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柔性彈系統(tǒng)的一種新計(jì)算控制方法
時(shí)間：2023-06-16
來源：
作者：
攝影： 編輯：楊筱奕
上傳：
報(bào)告人：朱正宏
報(bào)告人單位：加拿大約克大學(xué)
報(bào)告時(shí)間：6月20日（周二）14:30-16:00
會議地點(diǎn)：南京工業(yè)大學(xué)電控學(xué)院416報(bào)告廳（崇德樓D座416）
舉辦單位：南京工業(yè)大學(xué)電控學(xué)院
報(bào)告人簡介：朱正宏教授本、碩、博畢業(yè)于上海交通大學(xué)力學(xué)專業(yè)，并獲得加拿大滑鐵盧大學(xué)機(jī)器人控制專業(yè)碩士學(xué)位及加拿大多倫多大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)博士學(xué)位。朱教授目前是加拿大約克大學(xué)機(jī)械工程系終身教授和一級研究講席教授（空間技術(shù)方向）。2006年加入約克大學(xué)之前，朱教授在加拿大密西沙加的Curtiss-Wright Indal Technologies公司擔(dān)任高級應(yīng)力分析/結(jié)構(gòu)工程師。2019年至2022年期間，朱教授擔(dān)任副總裁研究與創(chuàng)新辦公室首屆Research Commons學(xué)術(shù)主任。朱教授的研究方向包括繩系空間系統(tǒng)的動(dòng)力與控制、航天器姿態(tài)動(dòng)力學(xué)、計(jì)算控制、空間機(jī)器人控制、機(jī)器學(xué)習(xí)和空間碎片清理等領(lǐng)域，發(fā)表論文300多篇。朱教授于2014年入選加拿大機(jī)械工程協(xié)會（CSME）院士、終身榮譽(yù)會員，2015年入選加拿大國家工程研究院（Engineering Institute of Canada）院士，2017年入選美國機(jī)械工程協(xié)會（ASME）會士，2019年加拿大皇家學(xué)會學(xué)院會員，2020年當(dāng)選為加拿大工程院院士（Canadian Academy of Engineering）。
報(bào)告摘要：如果能以期望性能推導(dǎo)出閉合形式的數(shù)學(xué)控制律，則可認(rèn)為控制理論中的問題得到了滿意解決。然而，隨著自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，相關(guān)控制理論變得十分復(fù)雜，以至于找到一個(gè)閉合形式的數(shù)學(xué)控制律不再簡單，甚至不可行，尤其是對于連續(xù)柔性系統(tǒng)或彈性系統(tǒng)。此次學(xué)術(shù)報(bào)告提出了一種新的系統(tǒng)方法，通過利用計(jì)算力學(xué)中的有限元方法，基于Artstein的控制李雅普諾夫函數(shù)理論和相關(guān)的Sontag公式，設(shè)計(jì)了柔性體動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的一致穩(wěn)定控制。為了簡化控制器的設(shè)計(jì)，每個(gè)元素中都將單獨(dú)設(shè)計(jì)一個(gè)Sontag型控制器。通過利用有限元法的相互連接性，確保了全局系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并通過單個(gè)元素中的個(gè)體一致性控制，保證了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。接下來要介紹的是柔性空間繩系系統(tǒng)的計(jì)算控制框架，該系統(tǒng)只可以觀測和驅(qū)動(dòng)繩系的末端。基于卡爾曼濾波器和有限元法，開發(fā)了一種用于繩系配置的魯棒有限元卡爾曼狀態(tài)估計(jì)器。該估計(jì)器將真實(shí)的位置/速度傳感器、光纖應(yīng)變傳感器和虛擬傳感器集成為一個(gè)連貫的混合測量模型。通過使用變分原理和最優(yōu)控制理論，實(shí)現(xiàn)了對柔性繩系系統(tǒng)的控制。最后，通過數(shù)值仿真驗(yàn)證了所提方法的有效性。
審核：薄翠梅
