约束欠驱动非线性系统的传感器故障的分层非奇异终端滑模控制

背景介绍 在现代工程实践中,欠驱动系统(under-actuated systems)因其结构简单、能耗低、灵活性高等特点,广泛应用于起重机、轮式倒立摆、蛇形机器人等领域。然而,欠驱动系统的控制输入数量少于系统的自由度(degrees of freedom, DOF),这给控制器设计和稳定性分析带来了巨大挑战。虽然已有许多控制策略被提出,如反馈线性化控制、自适应控制和鲁棒控制,但这些方法在实际应用中往往存在复杂度高、依赖模型精度等问题。此外,传感器故障可能导致部分状态信息的丢失,进而影响系统的监控和性能,甚至引发系统不稳定。因此,如何在传感器故障的情况下,设计一种高效、鲁棒的控制策略,成为当前研究的热点问题。 论文来源 本论文由Minggang Liu、Ning Xu、Huanqing Wa...

超临界轴系轴承安装不对中与碰摩耦合振动机制

学术背景 随着航空工业对高速、轻量化设计的需求日益增长,越来越多的航空传动轴系统采用了超临界设计(supercritical design)。超临界设计意味着传动轴需要跨越其第一临界转速,但在跨越临界转速时,轴系会因不平衡而产生剧烈振动,严重影响系统的安全运行。干摩擦阻尼器(dry friction damper)通过轴与阻尼器之间的碰摩(rub-impact)来限制振动幅值,从而有效控制临界转速下的振动。然而,轴系在实际运行中不可避免地会因加工、制造、装配等误差导致轴承安装不对中(bearing installation misalignment)。轴承安装不对中与碰摩的耦合效应可能会威胁超临界轴系的安全运行,因此,阐明轴承安装不对中与碰摩的耦合振动机制对超临界轴系的动态设计具有重要意义。...

网络系统的固定时间观测与控制:一种分布式事件驱动饱和自适应方法

学术背景 复杂网络(Complex Networks, CNs)在社会学、工程学和自然科学等领域中扮演着重要角色,广泛应用于电力分配、交通调度和多智能体协作等场景。然而,由于通信丢包、传感器噪声和环境不确定性等因素,获取网络中领导者(leader)和个体的准确状态信息成为一个具有挑战性的问题。特别是在分布式系统中,节点如何有效地同步其状态以实现共识(consensus)是一个关键问题。传统的观测和控制方法往往依赖于连续采样和计算,这不仅增加了通信开销,还对网络基础设施造成了压力。为了解决这些问题,Liang Feng、Cheng Hu、Juan Yu和Quanxin Zhu提出了一种基于事件触发机制和饱和自适应策略的固定时间观测与控制方法。 这项研究的主要目标是设计一种能够在固定时间内实现复...

T-S模糊复杂网络的集合成员估计:动态编码解码机制

学术背景 在当今复杂网络系统中,状态估计(state estimation)是一个关键问题,尤其是在面对不确定性和噪声时。复杂网络通常由多个相互连接的节点组成,每个节点的动态行为可能受到非线性因素的影响。Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型因其能够有效捕捉不确定信息并描述复杂网络的非线性动态特性,在复杂网络建模中展现了显著优势。然而,传统状态估计方法通常需要详细的噪声统计特性,而在实际应用中,噪声往往是未知但有界的(unknown but bounded, UBB)。集员估计(set-membership estimation, SME)方法在这种情况下提供了一种新的解决方案,它能够在没有精确噪声统计信息的情况下,提供确定的误差边界。 本研究旨在探讨T-S模糊复杂网络(TSFCNs)...

超音速流中脱层复合材料板的非线性振动分析

背景介绍 在航空航天工程中,薄层复合材料结构(如机翼)在高速气流作用下容易发生振动,这种振动可能导致颤振(flutter)或发散(divergence)等不稳定现象,从而影响飞行器的安全性和性能。特别是当复合材料结构中存在分层(delamination)(即层间粘接失效)时,其力学响应会显著改变,进一步加剧振动问题的复杂性。因此,研究分层复合材料板在超音速气流中的非线性振动行为具有重要的工程意义。 然而,现有的研究多集中于完整结构的振动分析,对于分层缺陷的影响尚未得到充分研究。此外,传统的数值模拟方法在处理流体-固体耦合问题时,往往计算成本高昂,且缺乏针对分层结构的专用有限元模型。为此,本文旨在开发一种新的有限元方法,用于分析分层复合材料板在超音速气流中的非线性振动行为,并通过稳定性分析和非...