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航天航空技術(shù)論文范文第1篇

他是一位桃李滿天下的教授，也是一位碩果累累的學(xué)者，在生命的長(zhǎng)河里，他的每一個(gè)側(cè)面，都值得我們尊敬。他就是清華大學(xué)航天航空學(xué)院工程熱物理研究所教授宋耀祖。

崢嶸歲月，風(fēng)云流蕩。自1970年畢業(yè)于清華大學(xué)精密儀器系以來，他始終拼搏在熱科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的科研前沿陣地，著重對(duì)工程技術(shù)的研究，已累計(jì)發(fā)表學(xué)術(shù)論文約180篇，與忠合編“熱物理激光測(cè)試技術(shù)”等書籍。這些應(yīng)用基礎(chǔ)研究工作為解決工程科技方面的問題提供了寬廣的理論基礎(chǔ)。

多次承擔(dān)國(guó)家自然科學(xué)基金，“國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目”（973項(xiàng)目），863項(xiàng)目，國(guó)家教委博士點(diǎn)基金等資助的科研項(xiàng)目以及云南省、日本大金公司等企業(yè)的節(jié)能減排項(xiàng)目。特別是在工業(yè)過程的節(jié)能與余熱利用領(lǐng)域，以他為技術(shù)負(fù)責(zé)人的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)外首次發(fā)明了一種熱法磷酸生產(chǎn)的新技術(shù)，發(fā)明專利技術(shù)已獲8個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，其中重要的獎(jiǎng)項(xiàng)有“國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)”、“第十一屆中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)”。“云南省技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)”、“第四屆發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎(jiǎng)”、“第二屆全國(guó)杰出專利工程技術(shù)獎(jiǎng)”等。該發(fā)明技術(shù)現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益與節(jié)能減排的社會(huì)效益。在航天器的熱控制技術(shù)領(lǐng)域，他被總裝備部任命為“載人航天工程（921工程）”出艙航天服專家組成員，為確保“神七”出艙航天服內(nèi)生命保障系統(tǒng)的正常工作做出了貢獻(xiàn)。榮獲總裝備部中國(guó)載人航天工程辦公室表彰的“為神舟七號(hào)載人航天飛行任務(wù)的圓滿成功做出了重要貢獻(xiàn)”的榮譽(yù)證書。

歲月荏苒，當(dāng)年風(fēng)華正茂的棟梁之才雖已不復(fù)往日的英姿颯爽，但他滄桑的臉龐上卻寫滿了智慧與親切，他樂于將自己的科研經(jīng)驗(yàn)與后輩分享，他說在他長(zhǎng)期的工程技術(shù)研究中，最大的體會(huì)是，取得工程技術(shù)研究成功的三要素是：基礎(chǔ)、實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)。其一，“基礎(chǔ)”乃是指通過系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)掌握寬厚的基礎(chǔ)理論，如數(shù)學(xué)，物理，化學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)（這些基礎(chǔ)知識(shí)往往通過自學(xué)去掌握是十分困難的），借助于這些基礎(chǔ)知識(shí)能通過自學(xué)進(jìn)一步理解與掌握有關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)與專門的技能；其二，“實(shí)踐”是取得工程技術(shù)研究成功的必經(jīng)之路。親臨工程現(xiàn)場(chǎng)，參加實(shí)驗(yàn)與試驗(yàn)，向一切有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人請(qǐng)教等都是實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)踐的基礎(chǔ)上進(jìn)行理論分析，通過理論與實(shí)踐的結(jié)合，確定研究目標(biāo)，明確技術(shù)難點(diǎn)，尋求與探索解決問題的技術(shù)方案，技術(shù)途徑；其三，“團(tuán)隊(duì)”乃是指，在明確解決問題的技術(shù)方案基礎(chǔ)上，組織與帶領(lǐng)好一支學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)，在團(tuán)隊(duì)內(nèi)既有分工，又有協(xié)作。既要發(fā)揮每一個(gè)團(tuán)隊(duì)成員的聰明才智，又要給每一位團(tuán)隊(duì)成員創(chuàng)造各自的發(fā)展空間。

從躊躇滿志的懵懂學(xué)子，到嶄露頭角的青年才俊，從學(xué)識(shí)淵博的科研專家，到聲望顯赫的著名學(xué)者，一步步走來，“科研”二字是催促他前進(jìn)的動(dòng)力，“勤奮”二字是對(duì)他過往歲月最好的注解。近年來，由于年齡和身體原因，宋耀祖已從教學(xué)科研一線退了下來，他的角色在轉(zhuǎn)變，不變的是，他仍在為社會(huì)貢獻(xiàn)著自己的一份力量。利用退休后的時(shí)間，他還從事著“中國(guó)特色社會(huì)主義是中國(guó)發(fā)展的必由之路”的研究，先后為教師、學(xué)生講授黨課10多次，榮獲清華大學(xué)“學(xué)習(xí)宣傳貫徹黨的十七大精神”征文一等獎(jiǎng)，在“紀(jì)念改革開放三十年――中國(guó)專家學(xué)者科學(xué)與人文論壇”大會(huì)上獲優(yōu)秀論文一等獎(jiǎng)。

