含有动态输入不确定性的随机非线性系统的鲁棒控制

针对一类含有动态输入不确定性的随机非线性系统,从无源性的观点研究了鲁棒控制理论.特别地,将确定性系统中基于无源性的系统设计法推广到该类不确定随机系统中,并以此作为基础给出了该类系统的鲁棒镇定控制器设计方法.与传统的基于系统模型三角形结构的设计方法不同,对于一个一般的系统,也能给出其具体的控制器形式.设计过程主要分两部分,首先给出一类反馈连接形式的随机非线性系统满足无源性的充分条件,在对系统进行合理的设定和分析的基础上,基于此条件对于随机系统在输入通道出现动态不确定性的情况下构造出一种状态反馈控制律,使得闭环系统满足无源性,从而是渐进稳定的;然后,将该无源控制律设计方法扩展到系统同时含有动态和静态模型不确定性的情况.仿真结果验证了设计方法的有效性.     

利用波域预测的四通道时延双边遥操作

将波变量法与预测技术及四通道遥操作系统结构相结合,在保证时延系统稳定性的基础上提高其透明性.根据理想透明性条件分析了四通道结构的参数选择方法.为了将波变量方法应用于四通道结构,通过合理的力/速度信息组合将四通道结构分割成二端口网络并对其输入输出信息进行了波变换.在主端的波域加上预测器,并设计能量综合器来保证预测器的无源性.分析了所提方法的透明性和稳定性.仿真实验表明,在一定条件下所提方法能够保证时延系统的稳定性,并具有较好的透明性.     

基于无源性的三维桥式起重机定位和防摆控制

在起重机三维空间数学模型的基础上,分析系统的无源性特点,并从能量角度出发,修正Lyapunov能量函数,设计了无源性PD反馈控制器.这种方法从全局定义变量,无奇异点,确保系统达到理想状态,具有控制结构简单,动态响应性能优良,鲁棒性好的优点.仿真研究结果表明该控制律能实现起重机小车的精确定位和负载的消摆.     

一类非线性系统的自适应反馈无源化问题

讨论一类带有不确定参数的严格反馈系统的自适应反馈无源化问题,系统的相对度不小于1且满足参数的凸性假设。在反步法的框架下,利用反馈等价无源性定理和速度一梯度方法,逐步选择适当的输出和反馈变换,设计出使系统从新输入到构造输出无源的自适应控制器及参数修正律。所得的自适应反馈无源化控制器保证所有的信号都是有界的。反步法克服了反馈无源化设计时相对度的限制;凸性假设拓宽了系统未知参数是线性的常规假设。     

基于动态输出反馈的时滞T-S模糊系统无源可靠控制

目的研究一类时滞T-S模糊系统执行器部件发生故障情况下动态输出反馈的无源可靠控制问题.方法运用Lyapunov稳定性理论、故障替换和线性矩阵不等式(LMI)方法研究了时滞T-S模糊系统的无源可靠控制.结果给出了动态输出反馈无源可靠控制器存在的充分条件,给出了控制器的设计方法,通过求解线性矩阵不等式可以获得输出反馈控制器的系数矩阵.结论采用所设计的可靠控制器,在执行器部件出现故障或状态不完全可测时,均能保证闭环时滞T-S模糊系统鲁棒稳定,保持原有的无源性能指标.最后通过求解数值算例,绘制出闭环模糊系统状态响应曲线,验证了所设计方法的有效性.     

基于主端力缓冲的波变量4通道双边控制方法研究

针对同步性能会直接影响遥操作双边控制系统的透明性和跟踪性的问题,提出了一种基于主端力缓冲的波变量4通道双边控制方法.首先,给出了一种定时延条件下力反馈双边控制系统同步性的定量度量函数;其次,在波变量4通道双边控制结构中,设计了异构形式的主从端控制器,通过在主端控制器添加力缓冲单元和补偿单元来实现主从端同步控制,消除了波变换方法对主端控制器超前作用的影响;在此基础上,采用多回路反馈结构稳定性分析方法对提出的方法进行稳定性分析,并得到系统稳定的约束条件.最后通过仿真和搭建的实验平台验证了所提方法的有效性.      

