控制工程师谈控制理论

本文作者从理论与实践结合的观点谈了控制理论的几个问题,对这些问题提出了自己的看法。     

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。     

基于等效控制的迭代学习控制

对一类含非参数不确定性的时变非线性系统,提出了一种新的迭代学习算法,应用类Lyapunov方法证明了其收敛性。为了提高其收敛速度,建立了该类非线性系统的等效系统,并应用线性扩张状态观测器直接给出了原非线性系统的等效控制,该等效控制是其期望控制的近似。为了消除线性扩张状态观测器应用中的初始时刻的峰值现象,提出了顺时针估计和逆时针估计相结合的等效控制求解方法,给出了基于等效控制的迭代学习控制算法的实现流程图。仿真表明所提的两种算法都是有效的,基于等效控制的迭代学习控制算法几乎一次学习后就可达到满意的效果。     

工业控制

电子技术的巨大进展已使全盘自动化工厂的愿望更进一步接近于现实。一年来的发展包括: (1)在单一系统内能够完成几种功能的断续过程和顺序过程控制系统。 (2)以微处理机为核心的负荷换流     

控制力矩陀螺高速转子稳定性控制仿真研究

针对航天器姿态控制执行机构磁悬浮控制力矩陀螺的高速大惯量飞轮转子系统的强非线性和由强陀螺效应产生的进动和章动导致系统的失稳问题,提出了模糊控制和传统的PID和交叉解耦控制相结合的方案,对高速转子系统中非线性所导致的问题进行了研究。研究表明,该控制器解决了陀螺效应导致的主动磁轴承-高速大惯量飞轮转子的不稳定性问题,且抑制了噪声对磁轴承稳定性的影响。最后,数值算例证明了该方法的可行性和有效性。     

基于自适应控制的房地产投资混沌控制研究

传统的混沌控制方法多应用于自然系统的混沌控制中 ,对于大量存在于经济系统中的混沌现象 ,这些方法显的无能为力 .基于此 ,将自适应控制法应用于房地产投资系统的混沌控制中 .首先介绍了自适应控制法的基本原理 ;然后应用该方法对房地产投资系统动力学模型进行了模拟控制 ;最后从经济学角度对控制结果进行了解释 ,从而为房地产投资宏观调控政策的制定提供了有益的理论指导 .     

交通指挥控制决策支持系统

将军事中的 C3I,特别是其中心 C2用于交通控制 ,并结合新兴学科 ,建立交通指挥控制决策支持系统 ( C2 -DSS) .     

控制受限的BTT导弹反演自适应滑模控制研究

针对具有非匹配不确定性的倾斜转弯 (bank to turn, BTT)导弹在控制受限情况下的鲁棒控制问题,提出了一种自适应滑模反演控制方法。反演设计的每一步中,采用自适应算法对不确定性的上界进行估计,给出了具有范数型切换函数的连续的自适应滑模控制律。在实际控制量的设计中显式地考虑了控制量的饱和特性,保证了系统在控制饱和时的稳定性,并采用Lyapunov稳定性理论证明了跟踪误差最终有界。仿真结果表明,在气动参数摄动和控制量存在饱和的情况下,本文的控制方法仍能快速、准确地跟踪指令信号,具有较强的鲁棒性。     

基于综合非线性控制方法的飞行控制律研究

应用神经网络控制与动态非线性阻尼控制综合的非线性控制方法对飞行控制律进行了研究.首先使用反馈线性化方法作为基础控制律实现飞机的非线性控制,然后使用神经网络控制与动态非线性阻尼控制综合的控制方法进行补偿,以提高非线性飞控系统的鲁棒性.在以某型推力矢量飞机为对象的仿真中,当出现舵面损伤及一类舵机故障时,这种方法显示出很强的补偿能力.     

基于采样控制理论的飞行仿真转台控制研究

基于采样控制系统的直接设计理论，应用提升技术，提出了仿真转台伺服控制系统多速率H∞控制器的设计方法，解决了转台控制系统中由于被控对象的不确定性及应用离散控制器控制连续被控对象的近似等价影响系统动态性能提高的问题，最后文中给出了具体实例。     

基于内模控制的ATM网络拥塞控制方法研究

针对ATM网络单瓶颈节点模型,提出用内模控制的方法实现交换节点队列长度零稳态偏差控制,避免拥塞发生。实现了可用带宽的动态公平分配,提高链路利用率,降低信元丢失率,保证了服务质量。仿真结果表明系统具有较好的动态性能。     

欠控制方向非线性系统的鲁棒自适应控制

针对一类控制方向未知且具有未建模动态的非线性系统,提出了一种鲁棒自适应控制策略.算法推广了已有的鲁棒自适应非线性控制方法.控制算法保证闭环系统所有信号是一致终值有界的.同时,通过调整控制器设计参数,闭环系统能够实现期望的性能要求.仿真结果进一步说明了理论分析的有效性.     