航天航空技術(shù)論文范文第2篇

關(guān)鍵詞：可展機(jī)構(gòu)；結(jié)構(gòu)類型；可展機(jī)構(gòu)應(yīng)用

引言

可展機(jī)構(gòu)具有承載力大但收攏時(shí)所占空間小，收放靈活和運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)。隨著全球工業(yè)化的快速發(fā)展，機(jī)械基本上取代了傳統(tǒng)的手工的發(fā)展，尤其在重工業(yè)領(lǐng)域，可展機(jī)構(gòu)為人類生活生產(chǎn)提供了不可忽視的便利性[1]。但可展機(jī)構(gòu)在機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等傳統(tǒng)文獻(xiàn)中并沒有具體分類研究，而且開發(fā)空間巨大。所以針對(duì)該類機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)性研究亟待加強(qiáng)。

1 可展機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)

（1）結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小巧，且設(shè)備收縮后體積小。這是可展機(jī)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)，也使得其作業(yè)所要求的占用空間小。在地下水位較高的地區(qū)工作時(shí)對(duì)機(jī)坑的處理會(huì)十分簡(jiǎn)單。它能夠在任何已有設(shè)備上直接使用，而無需修改設(shè)備結(jié)構(gòu)和機(jī)坑深度[2]。

（2）載荷能力大、穩(wěn)定性好。相對(duì)于其他機(jī)構(gòu)來講，大部分可展機(jī)構(gòu)的承載能力偏大。由于其穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，可展機(jī)構(gòu)在額定承載能力和伸展長(zhǎng)度下，具有很好的穩(wěn)定性。

（3）定位精準(zhǔn)。大部分可展機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過程能確保在行程的任意一點(diǎn)精確定位，并鎖定高度，不像液壓設(shè)備會(huì)因溫度的變化或泄漏產(chǎn)生位置變化。

（4）運(yùn)行平穩(wěn)、噪音較低。由于其連續(xù)成型原理，無垂直方向爬行，使得機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)安靜，除驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行噪音，大部分可展器本身的工作噪音很低。

（5）效率高。大部分可展設(shè)備的總傳動(dòng)效率較高，通常可達(dá)到 80%以上。

（6）構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便。可展機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)精巧而簡(jiǎn)潔，所以可展器本身的安裝工作簡(jiǎn)易而快捷，一塊伸縮機(jī)構(gòu)通常在很短的時(shí)間即可安裝使用。

（7）通用性高。可展機(jī)構(gòu)對(duì)使用環(huán)境沒有太高要求，使其經(jīng)常在太空、海洋等復(fù)雜環(huán)境下工作，并依然保持其穩(wěn)定性。

2 可展機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型

2.1 剪叉式可展機(jī)構(gòu)

剪叉式可展機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、承載量大、操控性好的特點(diǎn)，因此在各種環(huán)境下的裝卸、現(xiàn)代物流、高空營(yíng)救與作業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用[3]。剪叉式可展機(jī)構(gòu)是一種傳遞力的結(jié)構(gòu)，并且對(duì)力起導(dǎo)向作用。如圖1，拐臂3、8分別與橫梁焊接橐桓穌體，剪叉機(jī)構(gòu)最高和最低處的剪叉臂分別與上、下板鉸接，內(nèi)剪叉臂10與滑輪7鉸接，滑輪7可以在滑道11上滑動(dòng)，內(nèi)、外剪叉臂之間通過銷軸5連接，可以繞其相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。氣缸伸縮，柱塞拐臂8與氣缸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使內(nèi)、外剪叉臂繞銷軸旋轉(zhuǎn)，使滑輪在滑道中滑動(dòng)，進(jìn)而改變內(nèi)、外剪叉臂夾角，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)架的伸展與收縮，完成對(duì)機(jī)構(gòu)上物體快速升降。是一種生活中常見而簡(jiǎn)易的可展機(jī)構(gòu)，應(yīng)用范圍廣，對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)要求不高。但因其停止位置不夠準(zhǔn)確，精度較低的缺點(diǎn)，也使得其很難在高精度要求的環(huán)境下工作。

2.2 薄壁管式可展機(jī)構(gòu)

薄壁管可展機(jī)構(gòu)是一種原始的可展機(jī)構(gòu)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，展開運(yùn)動(dòng)是依靠薄壁發(fā)生彈性變形，展開所需的時(shí)間短。19世紀(jì)60年代，加拿大就研發(fā)了STEM。它是利用弧形薄鋼尺本身能自卷曲的特性，完成機(jī)構(gòu)的收攏和展開。在此基礎(chǔ)上BI-STEM是由單個(gè)STEM發(fā)展而來的[4][5]。它是將一個(gè)薄片被重疊放在另一個(gè)完全一樣薄片內(nèi)部。改良后兩個(gè)薄片形成的機(jī)構(gòu)比一個(gè)STEM的鋼片窄，提升了機(jī)構(gòu)的機(jī)械性能，彎曲剛度和抗扭剛度。其收攏后超小的體積，簡(jiǎn)單的構(gòu)造，使得薄壁管伸展機(jī)構(gòu)在未來充滿了開發(fā)空間。

2.3 鉸接桿式可展機(jī)構(gòu)

