删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)

基于反馈线性化的MSCMG转子稳定控制*

本站小编 Free考研考试/2021-12-25

磁悬浮控制力矩陀螺(Magnetically Suspended Control Moment Gyro, MSCMG)是一种用于卫星姿态机动的关键执行机构,其高速转子采用磁轴承支承,无接触、无摩擦,避免了黏滞力矩、静摩擦等问题,具有长寿命、高精度的优点,可以用于航天器的姿态控制[1-5]。单框架磁悬浮控制力矩陀螺(Single Gimbal Magnetically Suspended Control Moment Gyro, SGMSCMG)由单个框架系统和转子系统组成,框架带动高速旋转的转子偏转,从而输出大力矩,矫正航天器的姿态[6]。高速旋转的磁悬浮转子具有强陀螺效应,因此在转子径向两方向偏转控制上存在动力学耦合。此外转子系统与框架系统之间也存在耦合关系,框架运动导致转子出现附加的相对运动,跳动量加大,高速时可能碰撞保护轴承,影响磁悬浮转子系统的稳定性,被称作“动框架效应”,这使得磁悬浮高速转子的动力学行为更加复杂,控制难度增大[7-10]
消除转子系统径向耦合的算法主要包括比例-积分-微分(Proportional-Integral-Differential, PID)交叉控制方法、最小二乘向量积解耦方法、逆系统方法、微分几何方法等[11-14]。其中,PID交叉控制方法将偏转通道耦合部分以交叉项方式引入PID控制中,结构简单,但缺乏有效的参数设计方法,误差不可避免;最小二乘向量积解耦方法、逆系统方法等运算复杂,需要大量的计算资源,限制了其在航天器姿态控制中的广泛应用;微分几何方法设计简单、实时性好,能够有效抑制高速转子径向偏转通道间的耦合,成为研究的热点。基于微分几何原理的反馈线性化控制方法,采用坐标变换完成了磁轴承非线性系统的径向磁轴承通道的解耦和线性化[15],利用反馈线性化对双框架MSCMG的耦合力矩进行解耦[16],将微分几何方法与扩张状态观测器相结合来抑制转子扰动[17]
为了实现转子系统的高精度稳定控制,现有控制算法包括PID算法、自适应控制、H控制、μ控制、滑模控制、内模控制等[18-22]。PID算法易于实现,但是鲁棒性稍差,尤其对于复杂干扰的机动性较差。自适应控制、H控制和μ控制具有较强的鲁棒性,但算法复杂,因计算量大不适合于磁悬浮转子系统控制。滑模控制响应迅速,可以有效抑制干扰,但在变结构切换中容易引起系统抖振。内模控制结构简单、鲁棒性强、参数在线调整方便,文献[23]将内模控制与逆系统解耦控制相结合,实现了转子的高精度控制,文献[24]将前馈解耦控制与内模控制结合,增强了转子系统的抗扰性。相比于传统内模控制,增强型内模控制改进了控制系统的结构,提高了对参数摄动的鲁棒性,可以良好地抑制外部干扰影响,并减少调节参数,更适合应用于磁悬浮转子系统[25]
实际系统中,磁悬浮转子系统存在非线性参数摄动,其降低了转子系统的控制精度,进而影响陀螺输出力矩精度。因此实现转子径向偏转通道的高精度解耦,抑制非线性参数摄动以及框架扰动,增强转子稳定性,提高控制精度是转子控制的重要目的。本文针对磁悬浮转子系统提出反馈线性化增强型内模控制方法,通过反馈线性化消除转子径向偏转耦合,采用增强型内模控制实现转子系统高精度稳定控制。
1 SGMSCMG转子动力学模型 如图 1所示,SGMSCMG主要由2个两自由度的径向磁轴承、2个单自由度的轴向磁轴承、转子、转子高速电机、径向位移传感器、轴向位移传感器、框架、框架电机、角位置传感器、陀螺房及基座组成[26]
图 1 SGMSCMG结构示意图[26] Fig. 1 Structure diagram of SGMSCMG[26]
图选项




