具有Markov延迟的网络化控制系统控制与通信协同设计

由于网络化控制系统分析与设计的复杂性,其控制与通信协同设计问题一直没有得到解决.该文讨论了一类离散线性时不变网络化控制系统在服从介质访问约束和传感器-控制器端存在Markov随机延迟的情况下控制与通信协同设计问题,提出了系统均方稳定的条件.采用静态通信序列,使通信序列和控制器可以分别设计,应用V-K迭代算法设计最优周期控制增益.仿真算例验证了系统在所设计的最优控制器下达到均方稳定.     

具有Markov延迟的网络化控制系统控制与通信协同设计

由于网络化控制系统分析与设计的复杂性,其控制与通信协同设计问题一直没有得到解决。该文讨论了一类离散线性时不变网络化控制系统在服从介质访问约束和传感器一控制器端存在Markov随机延迟的情况下控制与通信协同设计问题,提出了系统均方稳定的条件。采用静态通信序列,使通信序列和控制器可以分别设计,应用V-K迭代算法设计最优周期控制增益。仿真算例验证了系统在所设计的最优控制器下达到均方稳定。     

随机切换时滞系统的鲁棒非脆弱保成本控制

针对带有Markov切换的不确定随机分布式时滞系统,结合一个二次性能指标,研究其保成本控制问题.通过利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,针对具有摄动的控制器增益,得到非脆弱保成本控制律的一个时滞相关的充分条件.该控制器能保证闭环系统鲁棒随机稳定和一定的线性二次性能指标上界.数值算例说明了该文方法的有效性.     

模式依赖分布式时滞不确定马尔可夫跳变系统的鲁棒H_∞控制

考虑一类具有马尔可夫(Markov)跳变参数和模式依赖分布式时滞的不确定性系统的鲁棒H∞输出反馈控制问题.系统状态方程和量测方程中均有分布式模式依赖时滞项,模式为取值于有限集的Markov过程.采用线性矩阵不等式方法得到了使闭环系统鲁棒随机稳定且满足给定H∞性能指标的充分条件,并得到输出反馈控制器存在的充分条件.通过求解线性矩阵不等式,并利用锥补线性化算法得到控制器参数.数值算例说明了该文方法的有效性.     

变参数网络控制系统的双模态离散跳变模糊控制

研究了一类变参数非线性网络控制系统随机稳定性和控制器设计问题.针对具有有界随机延迟和数据包丢失的不确定网络控制系统,提出一种离散时间跳变模糊方法,建立其双模态不确定Takagi-Sugeno模糊数学模型,综合刻画了网络的有界随机时延和丢包特性、网络传输的不对称性以及控制对象的不确定性非线性动力学现象.基于该模型,利用Lyapunov理论和线性矩阵不等式方法,推导出系统随机稳定的充分条件,给出了具有分段二次Lyapunov稳定与次优性能指标的保成本状态反馈模糊控制器的设计方法.该方法归结为一组双线性矩阵不等式,可利用同伦迭代算法求解.数例仿真结果表明,对于任意容许的不确定性,该方法设计的控制器能使系统随机稳定.     

基于FPGA的振动主动控制系统的设计与实现

该文以悬臂梁为研究对象,论述了利用可编程逻辑门阵列(FPGA)实现的振动主动控制系统.构建了振动主动控制物理实验系统,通过辨识得到被控系统的数学模型;并采用线性二次型Gauss(LQG)控制算法设计了控制律.讨论了控制器的硬件FPGA实现,并给出了相应的软件流程.实验结果表明:整个设计从物理实验系统的构建,到系统模型的建立,再到控制律的设计,控制器的硬件实现都是正确有效的.整个振动主动控制系统可以有效地抑制外扰引起的振动,能达到实时控制的要求.     

网络控制系统的一种统一的Markov跳变模型

对于网络诱导延迟的上界大于或小于一个采样周期的两种不同情况的连续时间网络控制系统,采用离散化与增广状态空间方法,建立了统一的Markov链离散时间跳变模型.由于模型含有反映系统的网络诱导延迟的大小与计算精度的参数,因此它具有更广泛的适应性.应用离散时间线性跳变系统理论,分析了保证系统均方稳定的充要条件.在所论及的保证系统均方稳定的设计算法中,给出了一种求内点法初始可行解的方法.在延迟带有一定任意性的车载倒立摆的网络控制设计中,该改进算法得到了有效应用.     

飞行器姿态运动系统的控制——噪声方法

研究了空间飞行器姿态主动控制系统的混沌控制,在非线性系统中加入Gauss白噪声以实现对该混沌系统的控制,对系统的混沌行为加以抑制,使系统稳定化.采用最大Lyapunov指数法,通过Matlab数值仿真技术,对原系统以及随机相位控制后的系统Lyapunov指数随时间的变化趋势进行观察,可以看到原系统为混沌状态,而随机相位控制后的系统混沌已被控制住.在计算最大Lyapunov指数的过程中采用了线性随机系统的Khasminskii球面坐标变换方法.此外,针对所研究的系统给出了相图,时间历程图和Pioncar e'截面图来验证所得到的结论,证实所用方法是有效的.     

基于IA技术双控制器网络化控制系统可靠性

在用以太网作为传输媒体的计算机网络化控制系统的基础上,提出了一种基于智能代理技术有双控制器的计算机网络化控制系统.在该系统中,控制系统的各组件是安装了一定硬件和软件的计算机,它们构成一个个智能代理,多个智能代理通过协同工作来完成整个控制系统的任务,提高了系统的性能.考虑到系统中计算机控制器的重要作用和状态,建立了系统的可靠性模型,利用Markov过程理论证明了与通常网络化控制系统相比,基于智能代理技术有双控制器的计算机网络化控制系统具有更高的可靠性和安全性.     