鉸接桿式可展機(jī)構(gòu)作為一種線性展開機(jī)構(gòu)，展開后為格柱狀，在太空十分常見，通常由幾種長(zhǎng)度不同、內(nèi)帶驅(qū)動(dòng)彈簧的桿件和鉸接頭組成，展開狀態(tài)下具有比其他可展機(jī)構(gòu)更高的剛度，能夠完成大跨度的伸展。這種伸展的原始驅(qū)動(dòng)力為扭簧的彈性勢(shì)能，在直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，通過螺紋千斤頂驅(qū)動(dòng)。鉸接桿式可展機(jī)構(gòu)具有精度高、展開剛度高以及展開效率高等優(yōu)點(diǎn)。其鉸接桿的縱梁較短，并非貫穿整個(gè)桁架，且縱梁和橫向支架均為剛性。關(guān)節(jié)上的驅(qū)動(dòng)彈簧提供了展開時(shí)的驅(qū)動(dòng)力[6][7]。

2.4 充氣可展開機(jī)構(gòu)

充氣式可展機(jī)構(gòu)常用于大型次結(jié)構(gòu)體的展開，如太陽翼、天線反射器、氣閘艙等。1996年美國(guó)取得了膨脹展開天線空間展開試驗(yàn)的成功，并將該技術(shù)應(yīng)用于展開式結(jié)構(gòu)、展開式天線（如圖4）和太陽電池陣等方面。近年來，各國(guó)專家針對(duì)空間充氣展開結(jié)構(gòu)進(jìn)行了充分研究，因?yàn)樗|(zhì)量小、熱穩(wěn)定性高、收縮效率高、可靠性高、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度低，可應(yīng)用的領(lǐng)域多。不同于其他可展機(jī)構(gòu)活動(dòng)機(jī)構(gòu)過于復(fù)雜，所以有可能在不同環(huán)境不同領(lǐng)域下代替其他可展機(jī)構(gòu)[8]，是未來可展機(jī)構(gòu)的重要研究方向。

3 可展機(jī)構(gòu)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1 航空航天

當(dāng)今大型可展結(jié)構(gòu)已成為航天科技的重要研究課題之一。無論是衛(wèi)星上的可展天線、航天器上的氣閘艙，可展機(jī)構(gòu)在航天航空領(lǐng)域的身影無處不在。航空航天領(lǐng)域已有的可展結(jié)構(gòu)主要有直線可展機(jī)構(gòu)和螺旋式可展機(jī)構(gòu)兩種。其中更多的體現(xiàn)在衛(wèi)星上的天線系統(tǒng)。衛(wèi)星上的天線伸展機(jī)構(gòu)是衛(wèi)星反射器和衛(wèi)星星體的連接部分。對(duì)衛(wèi)星的天線反射器起到固定支撐的作用。在人造衛(wèi)星開始環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)后，天線伸展臂會(huì)帶動(dòng)天線環(huán)形桁架一起展開，是確定天線環(huán)形桁架工作位置正確的重要因素，保障了衛(wèi)星信號(hào)的正常接收與發(fā)射。天線伸展臂能否及時(shí)、準(zhǔn)確的伸展到位直接影響了整個(gè)衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)的成功與否。同時(shí)，對(duì)于衛(wèi)星整個(gè)物理結(jié)構(gòu)來講，可展機(jī)構(gòu)在展開狀態(tài)下，它的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)整個(gè)天線系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性具有很大影響[9]。所以，可展機(jī)構(gòu)在航天領(lǐng)域的研究是非常有價(jià)值的。

3.2 日常生活

可展機(jī)構(gòu)在生活中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在舞臺(tái)的升降。1988年，具有加拿大專利技術(shù)的板帶自組螺旋可展器于美國(guó)加利福尼亞州的退伍軍人紀(jì)念中心首次進(jìn)行使用。它是將一盤水平螺旋板片拉開，如圖5。然后連續(xù)插入一種垂直螺旋片，就組合成一個(gè)由兩種螺旋片連續(xù)自鎖的垂直螺旋管柱。水平螺旋板片的上下表面設(shè)有特制凹槽，能夠保證垂直螺旋板片輕松地嚙合并精準(zhǔn)的定位。這一組長(zhǎng)螺旋組合結(jié)構(gòu)在垂直方向能承受很大載荷，并將載荷連續(xù)增大和降低[10][11]。且運(yùn)行平穩(wěn)工作噪音小，所以能夠很好地完成舞臺(tái)升降的任務(wù)。除了舞臺(tái)升降機(jī)構(gòu)，學(xué)校等公眾場(chǎng)合經(jīng)常使用的電動(dòng)伸縮門，其實(shí)也是一種典型的剪叉式可展機(jī)構(gòu)，由很多的鉸接桿重復(fù)鉸接構(gòu)成，通過改變桿與桿之間的夾角，完成整個(gè)伸縮門的開合。它超大的伸展行程成了它最大優(yōu)點(diǎn)，簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)方式和低廉的成本，也是它普及的重要原因。

3.3 機(jī)器人領(lǐng)域

如圖6所示是一種應(yīng)用于清理炮彈發(fā)射后炮筒內(nèi)的殘留的塵土、油垢和渣土等問題而發(fā)明的一種旋轉(zhuǎn)可展機(jī)器人機(jī)構(gòu)[12]。它是基于空間可展機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特征分析，將一個(gè)旋轉(zhuǎn)的底盤和一個(gè)空間可展機(jī)構(gòu)結(jié)合在一起，形成一個(gè)具有旋轉(zhuǎn)伸展功能的機(jī)構(gòu)，代替士兵完成武器內(nèi)部的保養(yǎng)任務(wù)。具體結(jié)構(gòu)如圖6所示[13]。解決了炮筒內(nèi)部的可能存在問題，節(jié)省戰(zhàn)場(chǎng)上的寶貴時(shí)間，體現(xiàn)可展機(jī)構(gòu)在機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用的重要地位。

