按灵敏度与传递函数设计的二自由度控制方法

根据灵敏度函数的概念，利用模型参考自适应的原理，提出了按系统灵敏度函数与系统传递函数独立设计的二自由度控制方案。论证了二自由度控制原理，并推导了实现这一控制的条件。理论研究和实验结果表明，将这一控制思想运用于参数大范围变化的控制系统设计时，能极大增强系统的鲁棒性。     

基于灵敏度函数的二自由度控制系统设计与应用

针对具有参数不确定性和外部未知扰动的不确定系统,基于灵敏度函数,提出了一种二自由度控制结构.在标称情况下,这种二自由度控制结构的给定值响应和负载干扰响应是完全解耦的,可以分别通过调节2个不同的控制回路来达到各自期望的控制性能指标.该控制系统保证反馈灵敏度函数和前馈灵敏度函数的范数小于某一正数,从而可使控制系统稳定.仿真实例验证了该控制系统的可行性和优越性.     

一阶不稳定时滞过程的二自由度PID控制

针对一阶不稳定时滞过程,提出一种基于灵敏度函数的二自由度PID控制器整定策略.首先利用内环反馈得到稳定的广义被控过程的模型,然后基于灵敏度函数利用鲁棒分析方法整定二自由度PID控制器的参数.该方法使系统具有良好的目标值跟随特性、干扰抑制特性和鲁棒性,并且参数调整方便.仿真结果表明该控制方法的有效性.     

不稳定时滞过程的二自由度PID控制

针对一类不稳定时滞过程，采用双环控制结构，首先使广义对象稳定，然后按内模控制原理设计了一种二自由度PID控制器．所设计的控制器具有两个可调参数，且被调参数与系统性能直接相关，可使系统同时具有良好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性．仿真结果证明了它的有效性.     

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.     

非线性离散系统基于控制Lyapunov函数的反馈镇定

以控制Lyapunov函数为基础，研究了一类具有多个输入的非线性时间离散系统的反馈镇定问题．在假设存在一个二次型控制Lyapunov函数的前提下，明确给出了使得这类系统的零解全局渐近稳定的反馈控制律．根据LaSalle不变性原理．建立了使得闭环系统稳定的充分条件．这一结论推广和改进了具有单个输入的仿射非线性系统的反馈镇定问题．     

周期激励复数Duffing振荡系统的混沌特性和控制研究

针对二自由度周期激励下的复数Duffing振荡系统，讨论了系统的不动点、奇怪吸引子和混沌控制问题；应用Pyragas方法对复数Duffing振荡系统混沌进行控制，提出了一种非线性控制方法；推导了控制输入的函数表示，并针对不同的控制输入参数进行了数值计算。数值结果表明，同传统的混沌控制法相比较，该方法具有控制过程简单、控制时间短的特点，并且通过选择合适的控制输入参数，可以有效地控制Duffing系统的混沌，使系统达到期望的稳定目标点和目标轨道，具有重要的实际应用价值。     

一种新的二自由度PID调节器设计方法

本文针对典型工业过程控制对象,扩展了基于干扰检测的控制思想,与二自由度PID控制相结合,提出了一种新的二自由度PID调节器的设计方法.所设计的调节器结构简单,参数整定方便,可使时滞和非时滞系统都具有良好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性,仿真研究结果表明了它的有效性.     

一种新的二自由度PID调节器设计方法

本文针对典型工业过程控制对象,扩展了基于干扰检测的控制思想,与二自由度PID控制相结合,提出了一种新的二自由度PID调节器的设计方法.所设计的调节器结构简单,参数整定方便,可使时滞和非时滞系统都具有良好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性,仿真研究结果表明了它的有效性.     

基于迭代学习算法的机械臂系统轨迹跟踪控制

针对平面二自由度机械臂这一非线性系统,设计了带初态学习的指数变增益D型迭代学习律,并给出收敛性证明.仿真结果表明,迭代学习控制对于诸如二自由度机械臂系统这类具有重复运动性质的被控对象具有很好的控制效果.设计带初态学习的指数变增益D型学习律,系统不仅在存在初态偏移的情况下实现了机械臂期望轨迹的完全跟踪,还加快了收敛速度,增强了迭代学习控制的鲁棒性.     

热交换系统二自由度PID 控制

为解决热交换系统的温度控制问题, 采用二自由度PID(Proportional-Integral-Derivative)控制算法设计了温度控制器。该控制器的PID 参数通过Ziegler-Nichols 振荡法整定, 二自由度化控制器参数根据经验规则进行调整。利用所设计的二自由度PID 控制器和传统的PID 控制器进行了多项仿真实验, 包括目标跟踪、抗扰、鲁棒性和标称模型控制等。实验结果表明, 二自由度PID 控制器的目标跟踪速度优于传统PID, 具有良好的鲁棒性, 对标称模型的控制具有更小的上升时间和反冲。     

