单向性的共同特点,将力封闭手指抓取机器人的凸条件引入至一般绳牵引并联机器人,得到其可控工作空间的存在定理。基于存在定理、凸集理论、线性代数理论和投影定理,以推论的形式给出三类约束绳牵引并联机器人工作空间存在的普遍条件,并进行充分必要性证明。给出工作空间存在的普遍条件为,机器人结构矩阵满秩,且结构矩阵的列矢量与广义外力矢量在空间超平面法向矢量方向上的投影满足方向与大小平衡。根据定理和推论,提出一种适用于三类约束绳牵引并联机器人工作空间的一致求解策略,并应用一致求解策略对三个典型机器人的工作空间进行求解和对比分析。 展开更多

关键词 绳牵引并联机器人 工作空间 一致求解策略 凸集理论 投影定理

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含有齿隙伺服系统的建模与对开环频率特性的影响 被引量：10

14

作者 周金柱 段宝岩 黄进 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第14期1722-1726,共5页

建立了含有齿隙和传动轴柔性信息的伺服系统模型,得到了含有齿隙的伺服系统谐振和反谐振频率计算公式。以一个两级伺服系统为案例,研究了齿隙和减速比分配对伺服系统开环频率特性的影响,得到了一些可以指导工程中伺服系统控制器设计的... 建立了含有齿隙和传动轴柔性信息的伺服系统模型,得到了含有齿隙的伺服系统谐振和反谐振频率计算公式。以一个两级伺服系统为案例,研究了齿隙和减速比分配对伺服系统开环频率特性的影响,得到了一些可以指导工程中伺服系统控制器设计的结论。 展开更多

关键词 齿隙 伺服系统 谐振频率 反谐振频率 控制

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伺服系统摩擦的支持向量回归建模与反步控制 被引量：7

15

作者 周金柱 段宝岩 +1 位作者 黄进 刁玖胜 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1405-1409,共5页

研究了一种伺服系统摩擦建模和控制的新方法.首先,根据实验数据,提出了基于支持向量机回归的自适应库仑摩擦和固定库仑摩擦建模方法,以解决在速度为零时摩擦力矩不连续导致的建模不准确问题.然后应用所建立的摩擦模型,使用反步法设计了... 研究了一种伺服系统摩擦建模和控制的新方法.首先,根据实验数据,提出了基于支持向量机回归的自适应库仑摩擦和固定库仑摩擦建模方法,以解决在速度为零时摩擦力矩不连续导致的建模不准确问题.然后应用所建立的摩擦模型,使用反步法设计了控制器从而实现了摩擦的自适应补偿.通过使用Lyapunov理论证明了闭环系统的稳定性.仿真结果验证了该方法的有效性. 展开更多

关键词 支持向量回归 反步法 摩擦 伺服系统

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一种防空导弹毁伤效果评估仿真方法 被引量：6

16

作者 李申 邵晓东 +1 位作者 贺伟 曹安力 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期2257-2261,共5页

研究了一种配有激光近炸引信的防空导弹毁伤效果评估仿真方法。以仿真软件Vega为基础,实现了弹目交会的视景仿真;应用碰撞检测技术模拟激光近炸引信的目标探测。并利用包围体方法提高碰撞检测速度,解决了目标遗失问题;通过计算破片击中... 研究了一种配有激光近炸引信的防空导弹毁伤效果评估仿真方法。以仿真软件Vega为基础,实现了弹目交会的视景仿真;应用碰撞检测技术模拟激光近炸引信的目标探测。并利用包围体方法提高碰撞检测速度,解决了目标遗失问题;通过计算破片击中目标的数量和部位,实现了对导弹毁伤效果的量化评价。在此基础上,开发了"防空导弹毁伤效果评估"仿真软件,并在导弹引信设计中进行应用,验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 仿真软件 防空导弹 激光近炸引信 杀伤战斗部 毁伤效果 弹目交会 碰撞检测

原文传递

考虑柔索振动影响时索牵引并联机器人的动力学分析与控制 被引量：5

17

作者 杜敬利 崔传贞 +1 位作者 段清娟 保宏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第24期88-92,97,共6页