4 結(jié)束語

可展機(jī)構(gòu)具有展_后面積大、收攏時(shí)占用空間小且便于收放和運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)。在航天航空、日常生活，機(jī)器人等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。因此這種機(jī)構(gòu)的機(jī)械設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析研究得到國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)的普遍重視。而對(duì)于不同可展機(jī)構(gòu)的開發(fā)與應(yīng)用，還需要更多針對(duì)性的研究與探索。

參考文獻(xiàn)

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航天航空技術(shù)論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：模糊控制；模糊邏輯系統(tǒng)；自適應(yīng)控制

0 引 言

自從1956年美國(guó)Zadel教授首次把模糊集這個(gè)概念在發(fā)表的關(guān)于模糊集合理論論文中期提出之后，模糊理論已發(fā)展了50年，模糊理論知識(shí)體系現(xiàn)已成熟和完善，同時(shí)也在工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)踐應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣泛。把模糊邏輯技術(shù)當(dāng)做控制規(guī)則融入與控制技術(shù)中，能有效解決和處理那些傳統(tǒng)控制模式構(gòu)造的控制器難以解決的難題，模糊自適應(yīng)控制是將模糊邏輯理論與自適應(yīng)控制相結(jié)合，具有魯棒性強(qiáng)、易于掌握和操作、控制性能好等特點(diǎn)。近年來，模糊自適應(yīng)控制理論日趨成熟，控制技術(shù)也得到很大的發(fā)展，尤其是在智能控制、電子自動(dòng)化以及航天航空等多方面解決了許多實(shí)際問題，引起了越來越多學(xué)者和技術(shù)人員的重視。

1 模糊控制理論的基本思想

從1960年至今，現(xiàn)代控制理論廣泛應(yīng)用于重工業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐、電子信息自動(dòng)化以及航空航天等多方面并且取得了巨大的成功。例如最優(yōu)化控制這類問題中可以使用極小值原理來參與解決；運(yùn)用卡爾曼濾波器解決含有有色噪聲的系統(tǒng)中的問題加以研究；對(duì)大滯后過程的控制使用預(yù)測(cè)控制理論則能有效控制等等。同樣上述控制及應(yīng)用都需一個(gè)基本條件：需能對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行精確的數(shù)學(xué)建模。但是由于科技生產(chǎn)力的飛速發(fā)展，被控對(duì)象和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越來越繁瑣復(fù)雜，控制過程中需要考慮和解決的問題越來越多，對(duì)于非線性的多參數(shù)的復(fù)雜被控對(duì)象，對(duì)被控對(duì)象和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的精確建模往往難以進(jìn)行，這也使得對(duì)復(fù)雜對(duì)象的控制難以進(jìn)行和處理。

與上述必須對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行建模才能設(shè)計(jì)控制器的這種模式恰好相反的是，在對(duì)于以上原因和問題處理和解決的過程，通常有豐富操作經(jīng)驗(yàn)的工作人員并不需要通過對(duì)被控對(duì)象建模而是可以靠自身豐富的動(dòng)手經(jīng)驗(yàn)和熟練地手動(dòng)控制就可以達(dá)到很好的處理和控制效果。這些豐富的經(jīng)驗(yàn)包括對(duì)被控對(duì)象的熟知以及在全部可能會(huì)發(fā)生的情景下應(yīng)如何改變控制規(guī)則從而采取的相對(duì)應(yīng)的控制對(duì)策。這些對(duì)策和判斷常常是通過自然語言來表述的，與精確地?cái)?shù)學(xué)模型相比這些語言不是系統(tǒng)的而是具有模糊性。即從外界不斷的獲取相關(guān)反饋信息，對(duì)這些信息經(jīng)過分析、研究和整理，做出相對(duì)應(yīng)的決策同時(shí)改變控制規(guī)則和方式，從而是控制目的達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。在這些操作工作過程上，通過研究和分析人的自主能動(dòng)性和自主控制的行為，利用這些行為特點(diǎn)，讓計(jì)算機(jī)模擬人得思維方式用來控制那些無法構(gòu)建精確的數(shù)學(xué)模型的被控對(duì)象，從而形成了模糊控制。

模糊控制是集模糊集理論、模糊語言變量及模糊邏輯推理的知識(shí)應(yīng)用在控制方法上，以此來模擬人的模糊邏輯思維，用來解決無法建立精確的數(shù)學(xué)模型的過程的智能控制方法。模糊控制是在模糊集等理論的基礎(chǔ)上將人的推理、判斷、思維過程應(yīng)由比較簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)形式描述出來。模糊控制的目標(biāo)是為解決各種問題提供更加有效的思路和方法，再加上比起傳統(tǒng)控制方法，模糊控制可以融入人的思維判斷，所以這種控制方法在實(shí)際應(yīng)用中更加得到重視，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。

