广义预测控制在单元机组协调控制中参数的应用

多变量广义预测控制算法性能指标中各个参数的选择对控制品质有重要的影响.把广义预测控制算法应用到单元机组协调控制系统中时,通过仿真选取合适的参数,可以大大提高协调控制系统运行的稳定性和控制品质.     

可逆冷连轧卷取张力系统中的预测控制应用

针对某双机架可逆冷连轧卷取机卷取张力控制中存在的张力波动问题，引入预测控制算法，在间接-直接张力复合控制思想的基础上，采用动态矩阵预测控制器代替原系统张力PI调节器的方法。计算机仿真结果表明系统动态特性改善，保证了张力控制的精度。     

空间网壳结构风振抑制的动态矩阵预测控制分析

将传统预测控制方法进行改进并应用于空间网壳结构风致振动控制,采用动态矩阵预测控制理论来定义衰减函数参考轨迹,以适应空间网壳结构的风振控制特点,建立了空间网壳结构风振预测控制系统模型,采用多种结构响应反馈机制,选用典型网壳模型进行风荷载作用下的预测控制计算和控制效果分析.通过改变空间结构模型参数,探计了空间网壳结构风振的动态矩阵预测控制的鲁棒性.     

热连轧厚度系统的多目标鲁棒预测控制

针对热连轧厚度控制系统模型(AGC),提出基于线性矩阵不等式的多目标鲁棒预测控制算法,有效处理了液压厚度控制系统的参数不确定性、扰动以及约束等问题. 由于所得结果以非线性矩阵不等式形式给出,采用锥补线性化思想将控制器的设计转化为一个受线性矩阵不等式约束的非线性规划问题,求解线性矩阵不等式,根据其可行解构造控制器,实现系统的多目标优化控制策略. 仿真结果表明,该方法有效并具有较好的控制性能.     

单值预估控制

给出了单值预估控制的算法,论证了单值预估控制与一般多值预估的等价性,认为两者控制性能是相当的.在给出闭环预估控制系统稳定性的一些必要条件和充分条件的基础上,提出用相对预估增益作为闭环系统的整定参数.同时给出了基于状态空间模型的单值预估控制算法,使算法更为简单,控制性能可得到进一步提高.     

单输入单输出系统离散积分滑模预测控制

基于离散滑模控制理论和模型预测控制理论,针对一类带有外界干扰的单输入单输出控制系统提出了一种离散时间积分滑模预测控制算法.该控制算法结合了滑模控制和预测控制的优点,利用积分滑模降低了干扰对系统的影响,保证了系统的整体鲁棒性.并且该控制算法具有预测控制不需要严格的模型形式以及对系统输出进行滚动优化的特点,从而降低了控制器对系统模型的要求,增强了其控制性能.最后通过稳定性分析以及MATLAB软件仿真验证了该控制算法的有效性.     

用于壁板结构多模态振动主动控制的改进最小控制合成(MCS)算法

针对压电壁板结构,引入具有良好非线性控制性能的最小控制合成(minimal controller synthesis,MCS)算法来抑制其振动.鉴于标准的MCS算法在快速扰动下缺乏稳定性,为进一步提高其控制效果,构造了一种新的自适应补偿因子,形成了改进MCS算法-IMCS算法,并通过波波夫准则验证了该控制系统的稳定性.选取LQR(linear quadratic regulator)控制作为参考模型,分别施加宽频随机扰动和前2阶正弦混合脉冲激励,分析比较了IMCS算法和标准MCS算法的控制效果、自适应增益因子和跟踪误差.仿真结果表明,IMCS算法具有更快的收敛速度和更小的跟踪误差;多模态扰动实验结果表明,当存在外部非线性扰动时,IMCS算法具有更好的控制效果和鲁棒性.     

永磁同步电机降阶观测器及速度跟踪控制

针对永磁同步电机的速度跟踪控制,提出关于电枢电流的非线性降阶观测器和电机控制系统的非线性速度控制器,并探讨系统的稳定性.理论上,通过引入微小可调参数,解决非线性系统的线性部分不可观问题;进而,利用李亚普诺夫稳定性理论及线性矩阵不等式,获得系统的稳定性结论.数值实验显示,受控系统的输出在所设计的控制器作用下,能快速跟踪参...     

基于多种群遗传算法的LQR 振动主动控制研究

根据压电智能结构的特点,针对一类由悬臂梁、传感器和压电作动器构成的压电智能梁系统的振动主动控制进行了研究。利用压电方程建立了压电智能梁系统的状态空间模型,采用线性二次最优控制(LQR)对智能梁的振动进行了主动控制。对二次性能指标中的加权矩阵的选取方式进行了深入研究,提出了一种基于多种群遗传算法的加权矩阵选取方式。仿真和实验结果表明:多种群遗传算法比简单遗传算法具有更快的收敛速度,且遗传代数少,能够有效避免陷入局部最优解。基于多种群遗传算法的LQR振动主动控制算法对压电智能梁的振动主动控制具有可行性和稳定性,相对基于简单遗传算法的LQR振动主动控制算法达到稳定的时间短且具有更好的控制效果。     

变步长极点配置方法研究

为了克服常规特征结构极点配置方法的局限性,提出了一种变步长与含调谐因子的改进极点配置算法,减小系统控制力,并且易实现极点配置.该算法求得的增益矩阵始终为实数,依据作动器个数而采用的变步长方法适用性强,引入调谐因子使控制结果更佳.过程如下:首先,为了保证增益矩阵的实数,在配置极点的选择方面,在配置前2 r阶极点时,保持原极点的虚部不变改变实部;其次,为了获得较好的控制效果,在极点配置时,选择变步长;再次,为了进一步改善控制效果,在确定每步配置增益时,引入了调谐因子.最后,以5层建筑物为例,依据不同作动器作用步长下控制结果,并结合调谐因子对本文所提方法的有效性进行了分析.在多输入系统极点配置时,其步长选择0.2～0.5总长时控制效果较好,调谐因子的选取在优选区间内可以得到更好的控制效果.     

