一类复杂系统的分布式模型参考自适应控制

针对一类子系统相关联的复杂多输入多输出系统，提出了一种在多输入子系统中采用基于Lyapunov函数的模型参考自适应控制(MRAC)的方法．其中各个子系统建模为线性多输入系统，并假设各子系统的参数均为未知，各子系统之间存在相互影响．通过理论推导和计算机仿真证明了该控制方法的可行性和有效性。     

热连轧活套系统的解耦补偿预测控制

针对热连轧活套系统的强耦合特性,提出一类基于预测原理的交叉解耦控制策略.将一个两输入两输出的强耦合系统分解成两个相互影响的单输入单输出的子系统.基于预测控制原理,在一个周期内,顺序更新每个子系统的控制律,并保留未来的预测控制信息,补偿子系统之间的耦合影响,然后开始新的循环.基于H∞原理,将预测值与实际值的误差作为扰动处理,降低子系统之间的耦合影响,提高控制精度,简化控制器设计,减轻计算机的负担.仿真结果证实了该方法具有较好的解耦效果和控制性能.     

一种简化的多变量MRAC系统设计

针对多输入—多输出(MIMO)系统,基于Popov超稳定理论设计了一种简化的多变量模型参考自适应控制器.该控制器只通过对子系统的控制输入和系统输出的滤波导数进行反馈,使可调参数减少,从而简化了控制器结构.数值仿真验证了该方案的可行性.     

基于改进L1自适应的姿态控制研究

针对含匹配不确定性和时变干扰的多变量耦合系统,提出改进L₁自适应控制,并进行控制系统闭环分析.针对常规解耦中积分型闭环系统的临界稳定问题,在常规解耦之后附加反馈控制,从而构成同时保证系统解耦性和稳定性的线性解耦控制.解耦后,系统表示为由若干含匹配不确定性和时变输入干扰的无耦合子系统组成.针对各子系统中不确定性和干扰问题,采用L₁自适应控制以保证系统的鲁棒性.此外,为避免控制量的瞬时大幅值和大变化率,设计参考信号变换方式,即参考信号中的阶跃跳变部分用正弦信号替代.最后,将所设计改进L₁自适应控制应用于飞行器姿态调节中,并通过Matlab数值仿真对所设计的姿态控制系统进行测试和验证,结果表明所设计控制算法和姿态控制系统可行有效.      

四旋翼无人机的非线性控制理论研究与应用(英文)

四旋翼无人机是一类典型的非线性、动态不稳定的多输入多输出系统.首先将复杂的四旋翼动力学模型分解为两个内外环子系统,即平移动力学和姿态动力学,在此基础上研究了反步法以及滑模控制,并将其应用于四旋翼的位置和姿态控制.上述两种非线性控制算法的设计及其稳定性分析都是以李雅普诺夫全局稳定性理论为基础.为了改善系统动态响应并避免超出执行机构的物理实现范围,在姿态控制子系统中,设计了分段可微信号作为安排"过渡过程",代替阶跃指令输入.仿真结果验证了反步法以及滑模控制在四旋翼上应用的可行性和有效性,最后通过对控制效果的比较、分析,总结两者各自的特点.     

多变量无模型预测神经网络线性自抗扰控制

对难以建模的多变量非线性系统的控制难题,提出改进的具有辅助向量的多变量全格式动态线性化方法,采用其逼近非线性系统,用其构成预测模型,将其转化为具有耦合的若干个子系统,利用直接极小化指标函数自适应优化算法辨识其参数,将多变量线性扩张观测器的线性控制输入项改进为关于观测状态和控制输入向量及其微分的向量函数,并由该向量函数的逆向量函数构建当前控制输入向量,因其未知,使用对角回归神经网络逼近控制输入向量函数,采用多变量非线性递推最小二乘法优化对角回归神经网络连接权及多变量线性自抗扰控制参数,综上研究提出在线优化参数的多变量无模型预测神经网络线性自抗扰控制算法。仿真研究表明系统响应精度高,性能好,优于传统的线性自抗扰控制算法。     

基于微分几何方法的双馈发电机解耦控制

为了最大限度地捕获风能,使风力发电系统按照最佳效率运行,提高发电质量,提出基于微分几何控制理论的双馈发电机非线性多输入多输出状态反馈解耦控制方案,通过非线性坐标变换和非线性状态反馈,使双馈发电机的磁链和转速两个的子系统实现动态完全解耦.理论推导和仿真实验表明,基于微分几何控制理论的解耦控制方案优于传统矢量控制方案.     

