摘要:本文提出了一种增量反步滑模(IBS)控制器,用于无尾飞机的轨迹控制,该控制器具有未知干扰和模型不确定性。所提出的控制器基于无尾飞机的非线性动力学模型。提出了一种限制虚拟控制输入速率和幅度的稳定性增强器(SE)。稳定性增强器由两层组成。当虚拟控制输入接近边缘时,将激活第一层 SE 来修改轨迹跟踪误差;当虚拟控制输入超出边缘时,第二层 SE 将降低控制增益以确保虚拟控制输入尽快落在边缘内。在 SE 的帮助下,增量控制方法可以扩展到外环控制,而无需考虑内环系统的动态特性。此外,提出了一种状态导数自适应估计器,与 IBS 相结合,使控制器表现出良好的鲁棒性。最后,给出了两个仿真。第一次仿真表明系统对外部干扰和模型不确定性不敏感,第二次仿真证明了 SE 的有效性。
摘要:针对共轴旋翼飞行器自主飞行过程中模型参数的不确定性、外界扰动及传感器噪声对飞行的影响,研究位置姿态反馈控制系统的鲁棒反步滑模控制算法,以解决未知外界干扰情况下飞行器的轨迹跟踪问题。本文针对未知飞行,建立了基于受扰共轴旋翼飞行器的非线性动力学模型。然后,设计了非线性鲁棒反步滑模控制器,分为共轴旋翼飞行器的姿态控制器和位置控制器两个子控制器。在控制器中引入虚拟控制,构造Lyapunov函数,保证各子系统的稳定性。通过数值仿真验证了所提控制器的有效性。最后通过飞行试验验证了反步滑模控制算法的有效性。
摘要:降低飞机在机场地面滑行过程中的燃油消耗与排放,对降低航空公司运营成本、建设绿色机场至关重要。目前,相关研究很少考虑机场能见度低、交通冲突等运行环境的影响,降低了燃油消耗与排放评估的准确性。机场地面多种飞机地面推进系统,尤其是电动绿色滑行系统,受到业界的广泛关注。以往的评估很少考虑环境因素,难以评估不同滑行模式下燃油消耗与排放的差异。为此,基于快速记录器实际运行数据和气象数据,进行了创新性研究:(1)将机场地面能见度低和滑行冲突等因素输入燃油消耗计算模型,建立燃油消耗与排放修正模型。(2)基于修正模型,建立全发滑行、单发滑行、飞机外置地面推进系统和电动绿色滑行系统下的燃油消耗与排放模型,可以准确估算不同滑行模式下的燃油消耗与排放。(3)在上海浦东国际机场,通过敏感性分析,得到了三种推力水平下,走走停停和飞机畅通无阻滑行条件下,四种滑行模式下各机型燃油消耗与排放的差异。研究结论为机场管理部门对滑行道优化提供决策支持。
本文提出了一种基于滑模观测器的混合储能系统(HESS)动态等效荷电状态(ESOC)估计方法。由于HESS中耦合了不同类型的储能元件和电力电子电路,传统的SOC估计方法不能反映HESS的实时运行特性。针对这一问题,本文基于HESS模型构建了滑模观测器,通过采集相应的电压和电流信号,可以实时准确观测储能元件的内部参数。进一步结合实时电荷平衡的思想定义动态ESOC,以反映HESS的准确可用容量。最后,给出基于MATLAB / Simulink模型的仿真结果,验证了所提出的动态ESOC的可行性。
摘要:本文提出了一种增量反步滑模 (IBS) 控制器,用于无尾飞机的轨迹控制,该飞机具有未知的干扰和模型不确定性。所提出的控制器基于无尾飞机的非线性动力学模型。提出了一种稳定性增强器 (SE),它限制了虚拟控制输入的速率和幅度。稳定性增强器由两层组成。当虚拟控制输入接近边缘时,第一层 SE 将被激活以修改轨迹跟踪误差;当虚拟控制输入超过边缘时,第二层 SE 将降低控制增益以确保虚拟控制输入尽快落在边缘内。借助 SE,增量控制方法可以扩展到外环控制,而无需考虑内环系统的动态特性。此外,提出了一种状态导数的自适应估计器,与 IBS 一起,使控制器表现出出色的鲁棒性。最后,给出了两个仿真结果。第一次仿真表明系统对外界干扰和模型不确定性不敏感,第二次仿真证明了SE的有效性。