基于反演滑模控制的导弹制导控制一体化设计

针对传统制导和控制分开设计在拦截高速机动目标时的不足,给出了一种反演滑模一体化制导控制算法。首先利用微分几何理论,建立了一体化制导控制模型;然后根据平行接近原理,基于滑模控制和反演法,设计了一种反演滑模控制的导弹制导控制一体化算法;最后基于Lyapunov理论证明了系统的稳定性。数值仿真结果表明,所给出的一体化制导控制方法能够克服未建模的不确定性和目标机动干扰,具有较强的鲁棒性。     

认知无线网络中准入控制和功率控制联合优化

提出了一种基于离散的粒子群算法和单纯形法的优化机制来实现准入控制和功率控制的联合优化方案。在主用户干扰温度门限和次用户QoS的约束下,将准入控制建模成0/1组合优化问题,并将功率控制建模成线性约束问题,由于准入控制是NP难,该方案将准入控制和功率控制进行加权规划进行优化,同时,为降低计算复杂度,提出一种针对准入控制组合优化的可行性验证方法。并且针对离散的粒子群算法的收敛性进行了证明。仿真与分析表明,该方案具有收敛性,相比其他优化方案,能更有效地提高用户准入量并降低用户功率消耗,提高网络性能。     

具有控制约束的不确定离散系统最优保性能控制

对一类具有范数有界时变参数不确定性和控制输入约束的离散时间线性系统,采用线性矩阵不等式处理方法,导出了保性能控制律存在的条件,证明了该条件等价于一组线性矩阵不等式的可行性问题,并用这组线性矩阵不等式的可行解给出了保性能控制律的一个参数化表示。进而,通过建立并求解一个凸优化问题,给出了具有控制约束的不确定离散系统最优保性能控制律设计方法。     

模糊-GPC串级控制在网络时延控制中的应用

为了解决网络闭环非线性控制系统中的时延问题,本文提出了一种在模糊神经网络控制的基础上结合广义预测控制(GPC)处理非线性系统网络时延的方法,建立了网络控制系统的结构模型,并分析了此模型对处理非线性网络控制系统中时延问题的有效性。在MATLAB环境下对网络控制倒立摆系统进行了仿真,通过对比模糊神经网络控制与模糊-GPC串级控制的控制效果,进一步证实了此方法对非线性网络控制系统能够实现稳定控制。     

连续时间广义预测控制在纵向飞行控制中仿真

导弹的飞行主要是通过姿态稳定和调节实现的。当导弹在大空域内进行飞行时,系统存在着严重的非线性和复杂性等不确定性因素,采用离散的控制算法进行控制,在高采样速率情况下,产生控制抖动问题。提出了连续时间控制方案,通过以小扰动模型为基础的导弹动力学特性分析,设计了导弹纵向飞行通道的全空间串级控制结构,并且以连续模型作为预测控制的被控对象,弹道外回路和姿态内回路均采用连续时间广义预测控制算法。仿真结果表明,该控制方案能实现高精度的控制要求,并且有效的克服了控制抖动。     

无模型控制方法在直线电机控制中的仿真研究

将基于偏格式线性化的非线性系统无模型学习自适应控制方法应用在直线电机的速度和位置控制中．控制器的设计是直接基于称为伪偏导数的向量，伪偏导数是通过新型参数估计算法，根据给出的永磁直流直线电机非线性系统模型的输入输出信息在线导出的。利用Matlab软件进行仿真实验证明了该方法对电机这种具有不确知动态的非线性系统的有效性和稳定性。     

核武器的负控制

本文从系统的观点上讨论了包括指挥控制系统、核武器的安全性能、射前和射后负控制等各方面在内的核武器负控制系统。     

基于控制分配的飞翼式飞机机动载荷控制研究

针对飞翼式飞机的非常规气动布局特点和传统的机动载荷控制方案存在的问题,将控制分配技术应用于机动载荷控制系统,得到了一种基于多操纵面优化分配的机动载荷控制方案.然后,采用分布估计算法以翼根弯矩为优化指标进行控制分配,实现了机动载荷控制,同时提供了一种翼根弯矩的估算方法,为优化算法的实施提供了便利.仿真结果验证了本方法的有效性.