多AUV分布式模型预测深度和纵向速度控制

针对多自主水下航行器（Autonomous Underwater Vehicle,AUV）的深度和纵向速 度耦合控制问题,提出一种基于分布式模型预测控制（Distributed Model Predictive Control, DMPC）的双子系统控制方法. 在DMPC的框架下,AUV和邻居共享信息以建立预测优化问题, 实现多AUV的协同控制. 考虑单个AUV的深度和纵向速度控制,深度控制子系统参考轨迹中 的俯仰角序列作为速度控制子系统中俯仰角的实际值,同时纵向速度控制子系统参考轨迹中 的纵向速度序列作为深度控制子系统中纵向速度的实际值,由此解耦为两个子系统,进而独 立地求解预测优化问题. 仿真实验结果表明,相对于整体系统DMPC方法,本文提出的双子系 统DMPC方法可在牺牲一定深度控制收敛速度的基础上降低计算时间73.3%.     

基于滑模控制的四旋翼无人机的轨迹跟踪控制

针对四旋翼无人机,研究了基于滑模控制的轨迹跟踪问题.根据无人机复杂的数学模型,首先利用单位四元数法描述系统姿态,再将其分解为位置和姿态两个子系统;通过引入中间控制输入,跟踪三个自由度的位置信息;考虑到位置和姿态子系统分别受到干扰力和干扰力矩的影响,设计了鲁棒反演滑模控制器,保证了对目标轨迹的稳定跟踪.仿真结果验证了该控制方法的有效性.     

电力系统神经网络逆控制中的闭环控制器设计

由于实际电力系统输入限幅、工作区域受限等因素的影响,采用神经网络逆系统方法对被控电力系统进行反馈线性化解耦后的复合系统并非理想的解耦线性系统.在对此复合系统设计闭环控制器时需要确定合理的期望响应特性.本文通过对被控电力系统的输入输出特性分析,得到线性化解耦后各子系统的主导物理特性,从而为确定合理的闭环期望响应特性提供依据.结合神经网络逆系统方法在励磁与汽门系统线性化解耦控制中的应用,本文给出了详细的设计方法与计算机仿真结果.     

大学生心理控制源与人际信任的相关研究

为探讨大学生被试内外控倾向与人际信任的关系，以内在－外在心理控制源量表（IE）和信任量表为工具，对280名大学生进行了测试。结果表明，IE量表总分没有发现在年龄，年级和性别上的显著差别；男女生在信任量表上的得分显示，在总分和D分两项分别发现有显著和非常显著的差别；二量表存在极其显著的负相关性，即大学生内控性越强，信任程度、可依靠性和信赖度越高。大学生内外控倾向与人际信任存在极其显著的负相关，且内控者比外控者有更高的信任性。     

基于四元数的带飞轮航天器的自适应姿态控制

由于各种环境因素的影响，航天器在运行过程中其动力学参数的准确值难以确定．姿态控制系统必须具有自适应性以适应参数的变化．文中针对飞轮控制航天器提出了一种基于四元数的自适应控制方法．与欧拉角比较，姿态运动的四元数表达的主要优点是数值计算过程中不存在奇异位置．这种控制方法在不需提供航天器参数的情况下可保证航天器跟踪期望的姿态变化以实现姿态机动．应用Lyapunov直接方法证明系统的渐近稳定性，并通过航天器姿态机动跟踪的数值仿真证实了这种控制方法的有效性．     