径向磁轴承和轴向磁轴承实现转子五自由度全主动控制,即沿XYZ轴的三自由度平动和绕XY轴的两自由度转动;转子高速电机控制转子系统绕轴向的转动;径向位移传感器和轴向位移传感器分别用于监测转子在径向和轴向的位移;框架电机驱动框架转动,带动高速旋转的转子偏转,从而输出大力矩;角位置传感器用于监测框架转动角度[6]
为了建立磁悬浮转子的动力学模型,以转子的几何中心为坐标系的原点O,建立坐标系如图 2所示[23]。令转子的旋转轴为Z轴,转子以Ω速度旋转,X轴的方向由X-指向X+,Y轴的方向由Y-指向Y+,X轴与Y轴构成垂直于Z轴的径向平面。G指向转子重力方向,X轴和Y轴关于Z轴与G方向形成的平面对称,且X轴和Y轴与该平面的夹角都为45°。除磁悬浮转子绕Z轴的转动由电机控制外,其余的5个自由度均由磁轴承控制。磁悬浮力分为径向磁悬浮力和轴向磁悬浮力,如图 2所示,其中,faxfay为径向磁轴承A所产生的磁力,fbxfby为径向磁轴承B所产生的磁力,可以合成X轴和Y轴方向的磁力fxfy,以及X轴和Y轴方向的转动力矩pxpyfz为沿Z轴方向的磁力,xy分别为转子沿X轴和Y轴方向的平动位移,αβ分别为转子绕X轴和Y轴的转动角度,θg为框架旋转角度,ωg为角速度。电磁力可以用电流刚度和位移刚度表示,以径向AX通道为例,表达式为:为位移刚度,为电流刚度,xi分别为该通道的位移与控制电流。
图 2 SGMSCMG坐标系[23] Fig. 2 Coordinate system of SGMSCMG[23]
图选项




理想状态下,转子系统平动与转动之间不存在耦合,当转子绕中心作定点转动时,可以把转子平动和绕中心的转动分开考虑,且转子沿Z轴的平动与其他自由度解耦,控制较为简单,故Z轴的平动不再考虑。根据牛顿第二定律、欧拉动力学方程和转子动力学方程,建立磁悬浮转子动力学模型为
(1)

式中:m为转子的质量;JrxJryJrz分别为转子绕XYZ轴的转动惯量, 由于磁悬浮转子为对称结构,故Jrx=Jry=Jrrlm为从磁悬浮转子中心到径向磁轴承中心的距离; ixiy分别为转子沿X轴和Y轴平动通道的控制电流; iαiβ分别为转子绕X轴和Y轴偏转通道的控制电流。
图 3(a)(b)分别给出了径向各通道(径向AXAYBXBY通道)磁中心处电流刚度与电流的关系和零电流时位移刚度与位移关系曲线,4条曲线分别由径向四通道的测试点拟合而成。由图可见,电流刚度和位移刚度均为非线性参数。实际系统中,由于加工、装配及材料等因素的影响,磁悬浮转子的悬浮位置也不完全处于几何中心,当转子偏移,磁力的非线性则明显增加。考虑到电流刚度和位移刚度的非线性,将电流刚度与位移刚度分为两部分,khki分别为零电流时平衡位置处的位移刚度和磁中心处零电流时的电流刚度,Δkh和Δki分别为位移刚度和电流刚度的非线性变化量。
图 3 电流刚度与位移刚度变化曲线 Fig. 3 Curves of current stiffness and displacement stiffness variations
图选项




,代入式(1)展开得
(2)

由式(2)可得转子动力学模型中的电磁力非线性扰动为
(3)

式中:dxdy分别为X轴和Y轴平动通道干扰;dαdβ分别为X轴和Y轴偏转通道干扰。
由式(2)可知,框架角速度和角加速度只存在于转子的径向偏转运动方程中,因此框架偏转主要影响转子径向偏转。当框架转动后,框架对转子存在牵连运动θg,牵连运动是突然加入的强运动,由于框架与转子的动力学耦合,导致转子出现附加的相对运动。
框架转动对转子径向偏转运动的影响,等效于框架静止时转子受到外部扰动力矩prxpry,力矩的大小取决于框架角速度和角加速度,即
(4)