2 模糊控制

模糊系統(tǒng)是指與模糊概念、模糊邏輯直接相關(guān)的系統(tǒng)。它通常是由模糊器、模糊規(guī)則庫(kù)、模糊推理機(jī)以及解模糊器這四個(gè)模塊組成。模糊器首先是把系統(tǒng)輸入量進(jìn)行適當(dāng)比例對(duì)應(yīng)地量化作為論域中的數(shù)值，然后對(duì)應(yīng)每一個(gè)量化的數(shù)值定義一個(gè)模糊子集，并把每個(gè)模糊子集所相對(duì)應(yīng)的隸屬函數(shù)定義出來，最后把數(shù)值對(duì)應(yīng)的隸屬度應(yīng)用合適的語言值求出來。模糊規(guī)則庫(kù)中對(duì)應(yīng)的每個(gè)規(guī)則都是由進(jìn)行手工操作的工作人員的豐富和熟練的操作經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)以及這些工作人員在控制過程中用來計(jì)算各種數(shù)據(jù)的相關(guān)算法。模糊推理機(jī)是指應(yīng)用模糊邏輯法則把模糊規(guī)則庫(kù)中的規(guī)則用某種映射表達(dá)出來。解模糊器則和模糊器的作用相反，解模糊器就是把模糊推理最終得來的結(jié)果轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)值量。

模糊控制系統(tǒng)就是在常規(guī)的控制系統(tǒng)中，用模糊邏輯系統(tǒng)來取代傳統(tǒng)的控制器，進(jìn)而使得復(fù)雜難以建模的被控對(duì)象能得到更有效的控制。

3 自適應(yīng)模糊控制

模糊控制的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，在應(yīng)用模糊控制進(jìn)行解決問題過程中可以看出，是否能夠制定出好的模糊控制規(guī)則將會(huì)直接影響到控制效果，而控制規(guī)則的制定原則通常是由工作人員在具體操作過程中對(duì)被控對(duì)象的熟知和了解以及在實(shí)際操作過程的實(shí)踐中總結(jié)出來的。在把模糊控制應(yīng)用那些復(fù)雜的時(shí)變的非線性不確定的系統(tǒng)時(shí)，由于被控過程中出現(xiàn)一些時(shí)變的非線的以及高階性的其他隨機(jī)干擾等因素，造成縱使采用了模糊控制也不能達(dá)到很好的控制目的，如果控制能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)這個(gè)問題就能得到解決，所以人們?cè)谀：刂频幕A(chǔ)上融于了能夠自組織、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的技術(shù)，結(jié)合這些因素的模糊控制在控制過程中可以利用自學(xué)習(xí)的功能從外界環(huán)境以及自身控制過程當(dāng)中得到相關(guān)有用的信息，并依這些搜集到的信息進(jìn)行相關(guān)的反饋和修改控制規(guī)則或參數(shù)，從而使得整個(gè)系統(tǒng)的控制功能隨著問題的變化給出不同的控制規(guī)則。

4 自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

自適應(yīng)模糊控制的設(shè)計(jì)是為了使得控制具有自組織、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)這些特點(diǎn)的，為了能夠在控制運(yùn)行過程中，結(jié)合相應(yīng)地控制效果和外部環(huán)境，對(duì)控制器的控制方案做進(jìn)一步的修改和完善使得控制效果達(dá)到更好的結(jié)果，這就使得模糊控制具有更高的智能性，所以在最常見的自適應(yīng)模糊控制方案的設(shè)計(jì)中是把偏差測(cè)量、控制校正和規(guī)則修改這三個(gè)功能塊附加在基本模糊控制器中。

其中，偏差測(cè)量塊，用于測(cè)量實(shí)際輸出和期望輸出的偏差值，從而確定系統(tǒng)控制中需要校正的量，以便為系統(tǒng)控制規(guī)則的修正提供信息；控制量校正塊，用于把輸出應(yīng)答需要校正的量轉(zhuǎn)換成控制量需要校正的量；規(guī)則修改塊，對(duì)控制量的修改通過校正控制規(guī)則來實(shí)現(xiàn)校正量。自適應(yīng)模糊控制器的工作原理是：通過測(cè)量輸出誤差的差值來獲得需要校正的信息，然后將需要校正的輸出應(yīng)答的校正量轉(zhuǎn)換成控制量需要的校正量，最終通過修改控制規(guī)則來實(shí)施校正量。

5 自適應(yīng)模糊控制的研究與發(fā)展

1960年代中期，Zadeh教授創(chuàng)建了模糊集理論，與 Mamdani教授 等人分別開展了一系列關(guān)于模糊控制的研究工作，自從模糊控制得到了學(xué)者的大量研究和實(shí)踐，模糊控制理論逐漸發(fā)展成富有發(fā)展成果和發(fā)展吸引力的研究領(lǐng)域。

1979年， Procyk和他的導(dǎo)師Mamdani提出了一種能使模糊控制規(guī)則自動(dòng)生成和自動(dòng)修改的自組織模糊控制器（SOC），第一次在模糊控制的結(jié)構(gòu)中加入了自組織的功能，首次在較高起點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)了如何用自組織模糊控制器在較短時(shí)間內(nèi)在一類大過程的問題上取得更好地控制效果。Shao等人后來對(duì)算法作了一些改進(jìn)并應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)中，之后Rhee和Vander等人進(jìn)一步通過由定量過程來獲得定性控制規(guī)則的方法改進(jìn)了控制器。

