典型Weiener模型和Hammerstein模型数学模型辨识方法

本文介绍的非线性动态系统中的典型Weiener模型如“线性—限幅”系统,“线性—死区一限幅”系统和典型Hammerstein模型如“死区—线性”系统,“滞环—线性”系统参数辨识方法,是在只知道系统输入和输出,而不知道中间变量任何信息的情况下,利用频谱分析方法,辨识出系统中线性和非线性部分全部参数的。最后,还对非线性特性辨识结果进行确认性检验。     

基于PID结构的解耦控制器

针对广义学习模型提出了基于PID结构的零极点配置解耦控制算法.广义学习模型由一个线性时变子模型和一个非线性学习模型组成,其中线性时变子模型的参数采用最小二乘方法进行辨识,非线性学习模型由RBF神经元网络近似.通过引入补偿多项式,使得闭环系统的零极点可任意配置,极大的改善了闭环系统的动态性能.在进行控制器参数选择时,PID结构部分参数可根据常规PID控制器选取,零极点配置部分参数可根据系统期望零极点选取.最后,通过对电弧炉电极调节系统的仿真,验证了控制器的有效性.     

时滞系统自适应模糊控制与仿真

针对一类含有未知时变时滞的不确定非线性系统,提出了一种自适应模糊控制方案.系统不确定项通过模糊逻辑系统辨识,未知时变时滞由参考信号代换,估计误差上界和构造Lyapunov-Krasovskii范函的方法相结合处理辨识误差和时滞代换误差.证明了闭环系统所有信号一致半全局有界(SGUUB),通过调节设计参数可以实现任意的跟踪精度.对含有滞后循环蒸汽的化学反应堆的实例仿真结果进一步说明了方案的可行性.     

一类非线性系统盲辨识算法及仿真研究

针对离散非线性系统盲辨识问题,提出了一种基于循环平稳输入的非线性系统盲辨识方法。利用循环平稳输入信号的一阶统计特性和Hammerstein-Wiener模型非线性部分的逆映射,将有输入信号的辨识过程转变为无输入信号的辨识过程。介绍了Hammerstein-Wiener模型的结构及循环平稳输入的统计特性,对盲辨识算法机理进行了阐述。仿真结果表明该方法在解决一类离散非线性系统盲辨识问题上的切实可行性。     

基于模糊神经网络的动态非线性系统辨识研究

针对静态模糊神经网络对动态系统辨识精度低的特点,在5层静态模糊神经网络基础上进行了优化和改进,形成了可将暂态信息记忆于网络的动态回归层的动态模糊神经网络,来提高对动态系统的辨识能力。同时给出了参数的动态自适应学习算法。通过仿真实验,证明提出的动态模糊神经网络对动态非线性系统的辨识,可以取得较好的辨识精度,较快的网络收敛速度,为动态非线性系统的辨识提供新的思路。     

神经网络自适应广义预测解耦控制器的设计

提出了一种神经网络补偿自适应广义预测解耦控制方案，即用神经网络逼近通道间的耦合、非线性及未建模动态，且采用了改进RLS辨识算法及用后能改善辨识效果，从而增进自适应控制的精度与鲁棒性，能解决参数不确定的非线性多变量耦合问题，给出了该算法的实现原理及步骤。理论分析和仿真结果表明，该方案是有效的。     

基于模糊自适应的微型飞行器姿态控制

针对一类不确定非线性系统,基于李亚普诺夫稳定性理论提出了模糊自适应算法.将系统分为标称模型和包含建模误差、参数变化、干扰及未建模动态等在内的混合干扰项,用模糊自适应控制实时逼近系统各个不确定参数,用鲁棒反馈控制消除系统的外部干扰.由于模糊自适应控制是对系统输入系数矩阵和系统函数向量的不确定部分的每一个分量进行实时逼近,所以系统控制的精确性得到了提高,有较好的鲁棒性.模糊逻辑系统的计算量相对较少,从而能够很好地完成系统输出信号的渐近跟踪.给出了控制算法的稳定性证明,并对微型飞行器的姿态控制系统进行了仿真研究,仿真结果验证了算法的有效性.     

基于RBF神经网络的柔性机构动态响应辨识模型

通过神经网络技术对柔性机构复杂的非线性动态响应进行辨识,建立了柔性机构运动参数的辨识模型。利用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络优异的非线性逼近能力,建立了柔性机构动态响应的辨识模型。将机构的驱动力矩、阻尼力矩和非线性运动参数分别作为RBF神经网络的输入样本和期望输出样本。建立了RBF神经网络的拓扑结构,利用样本数据对其进行训练。通过空间站柔性展开机构模型进行动态响应的辨识,结果表明辨识的收敛速度快,精度高。该方法为复杂大系统的建模和分析提供了一种理想的途径。     

行波型超声电机基于输入电压变化的参数模型辨识

针对超声电机具有很强的依赖于输入控制电压的非线性和时变特性,很难建立适合控制的完整而精确的动态数学模型的问题,在分析行波型超声电机接触机理的基础上,将输入控制电压对超声电机动态参数的影响转化为所建模型时间常数、系统增益和延时参数的变化,并使用函数插值原理辨识模型参数与输入电压之间的函数关系,建立了电机的整体数学模型.最后给出实验结果验证了模型的有效性.     

时变时滞系统的灰色预测非线性PID控制

针对时变时滞过程提出一种新的控制结构.在此控制结构中,利用遗传算法自动跟踪系统的时滞变化,由灰色预测模型根据辨识的时滞提前预测出系统的输出,而系统的预测输出与输入的偏差以及偏差变化率为非线性PID控制器的输入.仿真结果验证了这种结构能很好地满足时变时滞系统的快速动态响应和稳定性要求.     