我们打算确定 CD8 T 细胞衍生的 GzmK 是否可以通过最近发现的复合体介导细胞外或细胞内的局部细胞补体活化来诱导滑膜成纤维细胞活化和代谢变化。在目标 1 中,我们询问滑膜成纤维细胞产生的补体成分是否是 GzmK 介导的补体活化的靶标。我们定义了用 IFN 或 TNF 刺激滑膜成纤维细胞后补体的表达、定位和分泌如何变化。然后,我们将确定 GzmK 在哪里引发活性 C3 转化酶的形成——是在细胞外空间、细胞内隔室还是两者兼而有之。在目标 2 中,我们通过确定重组或 CD8 T 细胞衍生的 GzmK 刺激对滑膜成纤维细胞炎症和代谢状态的影响以及这些影响是否由补体介导来定义 GzmK 通过补体活化诱导滑膜成纤维细胞炎症启动的能力。
航母上可用的着陆区在所有六个自由度上处于连续运动状态。航母的滑跃甲板、飞行甲板、船体和上层建筑与迎面而来的风的流场相互作用,从而在航母后方形成湍流。这种“湍流效应”非常危险,过去曾造成过各种事故。为了补充印度理工学院德里分校正在进行的航母环境流体动力学研究工作,本研究调查了滑跃甲板和上层建筑对通用航空母舰 (GAC) 周围流动的影响。进行了计算流体动力学 (CFD) 研究以模拟气流尾流并使用滑跃甲板建立基线。随后,进行了进一步的研究以分析尾流对航母几何形状变化的敏感性。引入滑跃甲板会产生大部分湍流,这是飞行员在进近时在船尾遇到的。通过以各种方式优化滑跃甲板几何形状,可以大大减少湍流。
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传统发电方式正经历重大变革,而可再生能源微电网在能源结构转型中发挥着关键作用。本文研究了基于积分终端和快速积分终端滑模控制的集中式非线性控制器设计,用于以可再生分布式发电机作为主电源、燃料电池 (FC) 作为次电源、电池-超级电容器作为混合储能系统 (HESS) 的混合交直流微电网。首先,建立混合交直流微电网的详细数学模型。然后,设计控制器,主要目标是确保孤岛和并网模式下直流和交流母线电压恒定。在并网模式下,控制器能够为公用电网提供频率支持。之后,利用 Lyapunov 稳定性标准证明了混合交直流微电网的渐近稳定性。然后,通过在 MATLAB/Simulink 上进行仿真来测试所提出的控制方法的性能和鲁棒性,并将结果与滑模控制器和 Lyapunov 重新设计进行比较。最后,进行实时硬件在环测试以验证所提出框架的有效性。
摘要:由于电液举升系统受到流动不稳定性、参数不确定性及不可预测扰动的影响,实现电液举升系统的高精度位置控制具有挑战性。本文提出一种观测器-滑模控制策略来提高拖拉机电液举升系统的控制精度。首先,分析电液举升系统的原理。其次,建立电液举升系统的数学模型,对电液举升系统进行简化,设计观测器,实现对未知系统状态和扰动的实时评估。然后将观测器和滑模控制集成为控制器,以改善系统响应。理论分析表明,该控制器保证执行器在有扰动影响的情况下也能达到期望的控制效果。最后,通过 AMESim–MATLAB 联合仿真和试验研究,将观测器–滑模控制与 PID(比例–积分–微分)控制和滑模控制进行比较。同时,在仿真和试验过程中,采用电液升降系统的对称结构,搭建了耕深模拟系统(液压缸推力的变化模拟耕深值的变化)。结果表明,提出的观测器–滑模控制策略比 PID 控制和滑模控制能够实现更好的位置和压力跟踪以及参数变化的鲁棒性。