Pedrycz 提出了一種模糊關(guān)系模型的辨識(shí)方法，該方法是基于參考模糊集的系統(tǒng)模糊關(guān)系模型而實(shí)施的；T.Takagi 和 M.Sugeno 緊跟R.M.Tong 的研究步伐，提出了一種用模糊集理論去辨識(shí)系統(tǒng)模糊模型的語言的方法。這兩種極具有代表意義辨識(shí)方法為工業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中的建模提供極有效的工具，并為自適應(yīng)模糊控制的進(jìn)一步研究發(fā)展提供了非常有效的工具。Z.Bien和Yong-Tae Kim應(yīng)用了變結(jié)構(gòu)控制的思想設(shè)計(jì)了魯邦自學(xué)習(xí)的控制器用于解決傳統(tǒng)的自組織模糊控制過程中出現(xiàn)的外部干擾敏感問題，在雙關(guān)節(jié)倒立擺控制過程中取得了良好的控制效果，但是控制過程中出現(xiàn)了震動(dòng)現(xiàn)象。

Harris和Moore 提出了建立在過程模糊模型基礎(chǔ)上而不是直接把模糊邏輯技術(shù)直接當(dāng)成控制器的間接自適應(yīng)模糊控制，使得類似自校正調(diào)節(jié)器的控制功能最終得以實(shí)現(xiàn)。Layne等人在傳統(tǒng)的模型參考自適應(yīng)控制的控制過程中加入了模糊邏輯技術(shù)從而得到了新的模糊模型參考學(xué)習(xí)控制。張化光在借鑒TS模型的模糊自校正控制的基礎(chǔ)上在控制器上應(yīng)用了廣義預(yù)測(cè)控制律，用這種方法很好的解決了具有不確定時(shí)滯問題，同時(shí)能顧及系統(tǒng)模型失配的影響，具有良好的魯棒性。G.V.S.Raju和J.Zhou 基于K.F.Glu和S.Daley把自適應(yīng)控制器應(yīng)用在復(fù)雜多變過程的研究成果上提出了遞階模糊控制以及自適應(yīng)遞階模糊控制。G.V.S Raju等人在戴忠達(dá)的算法基礎(chǔ)上，提出了一類自適應(yīng)多級(jí)模糊控制器。之后A.Gegov提出了應(yīng)用于城市交通控制網(wǎng)絡(luò)的一類多級(jí)智能模糊控制器。K.Y.Tu等人設(shè)計(jì)了利用滑動(dòng)超平面連接多個(gè)單變量的FLC的多層模糊控制器，并闡述了閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的條件。

6 結(jié)語

模糊控制相對(duì)于傳統(tǒng)的控制理論能夠解決更多實(shí)際復(fù)雜的建模以及控制問題，是一種極為有效的控制方法，自適應(yīng)模糊控制是一種具有自組織、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的控制方法，在控制過程中，自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)能夠在系統(tǒng)運(yùn)行過程中根據(jù)外界反饋的信息不斷修改自身的控制規(guī)則，使得系統(tǒng)的性能更加的完善改善了系統(tǒng)的性能。近幾年來，自適應(yīng)模糊控制因?yàn)槠渥陨淼目刂铺匦远〉昧撕艽筮M(jìn)展，基于模型的自適應(yīng)模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的結(jié)合，使系統(tǒng)功能以及穩(wěn)定性得到進(jìn)一步增強(qiáng)，為非線性系統(tǒng)的建模以及控制提供了有效的工具。自適應(yīng)模糊控制在近幾年的發(fā)展中已開始向多元化和交叉學(xué)科方向發(fā)展，加強(qiáng)對(duì)自適應(yīng)模糊控制的研究是近幾年越來越迫切的問題，同時(shí)模糊-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)混合系統(tǒng)的出現(xiàn)給自適應(yīng)模糊控制的研究帶來了新的生機(jī)，但是由于系統(tǒng)的非線性與復(fù)雜性使得研究工作的難度大大增加。自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)逐漸向混合系統(tǒng)模式方向發(fā)展，對(duì)于自適應(yīng)模糊控制的研究有著很大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應(yīng)用前景。

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航天航空技術(shù)論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：TMS320F2812；PMSM控制

中圖分類號(hào)：TM383 ； 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）04-0212-02

1 引言

21世紀(jì)石油鉆井工業(yè)的迅速發(fā)展，隨鉆測(cè)量和隨鉆測(cè)井的技術(shù)也得以迅速發(fā)展，其對(duì)地質(zhì)導(dǎo)向鉆井來說至關(guān)重要，因而對(duì)其要求越來越高。而連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器作為目前國(guó)外大型石油公司獨(dú)有的商業(yè)化產(chǎn)品，具有傳輸速率快等優(yōu)點(diǎn)，是隨鉆測(cè)量信號(hào)最重要的傳輸方式之一。

連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器中傳輸信息的核心部分之一是永磁同步電機(jī)的控制系統(tǒng)。永磁同步電機(jī)（Permanent Magnet Motor，簡(jiǎn)稱PMSM）具有體積小、力矩慣量大、效率和功率因數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)。因而在測(cè)井系統(tǒng)中運(yùn)用永磁同步電機(jī)，能夠降低成本，減少維修，節(jié)約能源。基于這些優(yōu)點(diǎn)，本文介紹采用TMS320F2812控制永磁同步電機(jī)，以滿足二進(jìn)制FSK調(diào)制方式對(duì)轉(zhuǎn)閥電機(jī)的調(diào)速要求[1，2，3]。

