车辆编队系统的分布式控制

基于关联系统模型研究智能车辆编队的分布式控制. 通过引入空间变量和空间移动算子,将车辆编队系统建模成多维的空间关联系统. 基于线性矩阵不等式的方法设计了与被控对象有着相同关联结构的分布式输出反馈H∞控制器,确保整个编队系统的适定性、稳定性及对外界干扰的鲁棒性. 在Matlab环境下编程验证控制器的性能,并通过3台移动机器人的模拟车辆编队仿真实验,说明模型的正确性和方法的有效性.     

热连轧液压活套不确定系统的滑模控制

针对一类多输入多输出热连轧液压活套不确定系统设计了滑模控制器.首先利用特殊线性变换将原不确定系统化成标准形式,然后基于Lyapunov函数方法和线性矩阵不等式(LMI)技术给出了滑模面函数,根据滑模到达条件设计了一种新的控制策略,并且给出了理论性证明.最后仿真结果表明,该控制器可使活套控制系统获得较好的控制效果,有效地提高热轧带钢精轧机活套系统的控制精度,并使活套系统迅速达到平衡稳定状态.该控制器具有很强的鲁棒性能,非常适合于复杂的活套系统.     

车辆编队系统的多目标分布式控制

针对车辆编队系统,通过引入空间变量和空间移动算子,建立多维的空间关联系统模型.采用多目标分布式控制方式,同时考虑系统的动态过程和能量消耗,设计了与被控对象有着相同关联结构的分布式反馈H2/H∞控制器,在系统具有较好动态性能的同时使能量消耗尽可能地少.以弹簧质点模型来模拟车辆的编队模型,进行仿真实验,仿真结果说明方法的有效性和可行性.     

鲁棒非脆弱保成本控制及其应用仿真

针对不确定系统设计了非脆弱鲁棒保成本控制器,考虑了控制器增益存在加性和乘性两种情形.利用Lyapunov稳定性方法,以线性矩阵不等式的形式给出了非脆弱鲁棒保成本控制器存在的条件.在分析活套控制系统参数不确定等因素的基础上,把所设计的非脆弱保成本控制器应用于热连轧活套自动控制系统.通过仿真可以看出,在活套系统参数摄动的情况下,采用非脆弱保成本控制器活套系统仍具有鲁棒性能好,抗扰动强等优点.图4,参9.     

带摩擦补偿的滚珠丝杠副进给系统自适应滑模控制

为了提高滚珠丝杠副进给系统的跟踪性能,采用了带摩擦补偿的自适应滑模控制方法.基于滚珠丝杠副进给系统轴向振动特性建立了两自由度的质量模型,根据模型的状态方程设计了系统的反演滑模控制器,考虑到外界干扰的影响设计了带自适应律的自适应滑模控制器.采用基于Stribeck摩擦模型的摩擦补偿方法和遗传算法对滚珠丝杠副进给实验台的Stribeck摩擦模型进行了参数辨识.采用建立的控制方法在实验台上进行了轨迹跟踪实验.实验结果表明:在没有使用摩擦补偿情况下自适应滑模控制器最大跟踪误差为31.85μm;使用带摩擦补偿的自适应滑模控制器,其最大跟踪误差减小为15.55μm.实验结果证明了针对滚珠丝杠副进给系统轴向振动特性模型设计的自适应滑模控制器具有较高的跟踪性能,并且采用带摩擦补偿的自适应滑模控制方法显著提高了滚珠丝杠进给系统的跟踪精度.     

带有HGO的非线性鲁棒控制器及其参数整定

为克服分散鲁棒控制器设计中输出量各阶导数可测要求的限制,设计了带有高增益观测器的非线性鲁棒控制器.该方法不依赖于对象模型,通过积分环节对系统不可测部分和扰动进行估测,并予以补偿,提高系统的性能鲁棒性和动态性能;减少了控制器的可调参数,提高了实用性.选取典型的单变量非线性系统,基于Monte-Carlo随机试验,采用时间乘误差绝对值积分(ITAE)值作为性能指标,研究控制器参数对系统性能影响,并总结出该控制器的参数整定规则.     