根据框架的相关参数,如表 1所示,可估计出当转子转速达到额定转速时由框架角速度产生的最大扰动力矩和由角加速度产生的最大扰动力矩,分别为prxa=分别为框架最大角速度和最大角加速度,可见框架角速度产生的扰动远大于角加速度产生的扰动。由于框架运动无明显规律,故对转子而言,其干扰力矩的方向也无规律。要想实现转子稳定悬浮,就要有效抑制外部扰动力矩,以增强转子系统抗干扰能力。
表 1 SGMSCMG设计参数 Table 1 Design parameters of SGMSCMG
参数 数值
转子径向转动惯量Jrr/(kg·m2) 0.082 86
转子轴向转动惯量Jrz/(kg·m2) 0.130 2
框架最大角速度/(rad·s-1) 0.25
框架最大角加速度/(rad·s-2) 14.137
从磁悬浮转子中心到径向磁轴承中心的距离lm/m 0.072 5
转子的额定转速Ω/(r·min-1) 15 000
磁中心处零电流时电流刚度ki/(N·A-1) 600
零电流时平衡位置处位移刚度kh/(N·μm-1) 2.4
转子质量m/kg 16.7


表选项






2 转子径向系统反馈线性化 2.1 转子径向平动反馈线性化 由于转子沿X轴、Y轴的平动表示形式相同,故以X轴的平动为例进行反馈线性化,为方便控制器的设计,采用电流型功放做功率驱动器,根据式(2),定义X轴状态变量xx、输入变量ux和输出变量yx分别为: =ix, yx=xx1
于是,非线性系统(2)的X轴平动状态方程为
(5)

基于微分几何原理的反馈线性化方法,通过状态反馈和坐标变换,在满足全状态反馈线性化的条件下,可将转子径向平动系统转化为完全能控的积分链式伪线性系统[27]
若定义



(6)

定义标量函数h(xx)对于向量场f(xx)的李导数为
(7)

可见, Lg(xx)h(xx)=0,Lf(xx)h(xx)=xx2Lg(xx)·Lf(xx)h(xx)=2ki/m≠0,系统的相对阶rx=2,与变量数相等,可以进行系统全状态反馈线性化。取坐标变换如下:
(8)

定义变量Lg(xx)Lf(xx)h(xx)=2ki/m=AxL2f(xx)·h(xx)=2khxx1/m=Bx,可得虚拟变量vx
(9)

Ax≠0,设计反馈控制率ux=Ax-1(-Bx+vx),故系统变量表示为积分链形式,即
(10)

原系统等效转化为如图 4所示的积分链式伪线性系统。
图 4 径向平动坐标变换 Fig. 4 Coordinate transformation of radial translation motion
图选项




2.2 转子径向偏转反馈线性化 与经典的泰勒级数展开近似线性化方法相比,基于微分几何原理的线性化方法能够解耦多变量耦合系统[27]。由式(2)可知,转子的径向偏转是相互耦合的,将耦合的系统利用微分几何原理进行坐标变换,可以对耦合的系统进行反馈补偿,最终将系统解耦并转化为积分链形式。这里采用电流型功放做功率驱动器,根据式(2),定义偏转状态变量xαβuαβyαβ分别为

转子偏转动力学方程可以表示为
(11)

若定义

则有
(12)

与径向平动处理类似,根据式(7)对式(12)进行如下运算:

系统的相对阶为(2, 2),而2+2=4与系统状态变量的维数相等,因此满足状态反馈线性化的条件,根据微分几何原理,取如下坐标变换:
(13)

定义矩阵:

则虚拟变量为
(14)

由于D(x)≠0,设计反馈控制率为uαβ=
系统变量表示为
(15)

系统解耦并变换为单输入单输出的积分链形式,如图 5所示。
图 5 径向偏转坐标变换 Fig. 5 Coordinate transformation of radial tilt motion
图选项