城市交通信号的模糊控制研究

以城市主干道交叉口为研究对象,提出了一种实用的交通流模糊控制算法,该算法包括模糊控制算法和绿灯延时终止算法两部分。在现有的模糊控制算法的基础上,增加了绿灯延时终止算法,从而利用模糊逻辑对绿信比进行了优化。在SDCSTS仿真软件的基础上进行了仿真研究。仿真结果表明该方法的有效性。     

待机控制--随机控制的一个新方向

从一个实例出发引出了待机控制思想，其实质是以牺牲部分控制时机来提高控制精度。该文给出了待机控制的一些基本概念，描述了待机控制的常见目标函数集，指出了研究待机控制的基本命题：目标函数集的相容性与待机控制策略的设计。以矩形目的域为例，按满意控制的思想，利用线性矩阵不等式(LMI)技术，给出了待机控制策略求解的方法与实例。     

考虑不确定性的航天器姿态滑模控制器设计

为解决航天器姿态控制中考虑非主轴惯量不确定性和外干扰的问题,设计了滑模控制器组成的鲁棒控制系统来处理系统中的参数不确定性及外干扰项的影响,并在滑模控制器的到达运动控制律设计中引入一个滞后因子来减小系统所需的最大控制力矩,从而节省航天器的控制成本.仿真结果验证了所设计控制器的性能,同时验证了控制律中的符号函数对于抑制抖振现象,提高控制精度的作用.     

模糊-变结构控制在汽车发动机转速控制中的应用

变结构控制具有良好的鲁棒性，但是在实际应用中往往会引发抖振．本文采用模糊一滑模变结构的控制方法，解决滑模变结构控制在汽车发动机转速控制中出现的转速抖振现象．首先，在变结构控制变量的基础上引入模糊控制分量；其次对模糊控制分量进行了设计、计算；最后利用MATLAB软件进行了计算机仿真．仿真结果表明发动机转速抖振幅度只有原来的10％，控制变量的切换频率只有原来的15％左右．     

柔性结构振动单边库仑摩擦控制

为解决航天结构的低频振动抑制问题,针对拉索控制装置的单边饱和特点,推导了一种非二次型性能指标函数的最优控制方法。适当地选择非二次型性能指标函数中特殊加权参数,最优控制是一种单边Cou lom b摩擦。通过简单改造的电机拉索结构,该最优控制能采用无需耗能的被动控制方式实现,为航天结构振动抑制节省控制能量。同时最优控制不依赖控制结构模型,在结构模型不确定的情况下,仍具有最优和全局渐进稳定性。在悬臂上进行最优控制的数值仿真结果显示该最优控制方法能充分利用控制作动器迅速抑制结构振动。     

岩溶地区水库防渗施工技术

为解决水库渗漏问题，采用了新材料、新工艺及多层次防渗措施，取得了很好的防渗效果。水库蓄水后，经过3个多月的监测，渗漏量仅为设计允许渗量的21．9％。     

预测函数控制在感应电机调速系统中的应用

针对感应电机调速系统,提出预测函数—内模双环控制。预测函数控制有计算量小、跟踪速度快等优点,内模控制的参数调节方便,且能抑制参数变化在系统性能上影响,将两者原理有机结合,通过分析感应电机数学模型,电流环采用内模控制,转速环采用预测函数控制。仿真结果表明,采用预测函数—内模双环控制后,系统的动态性和静态性能都得到明显改善。     

用DCS的算法模块组合实现广义预测控制算法的设计方法及仿真验证

本文提出一种在较复杂对象的情况下如何只采用DCS的算法模块就能组合实现广义预测控制算法的设计方法及其参数的整定方法。为了表明所提出的这种用DCS层组态控制软件模块实现模型预测控制算法的方法的有效性,以非最小相位过程和具有再循环和纯迟延的复杂过程两类复杂对象为例进行了仿真研究,仿真测试表明提出的控制算法可提供类似于广义预测控制的控制性能。