基于干扰观测器的交流伺服系统鲁棒性研究（常州市科技攻关计划项目）

河海大学机电工程学院梅志千教授主持的项目“基于干扰观测器的交流伺服系统鲁棒性研究”．于2006年9月被列为常州市科技攻关计划项目（项目编号：CE2006069）．     

高压无线相位检测关键技术的研究（常州市科技攻关项目）

常州市科技攻关项目“高压无线相位检测关键技术的研究”(No．CE20040431)由河海大学常州校区计算机及信息工程学院承担，张金波副教授主持，于2004年9月由常州市科学技术局批准立项。     

双向脉冲变频控制节能直线电机关键技术的研究

常州市青年科技人才培养计划项目“双向脉冲变频控制节能直线电机关键技术的研究”(项目编号:CQ20006004),由河海大学计算机及信息工程学院(常州)张金波副教授主持,2006年9月经常州市科技局批准立项;同年12月经常州市新北区科技局批准该项目被列入2006年新北区科技计划资助项目(项目编号:XE120060815).     

基于径向基函数神经网络的无人直升机吊装系统滑模减摆控制

针对存在非线性、强耦合、外部未知有界干扰和建模不确定性的平面运动下无人直升机吊装系统,研究了一种基于径向基函数神经网络(radial basis function neural networks,RBFNNs)和干扰观测器的无人直升机吊装系统滑模减摆控制方法。首先将系统模型转换成仿射非线性形式,利用RBFNNs逼近系统不确定性,设计干扰观测器估计神经网络逼近误差与外界未知有界干扰的复合值。然后基于RBFNNs和干扰观测器设计了滑模减摆控制器,并用Lyapunov方法证明闭环系统稳定性;最后通过仿真验证了所设计控制器的有效性。     

双向脉冲变频控制节能直线电机关键技术的研究（常州市青年科技人才培养计划项目）

常州市青年科技人才培养计划项目“双向脉冲变频控制节能直线电机关键技术的研究”（项目编号：CQ20006004），由河海大学计算机及信息工程学院（常州）张金波副教授主持，2006年9月经常州市科技局批准立项；同年12月经常州市新北区科技局批准该项目被列入2006年新北区科技计划资助项目（项目编号：XE120060815）．     

应用干扰观测器的导弹发射车起竖装置鲁棒控制

针对现有垂直导弹发射车起竖装置的起竖平稳性不足和快速性不够的问题,对起竖装置的运动学部分和液压部分进行建模,在此基础上利用backstepping方法实现起竖角的精确控制. 由于系统存在着建模不确定性误差和未知外部干扰,运用径向基神经网络干扰观测器对其进行估计,并将估计输出应用于起竖角的控制,从而提高了系统控制精度. 仿真结果表明,所设计的基于径向基神经网络干扰观测器导弹发射车起竖装置backstepping控制器具有良好的动态特性和强鲁棒性.     

基于干扰观测器的移动机器人轨迹跟踪控制

针对移动机器人的轨迹跟踪问题,设计了基于干扰观测器的积分滑模控制器.考虑侧滑与干扰的影响,建立了移动机器人的运动学和动力学模型.基于终端滑模理论设计了自适应滑模干扰观测器,实现了对复合干扰的有限时间逼近.在此基础上设计了基于运动学模型的轨迹跟踪控制器,保证了位置跟踪误差的渐近收敛和角度误差的有界收敛.结合干扰观测器和积分滑模方法,设计了基于动力学模型的速度跟踪控制器.通过仿真验证了所设计控制算法的有效性.     

基于观测器的1型糖尿病模型的H∞控制器设计

针对1型糖尿病患者的血糖-胰岛素模型,研究基于观测器的H_∞控制问题。将葡萄糖-胰岛素动力系统建模为有输入约束和外部干扰的线性连续系统,当系统状态不可测量时,构造状态观测器,并以线性矩阵不等式(LMIs)形式给出基于观测器的H_∞控制器的存在条件,使得闭环系统是渐近稳定的,并且满足H_∞性能和输入约束;通过求解线性矩阵不等式,可同时得到观测器和控制器增益矩阵。仿真算例验证了本方法的有效性。     

基于神经网络滑模控制器的 外骨骼机器人力矩控制器设计

液压伺服系统能够有效地搬移托举重载负荷,因此广泛地应用于外骨骼机器人驱动系统中液压伺服系统存在非线性、参数时变性和强干扰性等特点,常规PID控制算法很难满足控制系统快速性和控制精度的要求为实现液压伺服系统的优化控制,该文将神经网络滑模控制器引入到液压伺服系统的优化控制中,建立液压伺服系统的数学模型,采用Matlab软件进行液压伺服系统的控制仿真结果表明,神经网络滑模控制器的控制性能优于PID控制器,显著提高了系统的响应速度,能够满足系统响应速度、控制精度及液压伺服系统的控制要求,具有较强的鲁棒性     

前进中的信阳科技事业

“十五”期间，经市科技局努力争取，信阳市共实施国家、省、市级科技攻关、星火、863计划、成果推广、创新基金、高新技术产业化、软科学研究等科技项目645项，争取项目经费2286万元。这些项目的实施，催生了一批具有自主知识产权的科技成果，填补了信阳市承担国家基础研究和省重大科技攻关项目的空白。     

非线性不确定离散时变时滞系统的积分滑模控制

研究一类非线性不确定离散时变时滞系统的滑模控制问题,构造状态观测器估计所研究系统的状态,在估计状态基础上设计积分滑模面,使整个动态过程对于外部干扰具有完全鲁棒性.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技术给出了滑模动态系统渐进稳定的充分条件.设计相应的滑模控制器,并在控制器中引入饱和函数消除系统的抖振,利用仿真实例验证所提出方法的有效性.     