通过反馈线性化,可以得到4个独立的径向运动系统,由于转子平动和偏转运动的模型相同,这里以转子绕X轴偏转通道为例设计控制器。
3 增强型内模控制器设计 由于系统存在非线性参数摄动,导致建模误差增大,采用传统控制方法(PID交叉控制)、滑模控制等难以保证系统的鲁棒性。增强型内模控制方法改进了内模控制系统的结构,能够弥补系统模型的建模误差,提高对参数摄动的鲁棒性,具有较强的抗干扰性能。因此设计了基于反馈线性化的增强型内模控制方法,控制结构如图 6所示。
图 6 增强型内模控制器结构 Fig. 6 Structure of enhanced internal model control
图选项




图 6中,R(s)为系统输入,Y(s)为系统输出,Gp(s)为实际被控对象,Gm(s)为被控对象内部模型,Em(s)为被控对象内部模型与实际模型之差,GI1(s)和GI2(s)为内模控制器,K为补偿系数,D(s)为扰动。根据图 6,可以得到输出Y(s)的表达式为
(16)

增强型内模控制将建模误差补偿到被控对象的输入端,通过控制器GI2(s)的反馈调节,以及调节补偿系数K,可以提高控制系统对参数摄动的鲁棒性。经过反馈线性化解耦及坐标变换,该通道的被控对象的传递函数为
(17)

为提高控制器抗扰性能,引入低通滤波器F(s)=1/(λs+1)2λ>0,λ为滤波器调节参数,为了方便参数的调节,设计控制器为
(18)

以正弦信号扰动和阶跃信号扰动为例,验证所设计控制器的抗干扰性,定义输出误差函数为
(19)

分析系统的抗干扰性能,令R(s)=0,可得
(20)

假定模型精确,即Gm(s)=Gp(s),将式(17)、式(18)代入式(20)可得
(21)

当干扰为阶跃扰动时,即为干扰幅值,此时稳态误差,因此所设计的闭环控制系统可以无误差地抑制阶跃扰动。当干扰为正弦扰动时,D(s)=ω/(s2+ω2),ω为扰动频率,此时稳态误差,因此所设计的闭环控制系统也可以无误差地抑制正弦扰动。
4 仿真分析 为验证本文方法的有效性和优越性,针对平动控制,将本文方法与传统PID交叉控制方法在MATLAB环境下进行对比仿真。针对偏转控制,与PID交叉控制方法进行对比,仿真参数如表 2所示。
表 2 控制系统仿真参数 Table 2 Simulation parameters of control system
参数 数值
增强型内模控制补偿系数K 100
增强型内模控制滤波器调节参数λ 0.001
PID控制器中比例系数Kp 100
PID控制器中微分系数Kd 12
PID控制器中积分系数Ki 150
交叉环节高通滤波器截止频率ωH/Hz 400
交叉环节低通滤波器截止频率ωL/Hz 80


表选项






4.1 径向平动控制性能仿真 经过陀螺实际设计参数估算,采用如图 7(a)所示幅值为1×10-4 m的不规则干扰来模拟平动通道非线性参数干扰,控制系统仿真参数列于表 2。控制效果如图 7(b)所示,可见采用传统PID交叉控制方法,最大误差为6×10-7 m,而采用本文方法,误差约为1.3×10-7 m,较PID控制减少了近78%。因此,本文方法可以有效抑制非线性参数干扰,提高转子的控制精度。
图 7 径向平动抗扰性能对比 Fig. 7 Disturbance suppression performance comparison of radial translation motion
图选项




4.2 径向偏转控制性能仿真
4.2.1 解耦性能 在仿真系统中,仅输入转子绕X轴偏转的偏转信号,Y轴方向上输入平衡位置信号,得到结果如图 8所示。图 8(a)是输入偏转信号为正弦函数时,X轴和Y轴的偏转情况,可见转子在X轴偏转角度可以良好跟踪输入信号,且跟踪误差小于0.002°,此时Y轴在平衡位置基本不受X轴偏转的影响。图 8(b)是当X轴输入偏转信号为阶跃信号时两轴的偏转情况,X轴可以良好跟踪阶跃信号,跟踪误差小于0.005°,Y轴基本无偏转。因此,本文方法可以实现径向耦合系统的完全解耦,同时具有良好跟踪效果。
图 8 解耦性能分析 Fig. 8 Decoupling performance analysis
图选项





