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柔性弹系统的一种新计算控制方法
时间：2023-06-16
来源：
作者：
摄影： 编辑：杨筱奕
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报告人：朱正宏
报告人单位：加拿大约克大学
报告时间：6月20日（周二）14:30-16:00
会议地点：CQ9电子杭州电技大学电控学院416报告厅（崇德楼D座416）
举办单位：CQ9电子杭州电技大学电控学院
报告人简介：朱正宏教授本、硕、博毕业于上海交通大学力学专业，并获得加拿大滑铁卢大学机器人控制专业硕士学位及加拿大多伦多大学机械工程专业博士学位。朱教授目前是加拿大约克大学机械工程系终身教授和一级研究讲席教授（空间技术方向）。2006年加入约克大学之前，朱教授在加拿大密西沙加的Curtiss-Wright Indal Technologies公司担任高级应力分析/结构工程师。2019年至2022年期间，朱教授担任副总裁研究与创新办公室首届Research Commons学术主任。朱教授的研究方向包括绳系空间系统的动力与控制、航天器姿态动力学、计算控制、空间机器人控制、机器学习和空间碎片清理等领域，发表论文300多篇。朱教授于2014年入选加拿大机械工程协会（CSME）院士、终身荣誉会员，2015年入选加拿大国家工程研究院（Engineering Institute of Canada）院士，2017年入选美国机械工程协会（ASME）会士，2019年加拿大皇家学会学院会员，2020年当选为加拿大工程院院士（Canadian Academy of Engineering）。
报告摘要：如果能以期望性能推导出闭合形式的数学控制律，则可认为控制理论中的问题得到了满意解决。然而，随着自动化技术的快速发展，相关控制理论变得十分复杂，以至于找到一个闭合形式的数学控制律不再简单，甚至不可行，尤其是对于连续柔性系统或弹性系统。此次学术报告提出了一种新的系统方法，通过利用计算力学中的有限元方法，基于Artstein的控制李雅普诺夫函数理论和相关的Sontag公式，设计了柔性体动力学系统的一致稳定控制。为了简化控制器的设计，每个元素中都将单独设计一个Sontag型控制器。通过利用有限元法的相互连接性，确保了全局系统的稳定性，并通过单个元素中的个体一致性控制，保证了整个系统的稳定性。接下来要介绍的是柔性空间绳系系统的计算控制框架，该系统只可以观测和驱动绳系的末端。基于卡尔曼滤波器和有限元法，开发了一种用于绳系配置的鲁棒有限元卡尔曼状态估计器。该估计器将真实的位置/速度传感器、光纤应变传感器和虚拟传感器集成为一个连贯的混合测量模型。通过使用变分原理和最优控制理论，实现了对柔性绳系系统的控制。最后，通过数值仿真验证了所提方法的有效性。
审核：薄翠梅