基于无源观测器的机器人笛卡尔空间力/阻抗控制方法研究

许多由机器人完成的任务都需要机器人与外部环境接触。在如抛光、去毛刺和装配作业中都需要执行精确的力控制。由于环境模型的不准确在力控制过程中当机器人与环境脱离接触时可能与周围环境发生激烈碰撞。针对此问题提出了基于无源观测器的力控算法。通过分析系统无源性, 研究了笛卡尔空间力/阻抗控制的稳定条件。发现只有力控制器的输出会破坏系统的无源性,根据系统无源性的分析结果设计了使用无源性观测器的力/阻抗控制器。在MATLAB仿真环境中对力/阻抗控制控制算法和基于无源性观测器的力/阻抗控制进行仿真验证。仿真结果表明基于无源性观测器的力/阻抗控制器在机器人末端工具与环境脱离接触时能够有效降低机械臂移动速度,减小对周围环境的冲击力。     

无源性控制在磁悬浮系统中的应用

针对磁悬浮系统非线性特点,提出无源性控制对策.从能量平衡角度,将一类仿射非线性系统转换为标准的哈密顿系统,给出了单自由度磁悬浮系统的模型.对系统外界干扰和参数不确定性问题,采用无源性理论设计控制器.文中直接采用哈密顿函数作为存贮函数,不仅保证了数学严密性,而且具有明确的物理意义.仿真结果表明,系统能够快速响应,而且控制方法简单,易于工程实现.     

自适应模型预测控制的车道保持控制策略

建立车辆侧向动力学模块、车辆传感模块、道路曲率预瞄模块.在传统模型预测控制(MPC)算法的基础上,利用辛普森法则,结合车道保持优化性能指标和系统约束,设计基于自适应模型预测控制的车道保持控制策略.在Simulink环境下,将其与基于传统模型预测控制器进行比较分析.仿真结果表明:相较于模型预测控制,自适应MPC能够在各控制周期实现车辆模型更新,在强非线性工况下具备较好的鲁棒性,进而能够保证行车安全的前提下,获取较好的乘坐舒适性.     

基于观测器的时滞T-S模糊广义切换系统的异步无源控制

引入了一种新的无源不等式到T-S模糊广义切换系统中,进而研究了一类子系统切换与基于观测器的控制器切换存在不同步情况的系统无源性问题.首先,运用分段李雅普诺夫函数和模型依赖平均驻留时间的方法,通过无源性过剩的子系统来弥补无源性不足的子系统,从而确保切换系统的整体无源性;然后,利用线性矩阵不等式的方法得到时滞T-S模糊广义切换系统的全局一致指数稳定和严格指数无源的充分条件,并据此设计出相应的观测器和控制器,最后给出数值算例证明该方法的有效性.     

机床位置模糊调节的实验研究

提出在ＣＮＣ系统中采用模糊控制替代ＰＩＤ控制，用模糊调节改变位置系统增益，以减少跟随误差、加快系统响应速度和提高抗扰动能力。采用主从ＣＰＵ结构实现位置调节，并对伺服电机进行控制实验。     

微机多串口通信在后勤管理中的应用

以 1台 IBM- PC机为上位机 ,若干台单片机为下位机 ,利用 MOXA多串口控制器 ,组成主从式结构的监控系统 ,实现对食堂后勤 IC卡的管理 .阐述了系统原理及工作过程 ,并给出了控制流程图 .     