轧机液压AGC-LP耦合系统的H_∞控制器设计

根据热连轧机自动厚度控制(AGC)系统和液压活套控制(LP)系统各自的特点,结合这两个子系统的模型,建立液压AGC-LP耦合系统模型。参照广义系统的标准选取了合适的控制目标,基于H_∞控制理论对组合系统进行分析,采用MATLAB鲁棒控制工具箱中线性矩阵不等式(LMI)求解方法设计了H_∞状态反馈控制器,使得系统达到性能指标最优。将使用H_∞控制器与传统PID控制器的AGC-LP耦合系统进行仿真比较,结果表明,使用H_∞控制器的系统有更好的动态和稳态性能,两个子系统相关变量的耦合也有所改善。     

多输入多输出系统的滑模控制器设计及其应用

研究了一类多输入多输出系统的滑模控制问题,采用一种改进的指数趋近律,有效降低变结构所产生的抖振,并且给出理论性证明.将提出的设计方法应用于液压活套控制系统设计,将系统中的活套高度和活套张力的耦合关系当作干扰来处理.仿真结果验证了所提方法的有效性,该控制器可使活套控制系统获得较好的控制效果,并使活套系统迅速达到平衡稳定状态.     

具有控制器增益变化的不确定离散关联系统的鲁棒分散H_∞控制

研究一类不确定离散关联系统的鲁棒分散H∞控制问题,利用线性矩阵不等式(LMI)方法设计出具有控制器增益变化的分散状态反馈控制器,使得闭环系统稳定,且满足H∞性能.最后,利用一个数值例子说明了所给设计方法的有效性.     

基于ADAMS-MATLAB联合仿真的液压活套多变量解耦控制

对于具有非线性、强耦合、不确定特性的液压活套系统的多变量控制一直是轧制控制领域的难点问题,为了进一步提高热连轧带钢的控制品质,首先利用ADAMS建立了液压活套虚拟样机模型,然后利用M ATLAB设计了一种基于互不相关解耦策略的液压活套迭代学习控制系统,利用ADAM S/Sub模块与M ATLAB/Simulink接口得到联合仿真模型.基于此模型,对传统PID控制系统与所设计的控制系统进行了仿真研究,仿真结果表明所设计的控制系统可以更好地减弱活套张力与高度系统的耦合作用,使活套控制系统获得更好的控制效果.     

热连轧活套系统分析与控制方式比较

对热连轧过程中的活套系统进行了分析,对几种活套控制方式进行了比较,ＡＧＣ系统和活套控制系统进行综合设计,提出了一种新的控制方式,仿真结果证明了方法的有效性,高招中轧过程的成品质量。     

线材无张力轧制的数学模型

推导了线材无张力轧制中立活套的数学模型．指出了活套在本质上是一个非线性环节，在一定条件下可以做为线性环节处理．为活套控制系统的实现提供了理论依据．     

热连轧活套系统的解耦补偿预测控制

针对热连轧活套系统的强耦合特性,提出一类基于预测原理的交叉解耦控制策略.将一个两输入两输出的强耦合系统分解成两个相互影响的单输入单输出的子系统.基于预测控制原理,在一个周期内,顺序更新每个子系统的控制律,并保留未来的预测控制信息,补偿子系统之间的耦合影响,然后开始新的循环.基于H∞原理,将预测值与实际值的误差作为扰动处理,降低子系统之间的耦合影响,提高控制精度,简化控制器设计,减轻计算机的负担.仿真结果证实了该方法具有较好的解耦效果和控制性能.     

基于多目标鲁棒PID控制的热连轧活套系统

针对热连轧活套控制中的模型参数不确定性问题,文章建议采用多目标鲁棒PID控制算法处理这类问题;该算法不仅可以保证系统的稳定性,而且对具有一定不确定性的系统也能保证其动态特性品质,同时其设计与实现相对简单,该控制算法的效果通过仿真结果加以验证。     

热连轧活套高度和张力系统的解耦控制

为了进一步提高板带热轧厂厚控精度及控制品质,需对具有非线性、强耦合、不确定、多约束特性的活套系统建立工程上适用的数学模型,以实现活套高度与张力系统的解耦控制.在分析其动态耦合过程的基础上,考虑到实际的活套系统在工作过程中变量的变化离其稳态工作点的偏差很小,以实际热轧现场数据为依据,给出了完整的传递函数表达形式.采用线性预测模型的BP神经网络PID控制策略以减弱系统的耦合影响,以提高控制效果.仿真结果验证了本算法的有效性,表明解耦后的活套控制系统可获得更好的控制效果.     

模块化连轧过程动态仿真开发

介绍采用模块化编程的连轧动态仿真开发方法。在MATLAB/Simulink平台上,建立电机、传动接轴、牌坊、液压缸、活套支撑器等部件的传递函数单元方框,用这些功能单元模块搭建形象化轧制仿真系统。每个模块层次清楚,易于替换或改进。压下模块设为双路,可以仿真轧件跑偏,厚度不均。连轧张力计算使用了在运动力学基础上建立的张力平衡方程,能够利用电机和速度差参数直接计算出张力大小。张力馈送到前架轧机,实现迭代计算,直接解决连轧张力自调整问题。