2 控制框圖

井下傳感器將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)編碼，然后通過轉(zhuǎn)閥驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)閥旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生泥漿壓力脈沖，壓力脈沖經(jīng)過鉆桿中的泥漿上傳信息，地面?zhèn)鞲衅鹘邮盏絵沖信號(hào)以后，通過濾波整形，信號(hào)譯碼，得到井下采集的數(shù)據(jù)信息，然后經(jīng)過數(shù)據(jù)的分析和處理反饋到計(jì)算機(jī)，實(shí)時(shí)了解井下工況。控制工作原理框圖如圖1示。

3 硬件控制設(shè)計(jì)

為了使永磁同步電機(jī)能夠在不同的轉(zhuǎn)速間迅速切換，獲得較好的2FSK調(diào)制信號(hào)。本文以 TMS320F2812 為控制核心，以此數(shù)字信號(hào)處理器負(fù)責(zé)完成大部分的計(jì)算和控制功能[4，5，6]。在MATLAB/Simulink中建立永磁同步電機(jī)的向量控制系統(tǒng)的原理圖如圖2所示。

本文中采用空間脈寬調(diào)制（SVPWM）控制策略，此時(shí)定子電流勵(lì)磁分量 [id]=0，永磁同步電機(jī)相當(dāng)于一臺(tái)他勵(lì)直流電機(jī)，定子電流中只有X，Y軸分量，且永磁體磁動(dòng)勢(shì)空間向量與定子磁動(dòng)勢(shì)空間向量正交，此時(shí)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩中只剩永磁轉(zhuǎn)矩分量 [Te1]，只需要控制定子電流的轉(zhuǎn)矩分量 [iq]的大小即可。這樣電磁轉(zhuǎn)矩就只依賴于交軸電流，能夠?qū)崿F(xiàn)交、直軸電流的解耦。永磁同步電機(jī)的定子由三相SVPWM逆變器供電，轉(zhuǎn)子位置傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n和轉(zhuǎn)角 [θ]。由轉(zhuǎn)速外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)經(jīng)過PI調(diào)節(jié)并經(jīng)過反PARK變化得到SVPWM調(diào)制器的電壓調(diào)制信號(hào)。檢測(cè)到的定子電流經(jīng)CLARKE變換和PARK變換，得到定子電流[id]和[iq]作為電流的回饋信號(hào)。

4 軟件控制設(shè)計(jì)

根據(jù)軟件模塊化設(shè)計(jì)思路，充分利用 DSP 的資源特點(diǎn)，根據(jù)建模編寫相應(yīng)的控制系統(tǒng)程序，包括檢測(cè)模塊、算法模塊、SVPWM模塊等。軟件主程序主要針對(duì)系統(tǒng)硬件及各變量設(shè)定初始值，完成寄存器的配置和給定初始值，在循環(huán)等待中，當(dāng)中斷觸發(fā)時(shí)，開始執(zhí)行子程序，中斷服務(wù)子程序作為系統(tǒng)軟件部分的核心，主要包括定時(shí)器中斷和功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)中斷[7]。軟件控制主流程圖如圖3所示。

5 仿真結(jié)果

設(shè)電機(jī)在0～0.3s時(shí)的PMSM的轉(zhuǎn)速響應(yīng)仿真波形圖如圖4

其中圖5橫坐標(biāo)為時(shí)間軸t，單位為s，縱坐標(biāo)為轉(zhuǎn)速n，單位為m/s，所得轉(zhuǎn)速響應(yīng)仿真波形圖如圖5所示。

從圖5以看出，在轉(zhuǎn)速為600m/s的時(shí)候，采用PI控制，轉(zhuǎn)速上下波動(dòng)幅值為10，波動(dòng)率為 。滿足二進(jìn)制FSK調(diào)制方式對(duì)轉(zhuǎn)閥電機(jī)的調(diào)速要求。

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航天航空技術(shù)論文范文第5篇

【關(guān)鍵詞】智能家居 GSM模塊 單片機(jī)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化智能家居系統(tǒng)可提供遙控、家電控制、照明控制、窗簾自控、防盜報(bào)警、可編程定時(shí)控制及計(jì)算機(jī)控制等多種功能和手段，使生活更加舒適、安全和便利。本文設(shè)計(jì)的基于GSM網(wǎng)絡(luò)的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)由智能監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和用戶手機(jī)構(gòu)成，通過GSM短信息的收發(fā)實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

1 總體設(shè)計(jì)方案

系統(tǒng)由中心控制模塊和各分散控制模塊組成。中心控制模塊實(shí)現(xiàn)控制用戶手機(jī)和各分散控制功能模塊。選用AT89S52單片機(jī)作為該監(jiān)控系統(tǒng)的核心控制元件。主控單片機(jī)模塊接收用戶手機(jī)發(fā)送的短信息，根據(jù)短消息的內(nèi)容控制各子功能模塊；同時(shí)主控單片機(jī)模塊將家居系統(tǒng)的控制信息以短信形式發(fā)送到用戶手機(jī)，由單片機(jī)構(gòu)成各控制模塊子系統(tǒng)。

1.1 系統(tǒng)硬件部分

根據(jù)任務(wù)需要，合理選擇單片機(jī)、傳感器、GSM模塊和設(shè)備來構(gòu)成系統(tǒng)。為使硬件設(shè)計(jì)盡可能合理，系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)遵循了以下幾個(gè)方面：

