四旋翼无人机预设性能非线性PI串级姿态控制

仅在系统初始条件已知的前提下,针对具有未知外界扰动和未知非线性特性的四旋翼无人机系统,提出了一种预设性能非线性PI串级姿态控制方法.将四旋翼无人机姿态系统分解为欧拉角和角速率两个动态子系统,并充分考虑系统的内部动态因果关系;采用串级控制消除系统欠驱动对控制器设计带来的不利影响,以改善控制效果.针对系统的不确定性、未知外界扰动及预设性能可能引起的控制器奇异问题,基于预设性能的误差转换函数和泰勒多项式构造简单的非线性函数,分别为欧拉角和角速率动态子系统设计非线性PI控制器,并从理论上证明其可行性.所设计的控制器继承了传统PID的优点,其参数调整更加灵活,且具有很强的鲁棒性和自适应性.仿真试验结果验证了该方法的有效性和优越性.     

不确定连续系统预设性能非线性PID控制

研究不确定连续系统仅输入输出数据可利用情况下的非线性PID控制问题.在系统参考输入信号和输出信号连续可微的条件下引入预设性能控制理论,并基于预设性能控制的性能函数和误差转换思想设计了简单的非线性函数以组合形成非线性PID控制器,进而从理论上证明其可行性.仿真实验表明,所设计的控制器继承了传统PID的优点,且参数调整更灵活,系统的鲁棒自适应性和抗扰性更好.     

DC/DC变换器的一种神经网络控制方法

为了消除Buck—Boosl变换器为代表的DC／DC（直流，直流）变换器最小相位性质的影响．对其输出电压进行控制，分析模型特性．采用非线性反馈控制电流内环．用RBF（径向基函数）神经网络设计了神经网络控制器控制输出电压外环，分析了系统的稳定性．仿真结果表明．提出的控制器动、静态性能很好．对变换器中元件参数的变化和负载电阻的扰动有较好的鲁棒性．     

基于微分律的机车单元制动器自适应鲁棒控制

针对机车单元制动器制动时闸瓦位置控制中存在的时变扰动等非线性因素,结合Lyapunov稳定性理论,构造基于super-twisting观测器和微分控制律的自适应鲁棒控制器,并对其应用效果进行研究。设计super-twisting观测器对轮瓦间因挤压产生的时变扰动进行估计并对估计误差自适应模糊逼近以削弱时变扰动;引入微分控制律并通过求解微分方程确定控制器中的鲁棒项。理论分析及仿真结果表明,系统各状态变量闭环输出有界,跟踪误差及滑模面导数一致有界并收敛于0,滑模面常值收敛。系统输出能够快速、稳定且精确跟踪输入,并对外部时变扰动具有较强的鲁棒性。     

PSO算法用于导弹鲁棒控制器性能权函数优化

摘要： 在导弹1综合鲁棒控制器的设计中,性能权函数的设计通常只能采用尝试和仿真迭代方法. 这种设计方法繁琐费时,控制性能不确定. 该文采用粒子群优化(particle swarm optimization , PSO)算法自动设计性能权函数. 分析了性能权函数各项系数对闭环响应的影响,设计了PSO优化算法的各项参数,并对PSO算法和1控制进行综合设计. 仿真结果表明,采用优化后性能权函数获得的1控制器性能良好,性能指标函数具有较好的收敛特性,表明了该方法的有效性.     

离网型三相光伏逆变器控制策略研究

以离网型三相光伏发电系统为研究对象,研究其输出逆变环节的拓扑结构和控制策略。逆变器主电路采用三相半桥拓扑,输出滤波器取三相星形LC结构,控制策略以输出电压峰值作为闭环变量。仿真和实验结果表明,系统三相输出电压变化平滑且稳定对称,其幅值和频率能够准确跟踪其给定值。     

一类非线性系统的故障估计和预设性能控制

研究了一类带有不匹配故障的非线性系统的故障估计和预设性能控制（PPC）问题，通过基于中间变量的估计观测器方法，设计了一种带有自适应参数更新律的故障估计器和状态观测器，提出了基于预设性能的容错控制方案．证明了系统状态误差和跟踪误差收敛于预先设计的集合内，且所有闭环信号都是有界的．通过仿真实验验证了算法的有效性．     

基于LCL滤波器的复合控制策略

对于LCL型并网逆变器,若直接采用比例积分(proportional integral, PI)和重复控制串联或者并联控制策略,则在动态补偿时会出现系统控制器相互干扰的问题.为此,设计了并网逆变器串并联复合控制策略,将PI控制动态响应快、准比例谐振(quasi-proportional resonance, QPR)抗干扰能力强与重复控制稳态精度高等优点相结合.动态时,由PI控制器迅速跟踪误差;稳态时,由重复控制器和QPR控制器来实现整个系统的无静差控制.此外,详细分析了各个控制器的设计原理并建立各个控制器的Matlab仿真模型.结果表明,采用串并联复合控制结构具有更快的动态响应速度和更高的稳态补偿性能.     