神经网络控制、无模型控制PID控制仿真比较

在同一条件下，对三种仅用受控系统I／O数据来设计控制器的方法进行了控制性能仿真比较，三个受控系统分别取自文[1]和[5]。三种不同的控制方法各有其优缺点，仿真结果表明：无模型自适应控制具有其他两种方法所不具备的优点，适合处理结构时变、参数时变、阶教时变非线性离散时间系统的控制问题。     

综合数字控制技术在飞机环境控制系统的应用

提出了一套新的综合数字控制硬件和软件解决方案应用于飞机环境控制系统中,以某先进战斗机环境控制系统为例先后进行了计算机仿真设计和原理性验证试验。结果表明,采用模糊控制方法的综合数字控制系统改善了原PID控制系统的性能,具有响应快、稳态精度高等特点,达到了飞机功能子系统的总体设计要求。     

管理控制的不同视角

＂管理控制＂是一个有争议的名词或概念,本文从不同的角度（控制论角度、从财务会计出发的战略全局角度、行为科学角度）审视管理控制的内涵和实质。最后给出狭义管理控制与广义管理控制的概念。     

直升机航向鲁棒保性能控制

针对具有时变不确定性且不确定性界为椭球的线性系统提出了一种新的具有自适应机制的鲁棒保性能控制器设计方法.首先,引入一个具有可由自适应律在线调整的可调参数的目标模型,通过该参数来保证由目标模型与被控模型所获得的误差系统渐近稳定.结合保证目标模型稳定性的设计,最终形成保证闭环系统稳定且控制器增益仿射依赖于可调参数的鲁棒保性能跟踪控制器.应用于安装在试验平台上的小型直升机航向控制中,仿真试验表明了该方法的有效性.     

网络控制系统随机鲁棒控制律设计方法

研究了具有随机网络诱导时延及数据包丢失的网络控制系统的随机鲁棒控制律设计方法.利用有限状态markov链来描述控制网络中固有的随机传输延迟和丢包过程,建立网络系统的多结构markov跳变模型.基于由蒙特卡罗估计和优化算法构成的随机鲁棒设计方法,结合保证系统均方稳定的充要条件,得到网络控制系统的随机鲁棒控制律.最后,某型无人飞行器纵向俯仰通道的网络控制仿真实例验证了该方法的有效性.     

Predictive Event-Triggered Control for Disturbanced Wireless Networked Control Systems

The control and scheduling for wireless networked control system with packet dropout and disturbance are investigated. A prediction based event triggered control is proposed to reduce data transmissions while preserving the robustness against external disturbance. First, a trigger threshold is especially designed to maintain the difference of the estimated and actual states below a proper boundary when system suffers from packet dropout. Then a predictive controller is designed to compensate for packet dropouts by utilizing the packet-based control approach. The sufficient conditions to ensure the closed-loop system being uniformly ultimately bounded are derived, with consequently the controller gain method. Numerical examples illustrate the effectiveness of the proposed approach.     

全闭环炮控伺服串级控制研究

针对传统全闭环炮控伺服系统因运动耦合难以实现快速、精确调炮问题,分析耦合产生原因,提出全闭环炮控伺服串级控制技术.将运动耦合视为对两个伺服控制通道的速度扰动,利用捷联惯导所测量的空间角速率作为反馈构成空间角速率环以控制调炮速率,抑制扰动影响,通过理论分析和仿真验证,其结果表明,全闭环炮控伺服串级控制技术能够有效地抑制扰动影响,使得伺服系统能够在较短的时间内达到系统所要求的稳态精度.     

碟式飞行器复合控制中的控制分配策略

针对碟式飞行器复合控制中的控制分配问题,提出了两种控制分配策略:基于误差的非线性分配策略和基于能量的最优分配策略。这两种分配策略的设计和控制律设计相分离,控制律确定总的控制量,分配由单独的环节实现。仿真表明,不考虑控制量受限时,这两种设计实现了变质量矩控制和推力矢量控制的优势互补,达到了良好的控制性能;考虑控制量受限时,相对于非线性分配策略,最优分配策略避免了控制量受限的影响。     

Prescribed-Time Control of Stochastic Nonlinear Systems with Reduced Control Effort

A new prescribed-time state-feedback design is presented for stochastic nonlinear strictfeedback systems. Different from the existing stochastic prescribed-time design where scaling-free quartic Lyapunov functions or scaled quadratic Lyapunov functions are used, the design is based on new scaled quartic Lyapunov functions. The designed controller can ensure that the plant has an almost surely unique strong solution and the equilibrium at the origin of the plant is prescribed-time mean-square stable. After that, the authors redesign the controller to solve the prescribed-time inverse optimal mean-square stabilization problem. The merit of the design is that the order of the scaling function in the controller is reduced dramatically, which effectively reduces the control effort. Two simulation examples are given to illustrate the designs.     

具有状态和控制时滞系统的鲁棒容错控制研究

研究一类不确定时滞系统的鲁棒容错控制问题。针对既有状态滞后,又有控制输入滞后,且假定状态和控制输入的不确定项均是范数有界的线性系统,通过引入无记忆状态反馈控制器,基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法,给出了一个在传感器完全失效或执行器完全失效故障情况下具有鲁棒容错性能的充分条件,并用求解线性矩阵不等式组方便地得到容错控制器设计结果。最后用算例验证了该设计方法的有效性和可行性。