（1）選擇標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的典型電路，提高設(shè)計(jì)的成功率和結(jié)構(gòu)的靈活性。

（2）選用功能強(qiáng)、集成度高的電路或芯片。

（3）選擇通用性強(qiáng)、市場(chǎng)貨源充足的元器件。

（4）在對(duì)硬件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)考慮時(shí)，考慮通用性的問題，采用模塊化的設(shè)計(jì)方式。

（5）系統(tǒng)的擴(kuò)展及各功能模塊的設(shè)計(jì)應(yīng)適當(dāng)留有余地，以備將來修改、擴(kuò)展之需。

（6）在電路設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮應(yīng)用系統(tǒng)各部分的驅(qū)動(dòng)能力

最終確定采用AT89S52單片機(jī)作為處理芯片。西門子的TC35系列的TC35iGSM模塊，TC35i與GSM2/2+兼容、雙頻（GSM900/GSMl800）、RS232數(shù)據(jù)口、符合ETSI標(biāo)準(zhǔn)GSM0707和GSM0705，且易于升級(jí)為GPRS模塊。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的AT命令接口，為數(shù)據(jù)、語音、短消息和傳真提供快速、可靠安全的傳輸，方便用戶的應(yīng)用開發(fā)與設(shè)計(jì)。

1.2 系統(tǒng)軟件部分

軟件部分由以下幾部分構(gòu)成：數(shù)據(jù)采集單元、手機(jī)短信信令識(shí)別與分析單元、GSM模塊TC35 modem接口程序部分、分析控制部分。其中數(shù)據(jù)采集部分和手機(jī)短信信令識(shí)別需要作實(shí)時(shí)處理；GSM模塊TC35 modem接口程序部分和分析控制部分則是根據(jù)采集和手機(jī)短信信令進(jìn)行分時(shí)操作有利于提高系統(tǒng)效率。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)部分主要有數(shù)據(jù)采集部分、手機(jī)短信信令識(shí)別、TC35Modem接口程序部分、分析控制部分。其中數(shù)據(jù)采集部分和手機(jī)短信信令識(shí)別需要作實(shí)時(shí)處理；GSM模塊TC35Modem接口程序部分和分析控制部分則是根據(jù)采集和手機(jī)短信信令進(jìn)行分時(shí)操作有利于提高系統(tǒng)效率。本智能家居監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有主控模塊程序、TC35Modem模塊通信程序、串口通信初始化程序和短消息的編碼解碼程序。軟件設(shè)計(jì)模塊如圖1所示。

2.1 單片機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與TC35I模塊的通信順暢，必須使二者的串口波特率一致，如果單片機(jī)F=11.0590MHZ，設(shè)置串行口波特率為9600，工作方式為方式3，Tl定時(shí)器采用工作方式2。其中串行口和定時(shí)器的工作方式和初值可以根據(jù)具體情況加以更改。

本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)是將整個(gè)短信處理模塊放入單片機(jī)的中斷服務(wù)子程序中。發(fā)送和接收串行口數(shù)據(jù)采用中斷方式進(jìn)行，這樣可以大大節(jié)省CPU資源。當(dāng)接收一幀數(shù)據(jù)進(jìn)入一位寄存器，送入接收SBUF中，同時(shí)將Rl置1；當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)載入發(fā)送SBUF中開始向外發(fā)送，發(fā)送完畢后即將TI置1。無論Rl置1還是TI置1，均會(huì)激發(fā)串口中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)程序。響應(yīng)中斷時(shí)，首先判斷中斷是接收程序還是發(fā)送程序，若為接收中斷則將SBUF中的數(shù)據(jù)存入接收隊(duì)列緩沖區(qū)；若為發(fā)送中斷便將待發(fā)送的數(shù)據(jù)幀發(fā)送到SBUF中。

2.2 短消息PDU模式編碼解碼程序

在GSM標(biāo)準(zhǔn)中，中文編碼采用UTF-8的編碼，不是目前國(guó)內(nèi)常用的GB-2312編碼，因此需要對(duì)中文編碼進(jìn)行轉(zhuǎn)換才能與采用GB-2312漢字庫(kù)相配合，方可正確顯示出短消息中漢字字型。由于UTF-8和GB-2312編碼之間不存在一一對(duì)應(yīng)的線性關(guān)系，因此需要采用查表的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

2.3 短消息收發(fā)程序設(shè)計(jì)

發(fā)送短信息的主要工作是將發(fā)送的內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的編碼，其次就是將發(fā)送所用的SMS服務(wù)中心號(hào)碼、目標(biāo)號(hào)、有效時(shí)間和短信內(nèi)容按照PDU編碼的格式發(fā)送出去。如果是接收短信息，其工作就是將接受到的短信息內(nèi)容進(jìn)行解碼，發(fā)送和接收的PDU串的結(jié)構(gòu)是不同的。接收程序流程圖如圖2所示。

3 運(yùn)行結(jié)果

運(yùn)行結(jié)果如圖3所示。

4 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于GSM網(wǎng)絡(luò)的無線傳感智能家居監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)在運(yùn)行中還有改進(jìn)之處，還需進(jìn)一步對(duì)程序結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。本設(shè)計(jì)只是智能家居控制中的一部分，目前國(guó)內(nèi)很多公司都在致力于智能家居產(chǎn)品的開發(fā)，隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，我國(guó)將全面普及智能家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和產(chǎn)品。

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