利用超声波位移传感器和一组支架推移油缸实现采煤工作面刮板输送机的姿态控制。

为了研究盾构机掘进姿态的控制方法,以长沙地铁2号线望梅区间隧道为工程依托,通过对现场盾构机穿越起伏基岩地层时软硬岩高度比和围岩强度比与油缸推力比的统计分析,得出了盾构区间直线段和曲线段地层由软到硬和由硬到软的合理的油缸推力比。将盾构油缸推力比应用到工程实际中,得出相应的直线段和曲线段的水平、竖向偏差,且均满足轴线偏差不得超过50 mm的标准要求,从而得出盾构机穿越起伏基岩地层合理掘进姿态的控制方法。

针对弹跳仿生机器人存在的主要问题,结合婴猴体型小且具有平稳暴发弹跳的特点,提出了一种仿婴猴单腿弹跳机器人,对其主要结构和控制系统进行了设计。通过分析婴猴的腿部结构,基于Stephenson六杆机构原理,设计了一种仿婴猴机器人腿部的平面八连杆机构,并对其轨迹进行优化,获得了具有最佳弹跳能力的杆长参数;对机器人弹跳的3个方向进行控制调整,利用双闭环反馈控制系统实现了机器人在起跳、腾空、落地时姿态的稳定;最后,建立了机器人的实物验证模型,整个机械装置质量为395.5 g,整体高度为250 mm。实验结果表明,该仿生单腿机器人可实现连续稳定的跳跃,最高弹跳速度可达20 m/s,弹跳高度为100 mm时的响应时间为0.1 s。

针对传统PID控制与模糊PID控制的飞机起落架控制系统存在达不到理想控制精度以及控制速度的问题,提出一种基于模糊控制和神经网络的模糊神经PID控制算法。通过对起落架运动特点以及动力学相关的理论分析建立飞机起落架的运动模型,将此智能PID控制方法应用到飞机起落架的姿态控制系统中。利用MATLAB/Simulink软件进行仿真,并基于树莓派装置进行了起落架单腿实验。仿真和实验结果表明:模糊神经网络PID控制系统的响应速度和抗干扰能力相较于传统PID和模糊PID都有了较大的提升,系统稳定性更强。在飞机起落架控制系统中,应用模糊神经PID控制可进一步提升系统的响应速度,降低系统运动的惯性冲击,提高整体机构的稳定性。

为实现卫星的高精度高稳定度姿态控制,在控制力矩陀螺群（CMGs）和星体之间加装了隔振平台。首先依据整星动力学简化模型推得了隔振系统传递函数矩阵;然后分析了隔振平台的使用给姿态控制系统带来的影响,并提出了一种既能使CMGs隔振平台满足隔振要求,又能保证姿态控制系统充分稳定性的参数选择方案;最后通过数值仿真的方式验证了所提出的参数选择方案的合理性。

针对一种微型万向平台,介绍了其构成情况、工作原理及典型应用。通过建立的几何模型,分析了其姿态控制方法。阐述并分析了Preisach迟滞模型并进行了数字仿真。结果表明采用Preisach模型的迟滞补偿方法对该微型万向平台的SMA进行驱动时,可有效提高控制响应;该方法可较容易地预测经过任意序列输入参数以后的输出情况。

本文介绍了利用扭振法测量单轴气浮台转动惯量的新方法.该方法与三线扭摆法比较,无需知道气浮台的质量,具有设计简单、操作容易的优点.推而广之,还可借助浮台来测量任意复杂形状物体的转动惯量,是一种很实用的转动惯量测量方法.

针对超低轨卫星姿态控制差异化需求,开展了基于气动舵机辅助的姿态控制策略研究。完成了超低轨道稀薄大气下卫星气动舵机布局设计与气动特性研究,理论气动力可达10-1 N量级,气动力矩可达10-1 Nm量级。在此基础上,完成了基于气动舵机辅助的姿态控制策略研究。通过仿真验证,在x轴采用动量轮控制、y轴和z轴采用气动舵机辅助控制情况下,可实现优于0.004°的三轴指向精度和优于0.0007(°)/s的三轴姿态稳定度。所设计气动舵机辅助姿态控制策略对超低轨卫星技术应用与发展具有重要技术价值和工程意义。

空投型水下机器人(AUVs)在空中的运动特性是其概念设计阶段的重要依据及理论基础。以空投型AUV作为研究对象,建立AUV/减速伞系统的九自由度模型,并设计AUV飞行姿态控制器令其以期望姿态入水。在建模过程中应用Missile Datcom软件实现对AUV本体气动力参数的估算,并基于软件计算结果对计算过程进行简化、验证。最终完成在风扰动下AUV/减速伞系统的飞行姿态仿真分析,结果表明设计的鲁棒性控制器可以保证AUV以接近期望姿态入水。

在一种利用喷气反作用力的飞行器姿态控制方法的基础上建立拉瓦尔喷管的热力学和动力学模型取得了拉瓦尔喷管内部速度场、压力场及温度场的分布规律。分析结果表明：喉部及初始扩张段气流的速度变化快气体对壁面的冲刷严重该部位可采用抗冲刷防护材料和工艺处理措施;在收缩段的喷管壁面处的压力高喉部及初始扩张段壁面的压力变化剧烈可采用强度较高的防护材料;气流经过拉瓦尔喷管过程中温度不断降低但壁面温度变化幅度不大在喷管喉部处的温度快速下降且出现不均匀变化现象可见喷管收敛段及喉部着重注意耐烧蚀防护处理。本文的理论结果和实验结果相符研究结果可作为拉瓦尔喷管结构和工艺设计的理论依据。