基于片上网络资源节点的通信协议研究

为了克服总线架构的SoC设计方法不能有效解决片内多处理器系统的通信问题,应用NoC(片上网络)将计算机网络技术移植到芯片设计中,提出了一种适宜于片上网络资源节点通信的单向总线架构。借鉴以太网数据帧格式定义了数据传输协议,利用软核处理器MicroBlazer作为主资源节点,Flash控制器和RS232串口控制器作为从资源节点,在Xilinx FPGA开发板上验证了单向总线架构的可行性。该总线易于扩展资源节点,可实现主资源节点对两个及两个以上从资源节点的同时访问。实验证明,本设计单向总线结构简单,资源节点易于扩展,提高数据传输速率,增强系统性能。     

Synchronization control for electro-hydraulic dual-cylinder system based on force/position switching

If the rigidity of a mechanism is stiff enough, the position synchronous error of the two cylinders driving one degree-of-freedom （DOF） of the mechanism may be less than the resolution of position sensors. To handle this synchronization problem this paper proposes a force/position switching scheme, which partitions the two cylinders into a master cylinder and a slave cylinder. The master cylinder is always position tracking controlled by a second-order sliding mode controller and the slave cylinder is integrated with a force tracking controller which is a first order sliding mode controller. When the position tracking error is less than a given value, the slave cylinder switches to be force controlled. Two synchronization control methods are presented based on the switching scheme： the master - master ＋ force/position switching control and the master - slave ＋ force/position switching control. Simulations show that the formance compared with two given proposed synchronization control position-based control methods. methods can get a better per-     

基于S3C2410微处理器的无线智能家居控制系统

实现家用电器与生活设施网络化控制是信息技术应用与发展的新趋势之一,智能家居控制系统能够为人们提供安全、舒适、便利的生活环境。提出的无线智能家居控制系统,是由远程控制模块、主控制器、从控制器组3个部分组成。主控制器与各从控制器分别通过蓝牙通信,从而实现各从控制器对家用电器的控制,使人们更多地享受到高科技带来的简便和时尚。     

煤矿井下低压系统无功补偿控制器的研究

通过对一种新型智能型无功补偿控制器的研究,说明采用双CPU方案(以PC机为主,以DSP为从),可实现无冲击投切电容器,自动跟踪系统电量的变化,动态补偿功率因数。     

有源结构声控制的单通道多作动器控制策略

提出了有源结构声控制（ＡＳＡＣ）的单通道多作动器控制新策略。把常规的单通道输入输出（ＳＩＳＯ）系统中的作动器作为主作动器,设置多个从作动器,优化控制力,从面形成了单通道控制多个作动器的新策略。使多个作动器形成和初级激励相适应的模态分布,有效地抑制结构的振动和噪声。仿真试验表明,该策略比常规的ＳＩＳＯ的降噪量平均提高１５￣２０ｄＢ。     

Satellite orbit determination by transfer with differenced ranges

The original idea of orbit determination called "determination of satellite orbit by transfer" was proposed by the National Time Service Center,Chinese Academy of Sciences.It shows that the system is very stable and the orbit determination accuracy is improved greatly.A new observation mode called "differenced ranges between master station and slave stations by transfer" is introduced.It is the development of "determination of satellite orbit by transfer".In principle,the differenced ranges between master station and slave stations have a high angular resolution,and strongly constrains in the transverse direction of satellite orbit,perpendicular to the line-of-sight.The principle of "differenced ranges between master station and slave stations by transfer" is discussed in detail.And differenced ranges in combination with ranging data were used to determine satellite’s orbit and orbit prediction under different arc observations.It shows that orbit determination accuracy for orbit prediction can be improved with differenced ranges in combination with ranging data.     

智能空调机组控制器设计

目的设计一种基于LonWorks现场总线的空调机组智能控制器。方法利用LonWorks现场总线的技术,应用神经元芯片和主处理器进行主从式设计,提出一种模糊RBF神经网络自适应控制算法对各回路进行控制。结果智能控制器能对空调系统温度、湿度等多目标进行有效控制,在实际应用中充分证明了系统的合理性和先进性。结论 LonWorks适合于智能建筑的应用,而模糊神经网络也能提供较好的自适应控制效果。