基于多模型在线辨识的滑模变结构控制

为了改善复杂非线性系统中传统滑模变结构控制系统的控制效果,提出了一种将多模型在线建模与滑模变结构控制结合的方案.首先,根据输入输出数据利用在线数据聚类的方法建立多个局部模型,实时对局部模型进行更新,并通过加权综合获得非线性系统的在线辨识模型;然后,针对系统的辨识模型设计基于趋近律的滑模变结构控制器.仿真结果表明,控制方案对系统模型的不确定性具有良好的鲁棒性.     

基于缓冲区控制的流媒体速率控制模型的辨识

通过调节发送端发送速率的方法对缓冲区长度进行调整是多媒体同步中常用的方法,为了更好地通过控制理论研究多媒体同步问题就必须得到缓冲区长度与发送速率之间的准确模型.为此在NS2网络仿真平台下构建了一个流媒体播放系统,使用系统辨识的方法对速率控制模型进行了辨识,利用最小二乘法对实验数据进行了分析,数据分析结果表明流媒体速率控制模型具有积分时滞特性.实验证明了辨识的模型是准确的.     

基于广义最小二乘法的随机非线性系统自适应跟踪

运用基于估计的模块化设计思想,研究了受方差不确定Wiener噪声干扰的参数严格反馈形式非线性系统对已知信号的自适应跟踪问题.构造控制Lyapunov函数(control Lyapunovfunction,CLF),设计了具有鲁棒稳定特性的输入状态稳定(input-to-state stability,ISS)控制器,确保系统满足控制器-辨识器分离;运用Swapping技术设计辨识器模块,将动态参数模型转换成静态模型,考虑到方差不确定,采用广义最小二乘算法进行参数估计,讨论了系统方差的估计方法.     

磁悬浮永磁同步电机转子系统的参数辨识与控制

针对磁悬浮永磁同步电机转子系统在悬浮控制过程中,由于磁力参数不准确从而影响控制器的优化设计甚至破坏系统稳定性的问题,提出一种基于高斯调制函数法的磁力参数辨识方法,并设计滑模控制律对转子的稳态悬浮进行控制。首先,让磁悬浮转子系统在PID控制下闭环稳定,再以多正弦信号激励系统,利用高斯函数作为调制函数,对磁悬浮转子系统连续动力学模型进行数字调制积分,从而建立离散等价参数辨识模型;然后,选择与磁悬浮转子系统频带覆盖范围相匹配的尺度参数构建高斯调制函数,对磁悬浮永磁同步电机实验台的磁力参数进行辨识;最后,依据辨识所得的模型参数设计滑模控制器,实现永磁同步电机转子的稳态悬浮。所提方法避免了对微分信号的直接处理,同时又回避了积分初值问题,能够便捷、有效地辨识磁力参数;所设计的滑模控制器使得磁悬浮转子系统拥有更好的稳态和动态性能。实验结果表明：根据所提方法设计的滑模控制器能够使转子在0.2 s内到达目标位置并保持稳定,其调节时间仅为PID控制的40%。     

基于驱动电机控制的电动汽车坡道静止保持系统

针对传统坡道驻车系统制动力释放时间延迟或提前会引起坡道起步具有冲击和后移问题,文中提出了一种基于驱动电机控制的电动汽车坡道静止保持系统,基于驱动电机系统参数建立了坡道静止保持系统动力学模型.对于模型中坡度和整车质量参数的不确定性,系统采用了参数辨识-自抗扰技术控制策略.参数辨识技术作为控制器输入初值,并使用自抗扰控制技术补偿辨识误差.实验数据表明:变遗忘因子最小二乘法能够估算坡度和整车质量参数,且误差在15%以内.此外,控制器中自抗扰算法能消除参数估算误差和扰动,与传统PI控制器相比,具有控制车辆后移距离短、响应速度快的特点.      

惯性特征系统最速特征模型PID控制参数辨识

以惯性特征系统作为研究对象,针对常规PID控制器参数的设置问题提出了基于系统最速特征模型的辨识算法,该算法利用惯性特征系统的输入输出特性,通过最小二乘法辨识出系统的一阶特征模型,然后再根据一阶特征模型、控制律和系统的动、稳态性能的要求辨识出系统的二阶最速特征模型,同时也计算出PID控制器的参数.仿真结果表明,该算法能够使PID控制具有最速响应的特征,为PID参数设置提供了一种计算方法.     

虚拟参考反馈校正控制器参数的预测误差辨识

针对未知系统中双控制器的设计问题,采用虚拟参考反馈校正方法,通过最小化由一组观测数据组成的L2范数所构成的代价函数,达到直接设计控制器目的.联合前馈控制器分离出的固定部分和反馈控制器作为滤波器,对原输入/输出关系式进行重参数化,得到标准的预测误差辨识形式,在所得式中,对控制器未知参数矢量采用可分离迭代的非线性最小二乘法进行估算.文中还对算法的收敛性进行了理论分析,并通过仿真验证了所提方法的有效性.     

单机架炉卷轧机张力控制模型辨识及仿真

以某炉卷轧机为对象,设计瞬态响应实验,采集炉卷轧机的张力瞬态输入输出数据,用Matlab2007b数据处理工具箱对这些数据进行处理后,应用Matlab2007b的系统辨识工具箱,辨识出可用于单机架炉卷轧机张力控制器设计的线性时不变传递函数模型,并对这些辨识模型进行仿真研究和分析,为进一步研究炉卷轧机控制奠定了基础.图11,参10.     