4.2.2 抗扰性能 为了验证径向偏转控制的抗扰性能,选取了正弦扰动和阶跃扰动2种干扰形式。转子偏转所受干扰包含非线性参数摄动干扰以及框架扰动,相比于框架扰动,非线性参数摄动影响较小,故可以忽略不计。为了模拟陀螺框架的角速度或角加速度在连续周期变化下对转子的影响,选取了2种不同频率的正弦干扰信号0.1sin(4πt)°和0.1sin(20πt)°,仿真效果如图 9所示。
图 9 正弦扰动抗扰性能对比 Fig. 9 Disturbance suppression performance comparison of sinusoidal disturbance
图选项




当在0.1sin(4πt)°的干扰信号下,采用PID交叉控制方法约产生1.3×10-6(°)的往复偏转,而采用本文方法,约产生为0.8×10-6(°)的往复偏转,精度提高近38%。当干扰信号的频率提高至10 Hz时,采用PID交叉控制方法产生约6.5×10-6(°)的往复偏转,对比本文方法产生约2.3×10-6(°)的往复偏转,偏转幅度减少了近65%。
对比图 9(a)(b)可知,当干扰频率提高时,采用PID交叉控制方法,转子的偏转幅度增加,控制精度降低。由于PID交叉控制的微分环节会随着频率的增加,增益变大,因此微分项对噪声非常敏感,在处理频率较高的正弦干扰时,会引入较大噪声。但微分环节可以提高控制的响应速度,减少调节时间,如果去除或弱化微分项,系统的响应速度将会受到影响。而本文方法不包含微分项,并且可以弥补系统建模误差,提高系统控制精度,增强抗扰性能。
为了模拟陀螺框架的角加速度突变或角速度变化过快时对转子的影响,干扰采用阶跃形式,取幅值为0.1°的方波信号作为干扰信号,控制效果如图 10所示。对比图 10(a)(b)可知,当采用PID交叉控制方法时,系统可以达到稳定,但在阶跃信号到来时,由于存在微分环节,会导致转子瞬时振动,振动幅度与阶跃干扰信号的幅值有关。而采用本文方法,控制误差稳定在2×10-6(°)以内。因此,综合仿真效果,PID交叉控制方法在高频干扰和阶跃干扰下,微分项的缺点被放大,其机动性较差,而本文方法能够有效抑制干扰,提高系统精度。
图 10 阶跃扰动抗扰性能对比 Fig. 10 Disturbance suppression performance comparison of step disturbance
图选项




5 结论 1) 对于转子径向平动控制,在模拟参数摄动影响干扰下,相比传统PID交叉控制方法,基于反馈线性化的增强型内模控制将输出误差减少近78%。
2) 对于转子径向偏转控制,本文方法可以实现径向偏转系统的完全解耦。在0.1sin(4πt)°正弦干扰下,转子产生的往复偏转幅值较PID交叉控制方法减少近38%;在0.1sin(20πt)°正弦干扰下,转子产生的往复偏转较PID交叉控制方法减少近65%。在阶跃干扰下,采用基于反馈线性化的增强型内模控制方法避免了PID在干扰到来时产生的瞬时振动问题。

