标准锅炉系统的适应性非线性控制

为了保证标准锅炉系统实现大范围、全工况优化运行,提出一种双环的控制结构,即内环采用适应性非线性控制,实现输入-状态反馈线性化,而外环采用线性控制器。该控制策略能自动抑制系统参数不确定性和外部扰动等模型未知因素的影响,不依赖模型的精确数学表达式。仿真表明,该适应性非线性控制策略是解决一类具有非最小相位特性的非线性系统控制问题的有效途径。     

一类非线性系统的自适应模糊控制器设计及稳定性分析

首先建立一种动态T-S模糊子系统,用于估计非线性系统,然后设计一种稳定的参考模型,其前件与T-S模糊子系统相同.在此基础上,提出一种反馈控制器,其控制矩阵采用线性矩阵不等式(LMI)的方法进行求解,使得在数学模型已知的情况下,闭环系统渐近稳定.此外,为补偿和消除实际系统中常存在的参数不确定性和外部干扰的影响,进一步提出...     

零幅相误差跟踪控制器

非最小相位系统的不稳定零点给前馈控制器的设计带来了很大的困难。零相位误差跟踪控制器 (ZPETC)的提出部分地解决了这一问题。为了进一步提高跟踪精度 ,减小幅值误差 ,提出了调幅滤波器 ,与 ZPETC串联构成零幅相误差跟踪控制器。理论上可以实现理想跟踪控制 ,即输出可以完全复现输入信号。仿真结果表明 ,该前馈控制器可以精确跟踪方波输入信号     

一种非最小相位系统控制方法

针对非最小相位系统提出了一种非线性控制方法。利用一种非线性函数对常规PID控制的三个控制项分别进行非线性修正,形成一种非线性PID控制器,并结合这一控制器的直观物理意义,在状态平面上通过旋转该控制器来改变闭环系统的负零点个数,以适应非最小相位系统的控制需求。仿真结果表明,与线性PID控制器相比,本文方法在减小负调幅值的同时缩短了系统调节时间,较好地解决了非最小相位的控制问题。     

不确定非完整AGV的自适应反演滑模控制

提出了一种(2,0)型受非完整约束的自动导向车( AGV)的轨迹跟踪控制方案.该方案针对AGV复杂非线性动力学系统,应用输入—输出非线性反馈控制进行线性化,针对AGV的模型参数不确定性和外部未知干扰,结合从执行器输出的总体不确定动力学模型,采用基于李亚普诺夫方法设计的自适应反演滑模控制器进行伺服补偿,保证系统稳定和渐近...     

非线性系统神经网络输出稳定控制器的设计

针对一类非线性系统,以线性化后的布鲁诺标准型为新被控对象,提出一种基于李雅普诺夫定理的神经网络稳定控制器。该非线性控制器采用神经网络补偿的方式来抵消外界干扰的不利影响,减少系统达到平衡状态的时间。分析了系统的稳定性,并将该方法应用到单机无穷大电力系统中,仿真结果验证了该控制器在非线性系统稳定性控制中的有效性。     

相关度为1时非线性切换系统的稳定化

对一般(非切换)系统,在零动态稳定的条件下,容易实现系统的稳定化.本文将此结果推广至切换系统.即当各子系统具有相同相关度1且在零动态不稳定情形,讨论切换系统在任意切换下以及某种切换率下的稳定化问题.通过变换方法分别给出非线性切换系统在任意切换下和某种切换信号下稳定化的充分条件.     

基于T-S型模糊系统的复杂系统镇定控制器

针对局部可用非线性系统描述的复杂系统问题,基于T-S(Takageno-Sugeno)模糊模型,给出了一种设计非线性镇定控制器的方法.该方法所依赖的稳定性假定只涉及其中一个特定的模糊子系统和隶属函数的选取,而模糊规则库中的隶属函数可以依照一个明确的方向选择,所得到的非线性控制器依赖于隶属函数的选取,保证了全局模糊逻辑系统渐近稳定.通过仿真验证了该非线性控制器的有效性.     

基于神经网络的非线性前馈补偿广义预测自校正控制器

采用多层前馈网络结构进行动态建模,并用Ｄａｖｉｄｏｎ最小二乘法作为在线学习算法,将辨识后得到的模型进行线性化．基于线性化模型设计广义预测控制器。将其与非线性前馈相结合,建立了一种适合于非线性系统的前馈补偿广义预测自校正控制器．仿真结果验证了本控制器对非线性系统控制的有效性     

TCSC的非线性逆推设计

针对带有TCSC(ThyristorControlledSeriesCompensation)的单机无穷大总线系统的非线性二阶模型,使用逆推方法设计了TCSC的非线性控制器·基于逆推设计方法,无需对原系统进行线性化,并能保证闭环误差系统在Lyapunov意义下渐近稳定·当系统存在常参数不确定性,例如阻尼系数不能精确测量的情况下,应用自适应逆推方法还可以设计一个动态反馈控制器,其中含有对未知参数的实时估计·设计过程表明逆推方法设计的控制器拥有更优越的性能·     

