郑州轻工业大学河南省机械装备智能制造重点实验室, 郑州 450002
针对四旋翼飞行器传统PID控制系统存在的响应慢、抗干扰能力差、超调较大等问题, 将模型算法控制（MAC）引入传统PID控制系统, 以改善控制系统的动静态性能。将不完全微分PID控制器与MAC控制器相结合, 构成串级闭环控制系统:将不完全微分PID控制器作为内环控制, 实现对横滚角和俯仰角的姿态控制;将MAC作为外环控制, 实现对位置以及偏航角的控制。仿真结果表明该方法与传统PID控制相比, 其超调量小、响应速度快、响应曲线平滑。
四旋翼飞行器 位置控制 quadrotor aircraft MAC-PID MAC-PID position control
针对四旋翼无人飞行器的强耦合、欠驱动、非线性强以及参数不确定等因素, 将小脑模型(CMAC)神经网络算法引入系统, 并与传统PD控制算法结合, 以改善系统的动静态性能。以传统PD控制实现对高度的反馈控制, 以CMAC神经网络进行前馈控制, 实现对高度模型的逆模型控制。仿真结果表明,该方法较传统PID控制的动态过程超调量小、响应快速, 且稳定性好, 系统抗干扰能力强。
四旋翼无人机 小脑模型 高度跟踪 复合控制 quadrotor UAV CMAC altitude tracking compound control
1 郑州轻工业学院 机电学院， 郑州 450002
2 河南理工大学 理化学院， 河南 焦作 454000
3 西安交通大学 机械制造系统工程国家重点实验室， 西安 710049
针对激光惯性约束聚变装置中靶丸装配误差检测困难、要求精度高的特点，研制了一套用于微靶装配参数检测的测量系统。提出了一种基于激光与CCD的复合式测量方法，建立了二者数据融合的数学模型，通过标定空间位置关系有效地把二者的测量数据融合到同一个坐标系中，从而实现了高精度三维测量。分两种情况讨论了靶丸装配误差的检测方法。实验结果验证了这两种方法的可行性，并比较了两种方法的测量精度，其极限测量误差均不超过3 μm。
ICF靶丸 装配误差检测 复合式测量 五轴测量系统 ICF target micro-capsule assembly error inspection compound measurement five-axis measuring system
1 西安交通大学 机械制造系统工程国家重点实验室, 西安 710049
2 郑州轻工业学院 机电学院测控教研室, 郑州 450002
3 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
提出一种基于激光与CCD的复合式测量方法, 结合二者的优势, 通过测量同一标准球球心的位置标定出了二者光轴的位置关系, 有效地把二者测量的数据融合到同一个坐标系中, 从而实现高精度的3维测量。在对所测靶丸表面数据进行去噪处理后, 采用拟牛顿法, 以CCD所测惯性约束聚变(ICF)靶丸直径作为部分待求参数的初始值, 可以有效避免该方法容易陷入局部最优化的缺陷。从而快速、准确地实现靶丸球度误差的测量。分别在两种测量模式下进行了实验, 结果验证了该方法的有效性与鲁棒性。
惯性约束聚变 靶丸球度误差 复合式测量 误差补偿 拟牛顿法 inertial confinement fusion target sphericity error compound measurement error compensation quasi-Newton method
