广义有理传递函数抗饱和控制器设计

传递函数是控制器最常用的模型之一.本文提出了一种新的广义有理传递函数抗饱和控制器的设计方法.借助条件技术中的“可行参考输入”信号的定义,给出了框架中三类控制器的具体设计参数,进而将广义有理传递函数抗饱和控制器结构图在条件技术下进行等效转换,并求出了新的“参考输入信号”(w).通过MATLAB实例仿真得出:该抗饱和控制器设计合理,条件作用技术可以让发生饱和的系统在退出饱和的瞬间仍然跟踪原来的参考输入信号,使系统丝毫感觉不到在退出饱和后带来的不利影响.     

广义有理传递函数抗饱和控制器设计

传递函数是控制器最常用的模型之一。本文提出了一种新的广义有理传递函数抗饱和控制器的设计方法。借助条件技术中的"可行参考输入"信号的定义,给出了框架中三类控制器的具体设计参数,进而将广义有理传递函数抗饱和控制器结构图在条件技术下进行等效转换,并求出了新的"参考输入信号"wr。通过MATLAB实例仿真得出:该抗饱和控制器设计合理,条件作用技术可以让发生饱和的系统在退出饱和的瞬间仍然跟踪原来的参考输入信号,使系统丝毫感觉不到在退出饱和后带来的不利影响。     

一种采用条件技术的抗饱和补偿控制器

将条件技术的抗饱和设计方法应用在以状态空间形式表示的系统中,通过引入条件技术的可行性参考输入的概念,设计抗饱和补偿控制器.经仿真结果表明,所设计的控制器能使整个控制系统具有明显的抗饱和效果;条件技术下的可行性参考输入也与实际的阶跃输入信号非常接近,并在很短的时间内就能达到完全一致,整个系统就不会感觉到由于改变参考输入信...     

条件作用技术在PID抗饱和补偿控制器中的应用

为解决严重影响系统的闭环性能的执行器饱和现象,提出一种将条件作用技术与普通PID控制框架相结合的,新的抗饱和设计方法通过引入条件作用技术中的可行参考输入的概念,设计PID(比例-积分-微分)控制框架中的抗饱和补偿控制器.经仿真结果表明,条件作用技术简化了PID控制框架中的抗饱和补偿控制器的设计,并从根本上消除了整个PID控制系统的积分饱和现象.     

抗漂移的状态反馈控制器设计及在数控系统中的应用

针对大部分抗漂移设计不能保证存在驱动饱和的开环稳定系统的闭环渐近稳定性的问题，在系统的量测噪声和外部扰动已经通过其他办法消除的条件下，设计了一种抗漂移的状态反馈控制器。该控制器将参考轨迹也加入到控制器设计中，极大地简化了控制器的参数设计并扩大了输入信号的范围。基于Lyapunov稳定性理论，证明了全系统的渐近稳定性及对参考输入的渐近跟踪性。将之用于数控系统控制器的设计中，仿真结果表明：无论饱和发生与否，该控制器不但可以保证系统的闭环稳定性，而且可以抑制 由于驱动饱和的存在而导致的跟踪性能的恶化，使得系统能够准确地跟踪参考输入。     

具有输入饱和的非线性广义交联系统的分散控制

利用Lyapunov稳定理论和矩阵理论研究了具有输入饱和的不确定非线性广义交联系统的分散鲁棒控制问题.采用广义Riccati方程,对一类具有输入饱和的不确定非线性广义交联系统,给出了一种分散广义鲁棒镇定控制器的设计.考虑了另一类特殊的具有输入饱和的不确定广义相似交联系统,给出了该类系统的一种分散广义鲁棒镇定控制器的设计,由于控制器本身也具有相似结构,因此控制器很容易设计且易于工程的实现.     

条件技术在控制模式切换中的应用

工业过程控制中存在着各种控制模式,在各种控制模式之间的切换会使系统产生饱和现象,影响系统的性能。通过在具有控制模式切换的系统中引入条件技术的可行性参考输入的概念,设计抗饱和控制器,减小由于模式切换过程产生的对被控对象产生的阶跃影响。通过仿真证明了所设计的抗饱和控制器缩短了系统输出的调节时间,削弱了由于模式切换对被控对象带来的阶跃影响,使整个控制系统具有明显的抗饱和效果。     

一类输入有约束线性系统的数据驱动PID控制器设计

针对一类输入受限的线性系统,提出具有适应输入约束和抗积分饱和性能的数据驱动PID控制器改进设计方法.采用虚拟参考迭代整定法,应用递归最小二乘辨识算法在线计算PID参数.当输入有约束时,计算的控制器输出超过这个限制条件可能导致性能下降甚至出现稳定性问题,同时PID算法中的积分作用也可能出现饱和现象.改进的方法基于输入-输出观测数据和输入约束信息,在PID控制环节后串联一个类似抗积分饱和的环节,适应控制器输出过大需要限定的客观要求.通过控制器结构设计和仿真,演示了改进方法的有效性.     

最小拍采样控制系统的计算机辅助设计

本文在文献[1]的基础上,进一步讨论广义对象脉冲传递函数G(Z)的零、极点在整个Z平面上分布时,三种典型输入信号下有波纹和无波纹最小拍系统数字控制器D(Z)的设计方法。设计的算法简练、直观、有实用性并不受任何条件限制。程序中加入了说明、例子、输入参数、修改参数显示打印等功能块,并设置了自动保护和人机对话。     

多螺旋桨浮空器的抗饱和控制器设计

针对执行机构受不对称约束的多螺旋桨浮空器,采用直接法和间接法设计了抗饱和控制器,通过线性变换将不对称约束转换为对称约束,利用广义扇形条件处理饱和非线性,采用2次Lyapunov方程分析饱和受限闭环系统的L2性能,给出了基于线性矩阵不等式(LMI)的综合条件,并将抗饱和控制器设计转化为LMI的凸优化求解问题,采用现有的YALMIP工具箱进行求解,分别给出采用直接法和间接法设计的抗饱和稳定控制器的仿真结果,以验证2种控制器设计方法的有效性.     