参考文献
[1] ZHANG Y, ZHANG J R. Disturbance characteristics analysis of CMG due to imbalances and installation errors[J]. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2014, 50(2): 1017-1026. DOI:10.1109/TAES.2013.120543
[2] CHEN X C, CAI Y W, REN Y, et al. Spacecraft vibration suppression based on micro-gimbal moment of magnetically suspended flywheel with dynamic feedback and feedforward decoupling control[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C-Journal of Mechanical Engineering Science, 2018, 232(21): 3881-3896. DOI:10.1177/0954406217745339
[3] 任元.大型CMG磁悬浮转子系统高稳定度高精度控制方法及实验研究[D].北京: 北京航空航天大学, 2012: 2-19.
REN Y.High-stability and high-precision control method and experimental research on the magnetically suspended rotor system in a large control moment gyroscope[D].Beijing: Beihang University, 2012: 2-19(in Chinese).
[4] CUI P L, HE J X, FANG J C, et al. Research on method for adaptive imbalance vibration control for rotor of variable-speed mscmg with active-passive magnetic bearings[J]. Journal of Vibration and Control, 2017, 23(2): 167-180. DOI:10.1177/1077546315576430
[5] SASAKI T, SHIMOMURA T, SCHAUB H. Robust attitude control using a double-gimbal variable-speed control moment gyroscope[J]. Journal of Spacecraft and Rockets, 2018, 55(5): 1235-1247. DOI:10.2514/1.A34120
[6] TANG J Q, ZHAO S P, WANG Y, et al. High-speed rotor's mechanical design and stable suspension based on inertia-ratio for gyroscopic effect suppression[J]. International Journal of Control, Automation and Systems, 2018, 16(4): 1577-1591.
[7] 魏彤, 房建成. 磁悬浮控制力矩陀螺磁轴承的变工作点线性化自适应控制方法[J]. 机械工程学报, 2007, 43(6): 110-115.
WEI T, FANG J C. Adaptive control based on variant operating-point linearization in magnetic bearings of MSCMG[J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2007, 43(6): 110-115. DOI:10.3321/j.issn:0577-6686.2007.06.020 (in Chinese)
[8] MIN S K, WOO H Y. Acceleration feedforward control in active magnetic bearing system subject to base motion by filtered-XLMS algorithm[J]. IEEE Translations on Control Systems Technology, 2006, 14(1): 134-141. DOI:10.1109/TCST.2005.847337
[9] 魏彤, 房建成. 磁悬浮控制力矩陀螺的动框架效应及其角速率前馈控制方法研究[J]. 宇航学报, 2005, 26(1): 19-23.
WEI T, FANG J C. Moving-gimbal effects and angular rate feed forward control in magnetically suspended rotor system of CMG[J]. Journal of Astronautics, 2005, 26(1): 19-23. DOI:10.3321/j.issn:1000-1328.2005.01.004 (in Chinese)
[10] 魏彤, 房建成. 磁悬浮控制力矩陀螺动框架效应的FXLMS自适应精确补偿控制方法仿真研究[J]. 宇航学报, 2006, 27(6): 1205-1210.
WEI T, FANG J C. Accurate compensation of moving-gimbal effects based on FXLMS algorithm in magnetically suspended control moment gyroscope[J]. Journal of Astronautics, 2006, 27(6): 1205-1210. DOI:10.3321/j.issn:1000-1328.2006.06.017 (in Chinese)
[11] CHEN J, LIU K, CHEN X.Modeling and low power control of active magnetic bearings system[C]//International Conference on Modelling, Identification and Control.Piscataway: IEEE Press, 2011: 319-324.
[12] 孙玉坤, 朱志莹. 三自由度混合磁轴承最小二乘向量积逆模辨识与解耦控制[J]. 中国电机工程学报, 2010, 30(15): 112-117.
SUN Y K, ZHU Z Y. Inverse-model identification and decoupling control based on least squares support vector machine for 3-DOF hybrid magnetic bearing[J]. Proceedings of the CSEE, 2010, 30(15): 112-117. (in Chinese)
[13] FANG J C, REN Y. Decoupling control of magnetically suspended rotor system in control moment gyros based on an inverse system method[J]. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2012, 17(6): 1133-1144. DOI:10.1109/TMECH.2011.2159618