基于神经网络PID的AUV控制方法研究

针对水下机器人各自由度之间存在较强的耦合和非线性特征，其精确的数学模型很难获得的问题，建立了水下机器人空间运动的数学模型，并根据实际需要和控制器设计的方便进行了适当简化，得到了水下机器人自由度运动模型．在此基础上，使用了基于神经网络的PID控制方法．结合水下机器人六自由度水动力模型，建立了基于BP网络的PID的水下机器人控制器，并进行了仿真环境下的试验．试验结果表明，以上控制方法较为适合水下机器人的运动控制．     

二自由度平面机械手的模糊建模与模糊控制

本文以二自由度平面机械手为例，尝试用线性系统理论和模糊控制理论解决非线性系统问题。要点是：把一个整体非线性动力学模型看成是多个局部线性模型的模糊逼近；把整个非线性系统的控制看成是多个局部线性系统控制的模糊逼近。这种方法称为并行分配补偿法。本文建立了二自由度平面机械手的模糊模型并在此基础上用并行分配补偿法对系统进行了综合，最后用仿真进行了验证，证明了并行分配补偿法的成功和所建模型的合理性。     

热分散机温度二自由度串级控制

废纸制浆过程中热分散机温度控制效果由于加热过程存在滞后、蒸汽管道压力随负载的波动和进热分散机进浆浓度的变化而受到影响,针对温度控制要求和工艺特点,设计二自由度串级控制结构。该方法将串级控制和二自由度控制结合起来,把系统的目标值跟踪特性和干扰特性分离后进行设计。经实际运行表明,系统响应速度快,超调量小,有较强的鲁棒性,提高了系统的控制品质。     

多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制方法研究

针对传统机械手腕关节控制方法稳定性低和灵活性差的弊端,提出一种新的多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制方法。介绍了多自由度机器人关节系统,按动力学系统组建机械手腕关节的动力学模型,采用拉格朗日方法获取动力学方程。介绍了PD手腕关节位置控制方法,在此基础上通过改进纯积分力控制方法实现多自由度机器人机械手腕关节柔顺控制。分析了机械手腕关节混合位置/力矩控制过程,通过差动机构控制两个驱动器,使其完成机械手腕关节外展/内收和伸展/翘曲两个自由度,提高机械手腕控制灵活性。实验结果表明,所提方法控制精度和稳定性高,能够保证机械手腕关节的灵活性。     

基于模型分解的车辆侧倾控制器设计

八自由度车辆模型所包含的控制量较多, 对其直接分析控制有一定的难度, 为此, 提出一种模型分解方法。将原有整车模型分解成3 部分, 使每部分模型包含的控制量较整车模型明显减少, 便于对每部分单独设计控制器。同时对分解后模型的车辆侧倾角及其速度部分, 使用线性二次型最优控制方法, 设计状态最优控制器实现车辆稳定性控制。计算结果表明, 该控制器具有较好的控制效果, 既降低了分解后模型的分析难度又保证了车体控制的精度。     

车辆悬架LQR控制器权值优化方法

线性二次型最优控制(LQR)算法是汽车主动悬架控制策略的一种重要方法,其控制性能取决于悬架系统变量的加权系数。权值系数的选取成为LQR控制器设计的难点。针对权值系数没有固定解析方法而无法保证悬架系统达到最优控制性能的问题。提出一种基于遗传算法的权值系数优化方法,以1/4主动悬架的车身垂向加速度、悬架动挠度和轮胎动位移性能指标作为目标函数对LQR控制器的权值系数矩阵进行优化设计。仿真结果表明,与被动悬架控制相比,方法不仅能提高LQR控制器设计效率,而且可以有效提高车辆行驶的平顺性。     

恒压网络静液传动系统的神经网络滑模控制

根据恒压网络条件下的静液传动系统的特点,建立用于转速控制的二自由度动力学模型.针对恒压网络静液传动系统的参数摄动和不确定性,选择液压泵/马达的角速度和角加速度为控制变量,设计一种神经网络自适应滑模控制器,采用径向基函数神经网络(RBFN)取代滑模切换控制部分,利用其在线学习功能,对系统的不确定因素进行自适应补偿,应用李亚普诺夫稳定性理论推导网络权值的在线自适应率,保证闭环控制系统的稳定性.在模拟试验台上进行了阶跃信号和斜坡信号的转速控制响应分析,并与常规PID控制以及基于神经网络的PID(NNPID)控制进行对比.试验结果表明:所设计的控制器具有良好的控制效果,能使系统具有良好的跟踪性和强的鲁棒性,有效地消除高频抖振现象.     

汽车主动悬架与防抱制动系统分层集成控制研究

在考虑汽车主动悬架系统(ASS)与防抱制动系统(ABS)之间相互影响的情况下,基于汽车7自由度整车模型,设计了一个分层集成控制系统.底层包括2个子系统的控制器:主动悬架控制子系统采用最优预见控制策略,防抱制动控制子系统采用逻辑门限值控制策略;上层控制器对2个子系统控制器进行协调控制,以改善汽车在制动情况下的整体性能.仿真实验结果表明,在分层集成控制情况下,汽车主动悬架性能和制动性能均有所改善,为解决因2个子系统间相互影响而使汽车性能变坏的问题提供了一种方法.