抗饱和性能评价标准的研究

围绕饱和现象发生的本质,以条件作用技术抗饱和方法为例得出抗饱和性能优劣的最终标准应该是控制器的输出与被控对象的输入是否重归连续．     

输入受限非线性系统的自适应零误差跟踪控制

针对非线性系统面临的不确定动态、未知外部扰动和输入受限问题，提出了一种考虑输入饱和的零误差跟踪控制器。首先将系统的未建模动态和外部扰动综合为有界的“总扰动项”，进而设计控制律和自适应律补偿这一扰动项，使跟踪误差渐进收敛至零而不仅仅收敛至有界的紧集内。相比于传统的考虑不确定动态和外部扰动的非线性控制方法，所提控制方法的控制器结构更加简单，跟踪精度更高。此外，通过设计辅助误差补偿系统，使得控制器能较好地应对输入饱和情形，在饱和情形消失后，补偿信号能够渐进收敛至零。最后，通过仿真验证了所提方法的有效性。     

基于线性矩阵不等式的动态反馈抗饱和补偿设计

将非线性环节嵌入线性控制器的互质因子中，提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的动态反馈抗饱和补偿设计方法。这种设计方法将饱和系统中控制器输出与被控对象输入不匹配值的L2范数作为优化性能指标，使得系统在饱和时的能量得到迅速补充，并兼顾系统的稳定性。这样，抗饱和控制器的设计方法就转换为寻找LMI中变量次优解的问题。通过实验仿真，验证了这种方法的实用性与优良的控制性能。     

基于条件技术的三自由度内模控制抗饱和设计

在研究二自由度内模控制具有抗饱和功能的基础上,提出了三自由度内模控制抗饱和框架.详细阐述了3个控制器的设计步骤,并分析了系统的渐近稳定性.Q1(s)和Q2(s)采用传统的内模控制原理设计,Q3(s)采用条件作用技术设计.通过Popov稳定性判据证明了系统的渐近稳定性.经仿真表明,三自由度内模控制抗饱和结构具有抗饱和、参考跟踪和抗干扰的功能.     

具输入饱和因子的滞后广义系统的鲁棒镇定

利用Lyapunov方法研究了具输入饱和因子的滞后广义系统,给出了其镇定控制器的设计方法,并对具有不确定的滞后广义系统设计了控制,保证其闭环系统渐近稳定,给出了一个数值实例。     

不确定广义变时滞系统输出反馈H∞控制

考虑一类状态和输入同时具有变时滞的不确定性广义时滞系统输出反馈H∞控制器设计问题·不确定性假设是非线性的但范数有界,在适当的假设下利用线性矩阵不等式方法和Lyapunov函数方法相结合,给出了广义时滞系统动态输出反馈鲁棒H∞控制器的设计方法和存在的充分条件·该控制器的设计使得在满足一定的条件下对所有的不确定性,闭环系统是容许的(正则、稳定、无脉冲)且从扰动到控制输出的传递函数的H∞范数是不超过某个确定的上界,所得结论可化为标准的LMIs求解,并可推广到多时滞情况·算例验证了设计方法的有效性·     

广义系统H_∞控制

通过解广义代数Riccati不等式给出具有相同控制器的广义系统H∞ 控制器设计方法 .所设计的H∞ 控制器使得闭环广义系统容许而且它的传递函数H∞ 范数有界     

广义系统H∞控制

通过解广义代数Riccati不等式给出具有相同控制器的广义系统H∞控制器设计方法,所设计的H∞控制器使得闭环广义系统容许而且它的传递函数H∞范数有界。     

具有输入饱和约束的永磁同步电机伺服 系统鲁棒有限时间控制

针对存在模型参数非线性不确定性因素和输入饱和约束的永磁同步电机伺服系统控制问题,提出一种具有抗输入饱和约束的鲁棒有限时间控制方法。为了处理输入饱和约束问题,通过定义饱和非线性函数将系统模型转化为带输入饱和约束的状态空间方程形式;将模型参数非线性不确定性因素扩张为一个新的状态变量,进而通过设计干扰观测器实现对不确定性因素的在线估计和前馈补偿,以提高系统的鲁棒性能;在模型参数不确定性因素前馈补偿的基础上设计永磁同步电机伺服系统鲁棒有限时间控制器,保证系统跟踪误差的有限时间收敛。仿真对比结果验证了所设计控制方法的有效性。     

最佳数字控制系统的设计及仿真的通用程序

本文介绍了按照最小调节时间进行设计(即按有波纹最少拍和无波纹最少拍系统设计)的计算方法和BASIC通用程序。本程序对数字控制系统的离散部分和连续部分分别采用不同的方法予以处理。数字控制器用差分方程表示,连续部分用离散相似法计算。这样不仅使算法简单,具有通用性,且计算速度快。只要先求出广义对象(包括零阶保持器和被控对象)的脉冲传递函数,并写成标准形式,采用人机对话,利用本程序就可自动设计出在各种典型输入信号(阶跃、速度、加速度输入)作用下的最佳数字控制器,并可求出系统的时域响应;它可设计有波纹最少拍系统也可设计无波纹最少拍系统;可计算无数字控制器的采样系统时域响应,也可计算连续系统的时域响应。为数字控制系统的设计、分析提供了很大的方便。也为今后直观教学提供了很好的条件。