[14] REN Y, FANG J C. High-precision and strong-robustness control for an MSCMG based on modal separation and rotation motion decoupling strategy[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2014, 61(3): 1539-1551. DOI:10.1109/TIE.2013.2257147
[15] WEN T, FANG J C. A feedback linearization control for the nonlinear 5-DOF flywheel suspended by the permanent magnet biased hybrid magnetic bearings[J]. Acta Astronautica, 2012, 79(10): 131-139.
[16] LI H, YANG S, REN H. Dynamic decoupling control of DGCMG gimbal system via state feedback linearization[J]. Mechatronics, 2016, 36: 127-135. DOI:10.1016/j.mechatronics.2016.04.004
[17] LIU C, LIU G, FANG J C. Feedback linearization and extended state observer based control for rotor-AMBs system with mismatched uncertainties[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2017, 64(2): 1313-1322. DOI:10.1109/TIE.2016.2612622
[18] 谢进进, 刘刚, 文通, 等. 双框架磁悬浮控制力矩陀螺磁轴承负载力矩复合补偿的控制[J]. 光学精密工程, 2015, 23(8): 2211-2219.
XIE J J, LIU G, WEN T, et al. Composite compensation for load torque of active magnetic bearing in DGMSCMG[J]. Optics and Precision Engineering, 2015, 23(8): 2211-2219. (in Chinese)
[19] DONG L, YOU S. Adaptive control of an active magnetic bearing with external disturbance[J]. ISA Transactions, 2014, 53(5): 1410-1419. DOI:10.1016/j.isatra.2013.12.028
[20] BALINI H M N K, SCHERER C W, WITTE J. Performance enhancement for AMB systems using unstable controllers[J]. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2011, 19(6): 1479-1492. DOI:10.1109/TCST.2010.2097264
[21] PESCH A H, SMIRNOV A, PYRHONEN O, et al. Magnetic bearing spindle tool tracking through-synthesis robust control[J]. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2015, 20(3): 1448-1457.
[22] LIN F J, CHEN S Y, HUANG M S. Adaptive complementary sliding-mode control for thrust active magnetic bearing system[J]. Control Engineering Practice, 2011, 19(7): 711-722. DOI:10.1016/j.conengprac.2011.03.006
[23] FANG J C, REN Y. High-precision control for a single-gimbal magnetically suspended control moment gyro based on inverse system method[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2011, 58(9): 4331-4342. DOI:10.1109/TIE.2010.2095394
[24] 夏长峰, 蔡远文, 任元, 等. 磁悬浮控制敏感陀螺转子前馈解耦内模控制[J]. 北京航空航天大学学报, 2018, 44(3): 480-488.
XIA C F, CAI Y W, REN Y, et al. Feed forward decoupling and internal model control for rotor of magnetically suspended control and sensing gyroscope[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2018, 44(3): 480-488. (in Chinese)
[25] 董凤莲, 屈稳太. 电动汽车电驱动系统的EIMC及其鲁棒性研究[J]. 电气传动自动化, 2014, 36(1): 6-10.
DONG F L, QU W T. Study of enhanced internal model control and robustness for electric drive system of electric vehicles[J]. Electrical Drive Automation, 2014, 36(1): 6-10. DOI:10.3969/j.issn.1005-7277.2014.01.002 (in Chinese)
[26] 房建成, 任元. 磁悬浮控制力矩陀螺技术[M]. 北京: 国防工业出版社, 2014: 19-20.
FANG J C, REN Y. Magnetically suspended control moment gyroscope technology[M]. Beijing: National Defense Industry Press, 2014: 19-20. (in Chinese)
[27] 陈冲, 齐虹, 王炎, 等. 非线性系统线性化的微分几何法[J]. 哈尔滨工业大学学报, 1993, 25(2): 48-53.
CHEN C, QI H, WANG Y, et al. Differential geometric approach of linearization for nonlinear systems[J]. Journal of Harbin Institute of Technology, 1993, 25(2): 48-53. (in Chinese)