具有通信约束的网络化系统动态输出反馈控制

针对一类存在访问约束和时变时延的网络化控制系统,研究了其中的动态输出反馈控制器的设计问题.考虑到介质访问约束服从Markov分布和时变时延的上界小于一个采样周期的情况,将网络化控制系统建模为一类具有不确定性的离散时间Markov跳变系统.根据Lyapunov稳定性理论与状态增广方法,给出了闭环网络化控制系统渐近稳定的充分条件,并设计了动态输出反馈控制器,使得闭环系统渐近稳定.最后通过仿真验证了所提方法的有效性.     

工业控制中Fuzzy—PID控制的策略与方法

从理论上分析了常规模糊控制器的局限性,在此基础上推导出模糊PID控制器消除稳态误差的原理,并以液位控制系统为例,介绍了模糊PID控制器的设计方法,并用MATLAB工具箱对系统进行仿真试验.通过对仿真结果的分析得出:模糊PID控制器既能消除稳态误差,又有很强的鲁棒性,对于此类非线性迟滞系统具有良好地控制性能.     

模糊控制在控制系统中的应用

针对不同的典型被控对象,介绍了采用比例积分微分控制和模糊控制两种控制方法.通过仿真实验证明,Fuzzy控制对被控对象参数和模型结构的变化,能获得较好的控制效果.     

模糊控制在控制系统中的应用

针对不同的典型被控对象，介绍了采用比例积分微分控制和模糊控制两种控制方法。通过仿真实验证明，Fuzzy控制对被控对象参数和模型结构的变化，能获得较好的控制效果。     

MIMO多输入输出网络控制系统的容错控制

针对被控对象为具有不确定因素的多输入多输出网络控制系统,设传感器与控制器均为时间驱动,执行器为事件驱动,网络诱导时延小于采样周期,将未能成功传输数据的传感器节点视为暂时失效,把具有传感器故障的网络控制系统建模为一类带有不确定因素的离散模型,借助Lyapunov定理给出了系统渐近稳定的充分条件,基于LMI方法得出观测器和控制器的分离设计方法,实现了MIMO网络控制系统的容错控制。     

网络控制系统保性能控制

针对网络控制系统中时延不确定因素,将时延的不确定性转换为系统状态方程系数矩阵的不确定性,网络控制系统对象模型为具有时滞的不确定离散模型.在此模型的基础上,将网络控制系统的保性能控制问题转化为研究时滞的不确定离散系统的鲁棒保性能控制问题.利用Lya-punov理论及线性矩阵不等式(LMI)方法,证明了通过状态反馈控制,使网络控制系统保性能控制的充分条件等价于求解LMI.仿真示例验证了该控制方法的有效性.     

船舶运动的混合智能控制

将混合智能算法应用于船舶航向，转向控制，充分发挥了模糊逻辑，神经网络和遗传算法各自的优势采用GA发优与BP算法学习模糊神经网络参数，通过竞争学习算法从样本数据中获得取模糊控制规则，并与专家经验有机结合，弥补了各自的不足，仿真表明上述算法为改进船舶运动提供了一个有效途径。     

网络控制系统的输出反馈控制

将网络控制系统描述为具有输入延迟和测量输出延迟系统,给出了系统渐近稳定的定义.提出了零输入系统渐近稳定存在的充分条件,并基于一个李雅普诺夫泛函,提出了输出反馈镇定控制器存在的充分条件,通过输出反馈控制使闭环系统达到二次稳定.采用锥面互补方法,将不具有严格线性矩阵不等式(LMI)条件的非凸可行解问题转化为具有严格LMI条件的非线性最小化问题,得到了求解输出反馈控制器增益参数的静态输出反馈镇定(SOFS)算法.通过一个仿真实例,验证了该算法的有效性.     

基于切换控制的均匀液位控制

过程工业中常常提出均匀液位控制问题,即在保证液位不出界的前提下,使输出流量尽可能平缓.对于此类受限控制问题,模型预测控制可以取得满意效果,但在线优化的复杂性又阻碍了算法在实际中的推广.基于模型预测控制,提出了一种通过调整预测时间域长度来处理液位约束的方法,加上对未知扰动的估计算法,最终推出切换PI控制律.该方法既简化了在线优化过程,又增强了对随机扰动的适应性,已成功地应用于甘肃金川集团公司6 kt磨浮系统中.     

一种串级调速的闭环控制系统

介绍了一种双闭环控制的串级调速系统，对系统的工作原理、组成及动态结构作了较为详细的论述，并解答了该系统在实际应用中出现的主要问题。     

NOUS控制和PID控制的直流降压变压器控制性能对比

为了寻求更加优化的直流降压变压器控制系统,搭建了一台直流降压变压器并根据其参数建模,在此基础上分别设计了一种基于NOUS算法的状态空间控制系统、使用观测器的NOUS算法控制系统和PID控制系统。用示波器展示变压器在这3种控制系统下的阶跃响应输出和负载发生突变时的瞬态响应,以对比它们的控制性能。结果表明,基于NOUS算法的状态空间控制系统具有更好的瞬态响应和控制精确度,而PID控制系统在鲁棒性方面具有优势,使用观测器的NOUS算法控制系统仍保留了收敛速度快的优点,但会导致控制系统建模中的误差被放大,影响输出结果。