模糊时滞系统的状态反馈控制器设计与稳定性分析

在保证闭环系统稳定的基础上,为进一步改进系统的动态性能,将模糊T-S模型方法应用到非线性连续时滞系统的控制器设计中,提出了一种带调节因子的状态反馈控制器的设计方法.首先给出变时滞非线性系统的模糊T-S模型,然后设计出基于观测器的状态反馈控制器,并利用Lyapunov-Razum ikhin稳定性理论给出模糊闭环系统一致渐近稳定的充分条件,最后通过求解一系列线性矩阵不等式得到状态反馈增益矩阵和观测增益矩阵.通过对卡车倒车控制的实验仿真,表明当调节因子选取适当时,闭环系统的超调量和震荡次数都有明显减少,选取不当时,超调量和震荡次数都有所增加.因此,通过改变调节因子的值,可以对闭环系统的动态性能进行适当调节.此外,通过引入特殊矩阵,使得判据中含有较少的约束不等式,从而减弱了结论的保守性.     

具有不确定参数控制系统的鲁棒绝对稳定性

利用李亚普诺夫稳定性方法和线性矩阵不等式,通过构造适当的李亚普诺夫函数,对具有结构参数扰动和范数扰动的不确定参数滞后型Lurie控制系统进行了研究,得到了该系统鲁棒绝对稳定的时滞无关充分条件;利用同样的方法,得到了该系统鲁棒绝对稳定的时滞相关充分条件．研究结果表明：这些条件是在参数不确定且参数无范数界情况下,用对角矩阵和线性矩阵的正定性表示,具有直观性和便于计算机运算等特点,并可以很方便地运用Matlab工具箱求解．     

双奇怪吸引子的混沌同步控制

基于Lyapunov稳定性理论,利用非线性反馈控制和自适应技巧,研究了物理学中的LFRBM混沌系统的同步问题.当参数已知时,给出了反馈增益的范围;当参数未知时,设计了一自适应控制器,自动调整反馈增益;当两混沌系统参数不匹配时,选择合适的反馈控制器和参数自适应控制器,实现了同步系统的全局稳定.理论分析和数值仿真都证明了所给方法的有效性.     

基于滑模补偿的六轴机械臂RBF网络自适应控制

提出了一种基于滑模补偿的RBF网络自适应控制方法,并将其用于六轴机械臂上,实现了在模型不确定情况下高精度的位置跟踪以及快速的逼近速度.为了更好地保证其在摩擦力、外部干扰误差和参数变化等因素影响下的稳定性,采用滑模控制作为辅助控制,对系统进行鲁棒补偿,并且用模糊控制对切换增益进行时变以更好地补偿不确定项.所设计的自适应律权值不断进行在线调整,并应用Lyapunov定理验证了其稳定性.通过仿真结果和与其他文献方法进行的比较证明了所给出方法收敛速度更快、鲁棒性更强.同时也证明了在实际工程中,实际建模参数与理想值相差很大.     

人工模拟降雨系统数学模型的建立

采用机理法对人工模拟降雨系统控制算法建立数学模型.用对角矩阵法对两供水管道进行了解耦,并且根据系统实际参数及计算要求的精度,略去一些次要因素,使模型既能准确地反映系统的动态本质,又能简化设计工作.     

机器人的主动顺应控制

本文提出一种新的机器人顺应控制方法,该方法运用力反馈控制技术使原来只具有位置控制能力的通用机器人成为同时具有力和位置双重控制能力即顺应控制能力的机器人。同时用一台功能较强的通用计算机取代原系统的专用机作为控制主机来提高系统的控制精度、速度和编程能力,使用户摆脱专用机器人语言的限制,更方便地用高级语言编制程序,实现对机器人的各种控制,文中还给出了机器人系统刚度的测试方法和以此为基础的去耦力反馈矩阵的计算。     

不确定离散脉冲系统的保成本控制研究

许多实际系统都可归结为基于脉冲差分方程数学模型所描述的离散脉冲系统,针对此类离散脉冲系统,考虑一类范数有界时变参数不确定性和一个二次型性能指标,研究了其保成本状态反馈控制问题.首先根据李亚普诺夫稳定性理论与鲁棒控制的基本原理,给出了存在保成本控制器的一个充分条件,然后依据范数有界性参数不确定性已有的结论证明了该条件等价于一个线性矩阵不等式的可解性问题,并用这组线性矩阵不等式的可行解给出了保成本控制律的一个参数化表示.     

机炉协调控制的分散PID整定

设计适合于火电单元机组的机炉协调控制系统,有利于提高热工过程的自动化水平。采用双输入双输出(TITO)分散PID控制器的设计方法,应用于火电单元机组的机炉协调控制中,获得相应的控制系统。基于Nyquist稳定性判据和对角优势分析,通过适当的预补偿措施求得极限增益和极限频率,并利用Tyreus-Luyben方法整定PID控制器参数。通过仿真对比试验,显示了该控制系统具有满意的动态性能,以及较强的鲁棒性和抗干扰能力。     

Smith－McMillan形并矢展开近似模型的多变量系统设计及其稳定性

讨论了由被控对象传递函数阵Ｓｍｉｔｈ－ＭｃＭｉｌｌａｎ形并矢展开近似模型的多变量反馈系统设计。该法适用范围广，控制器和反馈构造简单，实际系统闭环稳定性易于检验，且近似模型闭环系统与实际闭环系统稳态相同，附算例。