相关话题/控制 系统 干扰 信号 设计

  • 领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
    大额优惠券
    优惠券领取后72小时内有效,10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材,产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频,无论您是考研复习、考证刷题,还是考前冲刺等,不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...
    本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19
  • 六自由度压电隔振平台面向控制的模态分析与动力学建模*
    基于振动主动控制技术的六自由度压电隔振平台能够弥补被动隔振的固有缺陷,有效改进平台的低频隔振性能,提高隔振带宽。采用压电陶瓷、超磁致伸缩材料等智能材料的智能隔振平台提高了系统的控制精度和响应速度,在半导体制造、航空航天精密观测、瞄准等微振动控制领域得到广泛的应用[1-5]。振动主动控制首先需要建立平 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-25
  • 基于扩张状态观测器的泵控电液伺服系统滑模控制*
    电液伺服系统因具有高功率密度、动态响应速度快等优点,在工业领域有着广泛的应用[1-2]。电液伺服系统大体上可以分为2类:阀控系统和泵控系统。阀控系统具有动态性能好、动态刚度高等特点,但是存在能量效率低、体积庞大、发热严重等问题[3-4]。与阀控系统相比,泵控系统的最大特点在于可以通过对泵转速的调节, ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-25
  • 基于FRFT的多分量LFM信号检测与参数估计方法*
    变换域通信在电磁环境日益复杂、通信干扰样式日益多样化的条件下被提出,其以独特的频谱感知、主动规避干扰频段的通信思想,得到了广泛发展。目前,对多分量线性调频(LFM)干扰信号参数进行准确估计是变换域通信的一个难题,也是影响通信质量的关键因素。在关于LFM信号检测与参数估计的典型方法中,文献[1-2]通 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-25
  • 一种基于图论的机场空域无人机流量控制方法*
    近年来,国内外快递业务量剧增与人力成本的飙升,无人配送技术具有广阔的应用前景。无人机配送直线距离最短、运输效率高,对复杂服务场景有较好的适应能力,无人机投递包裹的能力已经在多次实验中得到了证实[1],因此用无人机解决“最后一公里”的问题,是未来的有效选择[2-3]。美国是无人机物流的先驱阵地,无人机 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-25
  • 二阶多智能体系统自抗扰编队跟踪与避撞控制*
    编队控制是多智能体协同控制的重要分支,编队控制的基本问题是队形控制问题,即通过控制使得多个智能体形成和保持期望的相对状态。实际上,很多编队任务不仅要求智能体之间保持期望的队形,还需要考虑编队整体的参考轨迹,即编队跟踪控制。编队整体的参考轨迹可以是预先设定的,也可以是未知的。在环境信息已知的前提下,预 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-25
  • 基于扩张状态观测器的运输机多故障容错控制*
    随着世界新军事变革的发展,战略空运能力已经成为衡量一个国家军事实力与航空工业发展水平的重要标志。2016年7月6日,代号鲲鹏的国产大型军用运输机运20在川西某机场冲上云霄,正式完成部队列装工作,这意味着中国空军战略投送能力迈出关键性一步,也标志着中国成功跻身世界少数能自主研制大型运输机的行列中!对于 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-25
  • 航空电子系统机载网络实时性能评价技术*
    航空电子系统(以下简称航电系统)是飞机的“大脑”和“神经中枢”,其综合化程度决定了飞机的性能和发展水平,至今已经历4代典型技术发展[1]。机载网络在航空工程领域苛刻的空间限制和功能/性能约束条件下,对信息密集型的航电系统进行信息综合和功能综合,是航电系统的重要组成部分,其每一次技术革新都与航电系统的 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-25
  • 不确定需求下航空公司枢纽网络优化设计*
    随着航空管制的放松,各个航空公司都在重建自己的航线网络,由点对点航线网络向中枢辐射式航线网络转变。中枢辐射式航线网络通过短途汇运、分运和长途、大容量转运,使得运输成本更低,经济效益更好。但在构建枢纽网络时,始发地与目的地(OD)需求不确定是困扰航空公司战略决策的主要原因。研究需求不确定下的枢纽选址与 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-25
  • 回转误差测试中系统噪声分离技术*
    在主轴的回转误差测试中,被测信号一般由同步误差(SEM)、异步误差(ASEM)、圆度误差、偏心量和系统噪声组成。同步误差为回转误差中转频整数倍的成分,反映回转中心的平均涡动轨迹。异步误差为回转误差中转频非整数倍成分,反映回转体径向随机运动的大小。为了测量亚微米级的同步误差和异步误差,必须将被测信号中 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-25
  • 固液火箭发动机车轮形装药参数化设计与内弹道性能研究*
    固液火箭发动机通常采用固体燃料和液体氧化剂作为推进剂,兼具固体火箭发动机和液体火箭发动机的优点。国内外已开展大量固液火箭发动机的数值仿真与试验研究工作[1-4],并在探空火箭、靶弹、亚轨道载人飞船等领域得到应用[5-8],是未来颇具前景的动力形式。由于氧化剂与燃料形态不同且二者分开贮存,固液火箭发动 ...
    本站小编 Free考研考试 2021-12-25