现有索牵引并联机器人研究中,大多没有考虑柔索振动对系统运行精度的影响。为此,提出一种适用于慢速运动的索牵引并联机器人动力学模型,模型中将柔索的运动分解为稳态运动与小幅振动两部分。系统的期望运动可由柔索的稳态运动来实现,柔... 现有索牵引并联机器人研究中,大多没有考虑柔索振动对系统运行精度的影响。为此,提出一种适用于慢速运动的索牵引并联机器人动力学模型,模型中将柔索的运动分解为稳态运动与小幅振动两部分。系统的期望运动可由柔索的稳态运动来实现,柔索偏离稳态位置的运动可由对应的小幅振动来描述。针对稳态运动和小幅振动分别设计了相应的控制器,稳态运动的控制器保证系统可按期望的轨迹运行,小幅振动的控制器则用来抑制柔索在运动过程中出现的振动,这种振动是不希望出现的。最后,给出了一个数值算例来验证本文动力学模型及控制算法的有效性。 展开更多

关键词 索牵引机器人 时变系统 动力学 轨迹跟踪 振动抑制

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平面冗余并联机器人的综合性能优化设计 被引量：8

18

作者 刘欣 仇原鹰 +1 位作者 盛英 李俊华 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期626-632,共7页

对平面二自由度冗余并联机器人的综合性能优化设计进行了探讨.基于运动学模型,给出了该机器人的雅可比矩阵和最优拓扑构形,分析了结构参数对工作空间和奇异性的影响规律.提出了衡量机器人运动精度、力传递性能、结构刚度和工作空间利用... 对平面二自由度冗余并联机器人的综合性能优化设计进行了探讨.基于运动学模型,给出了该机器人的雅可比矩阵和最优拓扑构形,分析了结构参数对工作空间和奇异性的影响规律.提出了衡量机器人运动精度、力传递性能、结构刚度和工作空间利用率的综合评价指标,建立了以综合评价指标为目标函数,以任务空间和无奇异位形为约束条件的数学优化模型,并采用自适应遗传算法求解.研究为同类机器人的优化设计提供了参考. 展开更多

关键词 冗余并联机器人 工作空间 奇异性 综合性能 优化

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绳牵引并联机器人的静刚度解析 被引量：6

19

作者 刘欣 仇原鹰 盛英 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第13期35-43,共9页

基于微分变换和线几何理论,建立包含关节弹性变形以及绳拉力等因素的绳牵引并联机器人的刚度模型,推导刚度矩阵的数学表达式。模型不仅考虑驱动单元、绳的弹性变形对机构刚度的影响,而且考虑机构在广义外力作用下由末端执行器微分运动... 基于微分变换和线几何理论,建立包含关节弹性变形以及绳拉力等因素的绳牵引并联机器人的刚度模型,推导刚度矩阵的数学表达式。模型不仅考虑驱动单元、绳的弹性变形对机构刚度的影响,而且考虑机构在广义外力作用下由末端执行器微分运动所引起的结构矩阵的变化。通过线矢量的引入,分步求导模型中结构矩阵对末端执行器位姿变分的三维Hessian矩阵。模型表明,绳牵引并联机器人的系统刚度由两部分组成,其中一部分主要取决于绳的几何布置、末端执行器的位姿、驱动支链的物理特性;另一部分表达为结构矩阵相对末端执行器位姿的变分-Hessian矩阵与绳拉力矢量的乘积。大射电望远镜5 m缩尺模型数值仿真与试验结果的对比验证了该方法的正确有效。 展开更多

关键词 绳牵引并联机器人 微分变换 线几何 HESSIAN 矩阵 刚度

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一种新的业务过程管理模型 被引量：9

20

作者 李向宁 郝克刚 赵克 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期104-111,共8页

通过对工作流本质的探讨和对WfMC工作流参考模型的分析,提出了在分解业务过程控制逻辑与应用逻辑的基础上,进一步将控制逻辑分解为路由逻辑与资源管理逻辑的思想.提出了描述资源管理逻辑的资源管理模型.基于资源管理模型提出一种新的过... 通过对工作流本质的探讨和对WfMC工作流参考模型的分析,提出了在分解业务过程控制逻辑与应用逻辑的基础上,进一步将控制逻辑分解为路由逻辑与资源管理逻辑的思想.提出了描述资源管理逻辑的资源管理模型.基于资源管理模型提出一种新的过程管理模型BRM,给出了基于BRM的业务过程管理系统的系统框架和功能模块.与WfMC工作流参考模型的对比表明:BRM模块更清晰,柔性更突出,分解粒度更小. 展开更多

关键词 工作流 业务过程管理 过程模型 资源管理

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