故障系统状态观测器及其在一类非线性系统故障诊断中的应用

首次提出了故障系统状态观测器(FSSO)的概念,分析了FSSO与传统观测器的区别,指出了FSSO的两种可能的结构形式;针对一类满足Lipschitz条件的非线性、有界不确定性系统,提出了一种基于FSSO的新型鲁棒故障诊断方法,分析了诊断方法的鲁棒性和灵敏度.该方法不但能够检测、分离故障,而且能够给出故障信号随时间变化的特性估计.仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于大脑情感学习的转台逆模型补偿控制

针对传统控制方法难以克服飞行仿真转台伺服系统中存在的摩擦等非线性干扰力矩问题,提出了一种基于大脑情感学习(brain emotional learning, BEL)模型的转台伺服系统复合控制方法. 在传统PI反馈控制器的基础上,设计了基于BEL模型的同结构系统逆模型辨识器和前馈补偿控制器. 通过在线辨识系统逆模型来学习BEL模型的节点权值. 理想转台模型的数值仿真和实际转台伺服系统的实验结果都表明：BEL模型学习能力强,能满足实时控制要求,基于BEL模型的复合控制策略能有效抑制摩擦力矩的影响,提高转台系统的跟踪性能.     

我校研发MH-Ni动力电池用新型正极材料

由我校王先友教授和江西晶安高科技股份有限公司共同承担的高性能MH-Ni动力电池用新型正极材料项目日前被列为国家“十五”科技攻关计划引导项目，经费总额500万元．     

基于简单观测器的惯性稳定平台干扰估计与补偿方法研究

惯性稳定平台主要用于支承并稳定遥感载荷,在实际飞行环境中各种干扰力矩会导致稳定平台姿态和航向指向精度下降,从而引起成像质量退化.文章设计了一种简单的干扰观测器,并给出一种具体的参数设计方法对干扰力矩进行有效估计与补偿.半物理仿真实验结果表明,文章提出的干扰观测器相比典型干扰观测器很大程度上提高了稳定平台的姿态控制精度,且易于实现,具有较强的工程实用性.     

汽车防爆胎技术研究(常州市社会发展项目)

常州市社会发展项目“汽车防爆胎技术研究”由河海大学机电工程学院唐亚鸣博士主持,项目于2005年7月由常州市科学技术局批准立项(编号C S2005005).汽车爆胎一直被认为是高速公路上的“超级杀手”,据不完全统计,国内高速公路上因汽车爆胎引发的交通事故占交通事故总数的70%.特别     

具有H∞性能的线性时滞系统的未知输入观测器设计

以一类线性时滞系统为研究对象,研究了当观测误差与未知输入不能完全解耦时的未知输入观测器的设计问题.基于时滞系统Lyapunov稳定性方法,给出了观测器的存在条件,提出了含有内部时滞与不含有内部时滞两种观测器的设计问题.基于时滞系统的H∞控制理论,以线性矩阵不等式的形式设计了所提观测器.给出了观测器的设计方法,数值例子说明了方法的有效性.     

输入饱和CE150直升机模型的复合非线性反馈控制

针对带有输入饱和的直升机模型输出问题,提出了一种基于复合非线性反馈(composite nonlinear feedback,CNF)控制方法.为了解决输出调节问题,构建了一个观测器和一个输出反馈CNF控制器,其中CNF控制器包括线性控制律和非线性控制律两部分.该文首先提出了一个直升机模型的线性化状态方程,然后解输出方程,通过H_∞黎卡提微分方程得到反馈增益和观测器增益,构造出具有小阻尼比的线性控制部分和改善瞬态性能的非线性反馈控制部分.为了研究控制器的性能,分别在无外部干扰和有外部干扰两种情况下设计了控制器.仿真结果表明,复合非线性反馈控制器在时变信号和时不变信号下均缩小了跟踪时间和跟踪误差,提高了直升机系统的瞬态性能.     

非线性反馈线性化最优控制在电液伺服系统中的应用

针对电液伺服系统首先建立其数学模型,然后采用非线性系统中的微分几何方法,针对伺服系统中的非线性因素,进行精确线性化,并利用LQR(Linear Quadratic Regulator,LQR)理论和SIMULINK对其进行最优控制和仿真.实验仿真表明,应用该方法后系统的阶跃响应具有较高的线性度和稳定精度,系统的鲁棒性也得到进一步提升.     

基于微分律的机车单元制动器自适应鲁棒控制

针对机车单元制动器制动时闸瓦位置控制中存在的时变扰动等非线性因素,结合Lyapunov稳定性理论,构造基于super-twisting观测器和微分控制律的自适应鲁棒控制器,并对其应用效果进行研究。设计super-twisting观测器对轮瓦间因挤压产生的时变扰动进行估计并对估计误差自适应模糊逼近以削弱时变扰动;引入微分控制律并通过求解微分方程确定控制器中的鲁棒项。理论分析及仿真结果表明,系统各状态变量闭环输出有界,跟踪误差及滑模面导数一致有界并收敛于0,滑模面常值收敛。系统输出能够快速、稳定且精确跟踪输入,并对外部时变扰动具有较强的鲁棒性。