为实现固定翼无人机集群对理想编队构型的跟踪,研究了执行器存在未建模动态和不确定性的无人机集群系统的固定时间编队跟踪控制问题.首先,建立了无人机集群的三自由度运动学模型.其次,基于一种收敛时间独立于初始条件的固定时间终端滑模,设计了分布式固定时间编队协同跟踪控制器,利用控制器中的鲁棒项补偿外部扰动,通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的固定时间稳定性.最后,对所设计的控制器进行了数值仿真验证,仿真结果表明:所设计的控制器能够使无人机集群在固定时间内组成理想编队构型,同时系统具有鲁棒性.
为解决现有光伏电站绝缘子的机械故障检测模型准确率低和泛化性差的问题,提出了一种基于机器视觉的光伏电站绝缘子机械故障检测方法.该方法首先计算绝缘子图像亮度修正系数并进行亮度修正,然后使用改进的FCN(Full Convolutional Network,全卷积网络)对光伏电站绝缘子进行分割和轮廓凸包检测,并进行连通域标记和质心坐标计算,最后建立绝缘子机械故障定位模型,根据等距质心定位绝缘子故障位置.实验结果表明光伏电站绝缘子故障平均定位误差为18像素,大雾天气和光照不均情况下检测成功率分别为82.5％和96％,算法时间复杂度为0.066～0.076ｓ.
为了解决到达时间(Time of Arrival,TOA)算法中基站与待定位标签时钟不同步导致定位精度低的问题,基于差分GPS定位技术,提出了一种用于超宽带-到达时间(Ultra Wide Band-TOA,UWB-TOA)室内定位系统的时钟定标方法.在TOA定位算法的基础上,增加一个位置已知、与待定位标签时钟差固定的定标标签,通过定标测试计算待定位标签与定标标签之间固定的时钟差.将该固定时钟差补偿到TOA定位测距中,实现对待定位标签的时钟修正,不仅能提高定位效率还能提高定位精度.在MATLAB中对矩形、叉形、椭圆等轨迹的运动标签在固定时钟差、线性时钟差、非线性时钟差等多种误差下进行定位仿真实验,结果表明所提的时钟定标方法通过补偿提高TOA算法定位精度85％以上,验证了定标方法的正确性和有效性.
针对车辆半主动悬架振动控制问题,提出了一种基于天牛须粒子群优化(Beetle Antennae Searchand Particle Swarm Optimization,BAS-PSO)的自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)策略.通过搭建被控模型和设计自抗扰控制器,实现了对车辆悬架系统抗扰能力的增强.为解决ADRC参数需要人工试取整定的问题,在PSO算法的基础上融合了BAS算法,有效克服了粒子群的局部最优问题,并以车辆性能指标的均方根值为目标函数,进行控制算法优化.在MATLAB/Simulink环境下进行仿真实验时,将基于BAS-PSO的ADRC与被动悬架、粒子群的ADRC和粒子群PID控制进行了验证和比较.结果表明,所提出的控制策略具有更好的减振效果.
航空航天领域常用薄壁筒段件的铣削存在工件装夹困难、铣削设备单一且成本高、常规工艺参数不适用等难点,为解决这些问题,提出了一种基于六自由度工业机器人的解决方案.结合薄壁筒段件的结构特点与铣削工艺需求,开发了组成末端执行器的框架单元、铣削单元、检测单元、运动单元和清理单元.采用球头铣刀分别在模拟件和试验件上铣圆弧槽以验证该设备的可行性并检验其铣削性能,先用模拟件试切以研究不同工艺参数对铣削过程和铣槽质量的影响,然后根据模拟件的试验结果确定走刀方案并在试验件上试切以预测该设备对实际薄壁筒段件的铣削效果.试验结果表明该设备的铣削效果良好,试验件槽深平均值偏差为0.014 mm,可达到IT8精度等级,表面粗糙度(Ra)范围为1.038～6.079μm,证明了该设备具备铣削薄壁筒段件的能力,可以用于实际加工生产.