小波神经网络在过程控制中的应用研究

非线性过程的建模和控制问题尚无通用的模型结构和方法可用于过程控制.结合小波和神经网络方法进行过程控制的通用模型和方法的研究,提出了一种仅用尺度函数逼近的小波神经网络模型,并用它来实现非线性预测控制方案.该模型能用线性最小二乘方法进行拟合,因而具有易于实现和通用的优点.由于简化了在线优化方法,所提出的非线性预测控制方案已在线实现.用该方法进行了两个非线性系统的模型辨识和一个双线性系统的控制仿真,模型的通用性、辨识和控制方法的简单易用和仿真结果表明,所提出的方案对过程工业和非线性、高阶系统有很好的实用性,有着比标准PID控制器好得多的控制效果.     

无人直升机纵、横向姿态建模与稳定控制

在实际飞行中设计调整小型无人直升机控制器存在很多危险,为了达到小型无人直升机的姿态稳定控制,设计小型无人直升机试验平台.通过试验,采集控制器输入信号和相应无人直升机飞行姿态角信号,提出了动态系统辨识模型,运用神经网络对所提模型进行了辨识.应用输出反馈实现姿态的稳定解耦控制,仿真结果验证了辨识模型和控制算法的有效性.     

采用反馈的鲁棒系统设计方法

基于多变量系统鲁棒理论和反馈可以减小对象参数变化对输出影响的思想，本提出一种鲁棒系统设计方法和设计内反馈增益矩阵的算法。用该方法对一实际工业对象设计了鲁棒控制系统，结果令人满意。理论分析和实际系统设计结果表明，该方法设计的系统比串联补偿鲁棒设计的系统具有更好的鲁棒稳定性和鲁棒性能。     

二维广义系统的特征结构配置

研究了二维广义系统特征多项式系数配置问题，给出可任意配置闭环特征多项式系数的条件及方法，并得到二维可分广义系统特征值配置问题的一种方法。     

多模型系统最优同时镇定状态反馈控制器设计算法

对于一类可以用有限多个状态方程来描述其动态特性的多模型系统,研究了同时镇定最优状态反馈控制器设计问题,即设计一个状态反馈控制器,使得闭环系统渐近稳定,并对指定的二次型性能指标进行优化．文中在导出闭环系统渐近稳定的充分性条件的基础上,探讨给定二次型性能指标的优化问题,并最终将该状态反馈控制器的设计问题转化为基于线性矩阵不等式（ＬＭＩ）的凸优化问题进行求解．由于将原问题转化为凸优化问题,确保了求得的解必定为全局最优解．最后给出了两个实际系统的设计算例,其结果表明了算法的有效性．     

一类离散不确定系统的状态反馈控制问题

研究了一类离散不确定系统的状态反馈控制问题．通过将系统的鲁棒控制器解存在的充分条件转化为一类极小极大的优化命题，给出了一种简便而有效的最优鲁棒控制器的设计方法．为了克服最优鲁棒控制器设计的保守性，还通过定义最小状态反馈系数矩阵将反馈控制器的系数矩阵的增益设计到最小的程度．     

加速反馈和延迟反馈控制一个新的混沌系统

针对一个新的混沌系统,研究了其混沌控制问题。首先,设计了一个加速反馈控制器将系统稳定到失稳的平衡点,并用Routh-Hurwitz判据对受控系统进行了稳定性分析,分析结果表明,受控系统可以稳定到非零平衡点,但不能稳定到零平衡点,并与状态变量反馈控制方法相比较显示了其优越性;其次,应用泰勒展开定理,设计了一种近似的延迟反馈控制方法,将受控的系统稳定到希望的周期轨道上或平衡点;最后通过数值仿真证明了这两种方法具有快速的稳定效果。     

Best Tracking Performance under Plant Uncertainty and Control Energy Constraint

This paper has investigated best tracking performance for linear feedback control systems in the case that plant uncertainty and control effort need to be considered simultaneously. Firstly, an average integral square criterion of the tracking error and the plant input energy over a class of additive model errors is defined. Then, utilizing spectral factorization to minimize the performance index, we obtain an optimal controller design method, and furthermore study optimal tracking performance under plant uncertainty and control energy constraint. The results can be used to evaluate optimal average tracking performance and control energy in designing practical control systems.     

完全市场情况下多阶段均值-VaR投资组合优化

将VaR风险度量方法拓展到多阶段投资组合优化,提出了完全市场情况下多阶段均值-VaR投资组合模型,该模型的目标函数不具有可分离性。采用嵌入式方法将不可分离的问题转化为可分离的,并运用动态规划方法得到了模型的解析解,即最优投资策略。通过一个算例验证了该模型和求解方法的有效性。     

基于局部关联矩阵的Petri网监控器的综合

针对具有定义在库所标识上的最一般情况下不等式约束的离散事件系统,给出了它的Petri网控制器设计方法.该方法通过简化离散事件系统的Petri网关联矩阵以减少控制器设计的复杂性.通过一个应用实例将该控制器设计方法与Moody提出控制器设计方法进行比较,结果表明该方法更简便、有效.     

扰动鲁棒系统的控制器设计

该文研究一类扰动鲁棒系统的控制器设计问题，提出了一种新的设计方法，其基本思想是：通过状态反馈，使闭环系统配置预先指定的“鲁棒化“矩阵，从而使该系统具有所期望的鲁棒扰动抑制界。该文给出了该类控制器存在的充要条件及算法，并举例说明该设计方法具有直接、简单的特点。     

自校正内模控制器

提出了设计自校正内模控制的新方法。该方法把输出预测误差划分为有规律和无规律误差两部分。通过在线辨识建立有规律误差的预报模型,由此模型对误差值进行自适应预报,达到对内模控制器的在线校正,而对无规律的误差只作闭环反馈修正,最后达到消除系统的稳态余差。本方法比通常自校正内模控制算法的运算量大大减少,而在对象参数在一定范围内漂移时,同样能取到自校正效果。