基于改进型重复控制器的双级矩阵变换器闭环控制研究

闭环控制是抑制多种扰动、保证双级矩阵变换器(TSMC)输出电压质量的有效方法.针对PI控制器对谐波控制的不足,将重复控制技术与PI控制相结合,应用于TSMC逆变级的闭环控制中;在此基础上提出了重复控制器的改进方案:对由非周期性扰动引起的误差不进行记忆,以避免其对重复控制器的控制动作产生干扰.仿真结果表明了所提控制方案良好的动静态性能,验证了该文控制思路的可行性.     

电力机车永磁同步电机自适应模糊终端滑模控制

为研究牵引工况下电力机车永磁同步电机的转速控制精度,考虑轮轨接触不平顺在轮对径向产生的未知时变负载,建立了机车永磁同步电机在d-q坐标系下的数学模型;针对其中的未知时变负载,设计超扭转转矩观测器估计其实际值,对观测误差的导数采用自适应模糊逻辑系统进行逼近;为提升收敛速度和稳态跟踪精度,在滑模面中引入类势能函数,并依据Lyapunov稳定性理论,构造了基于转矩观测器的自适应模糊终端滑模控制器。理论分析及仿真结果表明,机车永磁同步电机闭环转速跟踪误差一致有界。滑模面及轴电压、轴电流动态抖振较小;滑模面及转矩观测误差收敛于零。     

不确定系统的鲁棒容错H∞控制

针对不确定线性连续系统,研究了执行器失效情况下的鲁棒容错H∞控制问题.利用LMI给出了对任意执行器故障均保持渐近稳定且满足给定干扰衰减指标的鲁棒容错H∞控制器存在的充要条件,进一步给出鲁棒容错最优H∞控制器的优化设计算法.采用所设计的状态反馈控制器,当任意执行器出现故障时,闭环系统仍保持渐近稳定且满足给定的干扰衰减性能指标.     

基于耗散理论的不完全驱动船舶直线航迹控制设计

将严格耗散的概念引入到船舶直线航迹控制系统中,研究了不完全驱动船舶在有外界干扰作用下的直线航迹鲁棒控制问题.基于耗散不等式,提出了一种鲁棒全局状态反馈控制器,使得所得闭环系统是严格耗散且全局渐近稳定的.同时,在有外界干扰作用下,该控制算法能够使得不完全驱动船舶全局最终镇定在一条设定直线上;当没有外界干扰时,又能够使得系统的状态(即横向位移、航向角和转首角速度)全局渐近稳定.计算机仿真结果验证了本文所提出的控制器的有效性.     

基于指数函数的热敏电阻温控器温差补偿模型

温控器是通过负温度系数热敏电阻测量温度的,由于电路板发热、外壳密闭不宜散热等原因,所测温度和环境真实温度存在温差。用一种有效地方法对温度进行补偿,通过实验记录温控器显示温度和环境的真实温度,根据热敏电阻温度、阻值和电压之间的关系,分别建立温差随时间变化的指数函数模型和电压差指数函数模型,求出相应参数。据此设计一个温度补偿电路对不同温度条件下温控器显示温度值进行实时修正,使之逼近真实温度。实验结果表明,该方法不仅可以对温控器显示的温度进行实时温度补偿,而且补偿精度高,在0~40℃范围内补偿稳定可靠,操作方便,利于推广。     

基于模糊自适应控制的悬臂梁振动主动控制算法研究

基于模糊逻辑系统的自适应滤波方法,针对柔性悬臂梁,设计了相应的前馈振动控制器,解决一类参考信号与外扰呈非线性函数关系的前馈主动控制问题.仿真结果表明,采用的控制器对于改善振动快速控制是非常有效的.     

一种通用的参数自调节模糊控制器

考虑到实际工业过程对鲁棒性的要求,针对工业过程可以由二阶加时延模型近似表示的特点,基于偏差继电实验辨识的系统模型,设计了二阶通用参数自调节模糊控制器,并与传统PID控制器进行比较,仿真结果验证了算法的有效性.     

基于平均电流控制的Buck变换器建模和仿真

电压控制模式的DC／DC变换器只有输出电压一个反馈量,工况（电压或负载）变化导致输出电压变化时,控制器才会自动调整,稳定性差且响应速度慢．平均电流控制是提高DC／DC变换器稳定性和动态调节性能的有效方法．本文采用状态空间平均法,建立Buck型DC／DC变换器在电流连续模式下的交流小信号模型,求出该变换器的电流和电压控制环的开环和闭环传输函数,分析其稳定性和动态特性．用matlab软件仿真,结果表明理论模型正确,并确定电流和电压控制器校正装置的关键参数．     

最佳工作点ISG混合动力汽车性能优化

为实现ISG混合动力汽车燃油消耗和排放性能的优化,提出了一种实时转矩分配模型的建立方法.根据发动机的万有特性和ISG电机效率特性进行了混合动力系统性能的数值模拟,采用求解多元函数极值的方法确定混合动力汽车最佳工作点,作为ANFIS系统的先验知识,建立实时转矩分配控制模型,并对整车性能进行仿真.仿真结果表明,车辆经济性和排放性能得到优化,转矩分配模型的有效性得到验证.     

基于PIC单片机的宾馆房间集控器的设计

文章介绍一种新颖的宾馆房间集控器的设计,文中详细介绍了集控器的硬件和软件设计,样机能实现预定功能并工作稳定.对该设计进行适当改进,即可用于居家、办公室、工厂等.该设计具有良好的应用前景.