基于Lyapunov方法的卫星非线性姿态控制

为研究卫星的非线性姿态控制器设计问题,首先给出了带有非线性耦合项以及环境干扰力矩项的卫星姿态动力学方程,然后基于Lyapunov理论设计了一个新的姿态控制器。该方法克服了由引力梯度力矩项引起的控制系统设计的困难,保证了在引力梯度力矩影响下的姿态控制系统的Lyapunov稳定性,同时可通过选择一个参数使系统状态尽可能接近平衡位置。对卫星的姿态动力学模型没有进行线性化及解耦处理,而是保留了模型中小角度所引起的二阶小量,从而保证了姿态控制精度。仿真结果验证了该控制器的有效性。     

催化裂化装置的非线性预测控制

基于反馈线性化方法,提出了一种有输入、输出约束条件的多入多出非线性系统的预测控制方法。催化裂化装置(FCCU)的反应再生部分是一个典型的非线性系统,基于FCCU的机理模型,采用该控制方法设计了非线性预测控制器,并对其跟踪能力和稳定性进行了仿真分析。仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的跟踪性能和稳定性。     

输入受限非线性系统的自适应零误差跟踪控制

针对非线性系统面临的不确定动态、未知外部扰动和输入受限问题，提出了一种考虑输入饱和的零误差跟踪控制器。首先将系统的未建模动态和外部扰动综合为有界的“总扰动项”，进而设计控制律和自适应律补偿这一扰动项，使跟踪误差渐进收敛至零而不仅仅收敛至有界的紧集内。相比于传统的考虑不确定动态和外部扰动的非线性控制方法，所提控制方法的控制器结构更加简单，跟踪精度更高。此外，通过设计辅助误差补偿系统，使得控制器能较好地应对输入饱和情形，在饱和情形消失后，补偿信号能够渐进收敛至零。最后，通过仿真验证了所提方法的有效性。     

一种非最小相位系统前馈控制器设计

讨论了对非最小相位过程，设计一种抑制可测周期扰动和跟踪周期设定值的新型前馈控制器。这种控制器给出了避免非最小相位过程零极点对消的有限脉冲响应滤波器。在过程存在不确定性时，在周期信号作用的频率域内根据过程的频率响应，设计了有效的控制器。     

一类非线性广义系统的状态反馈控制

针对状态空间为非最小相位的非线性广义系统的控制问题,首先利用算法求得非线性广义系统的状态空间实现,构建一个等价于原输出函数的综合输出函数,由此可任意配置非线性广义系统的状态空间实现的传输零点,使该状态空间实现为最小相位的;再对所得到的最小相位系统实施状态反馈控制,实现对非线性广义系统的状态反馈控制.并将此法应用到Logistic增长的SIR传染病模型上,以达到最终消除该传染病的目的.仿真结果表明所提方法可行有效.     

超空泡航行体最优控制建模与仿真

基于空泡独立膨胀原理分析了超空泡航行体在小机动条件下空泡轴线的偏移,详细计算了航行体各部分流体动力,建立了超空泡航行体纵向运动非线性动力学模型.针对该模型存在严重的动态耦合与操纵耦合,利用精确线性化方法进行了解耦处理,进而设计了最优控制器,实现了对航行深度的渐进跟踪控制.仿真结果表明:该控制系统能够有效地跟踪深度信号,具有良好的控制品质;航行体能稳定在空泡内而不与空泡壁面接触.      

含弹性索的绳牵引并联机构的动力学和末端轨迹控制

为了能为实际应用提供更多的机构构型选择及更有效地研究机构动力学和轨迹控制问题,以2索(一索为弹性索;另一索为普通无质量无弹性刚性索)牵引末端执行器实现2个方向平动运动的2T机构为例,研究其动力学和末端轨迹控制问题.首先,在末端执行器运动方程的基础上,推导机构系统的逆动力学公式,给出机构动力学系统的状态空间表示及体现其具有微分平坦性的非正式表达;接着,利用非线性控制理论的线性化过程严格证明该微分平坦性,并获得微分平坦输出量和微分同胚于机构动力学系统的拥有Brunovsky正则形式的线性化和解耦化的等价系统;最后,通过针对该等价系统设计外环线性状态反馈控制器,实现末端执行器的渐近稳定轨迹跟踪,并进行实例控制仿真研究.结果表明:控制仿真可实现末端轨迹渐近稳定跟踪,稳定之后的跟踪误差值为0;但在稳定之前存在轨迹跟踪误差和振荡时间,这可通过优化反馈控制增益或修正反馈控制器来改善.     

ALSTOM气化炉的适应性非线性控制

针对ALSTOM气化炉控制基准问题,结合输入输出约束,设计了一种适应性非线性控制器。该控制器以反馈线性化的思想处理非线性,并将耦合和未知扰动等均视为外扰进行观测和补偿,从而具有结构简单,控制参数物理意义明确,强适应性和抗干扰性的特点。动态测试结果表明,基于非线性模型的适应性非线性控制,优化后的系统满足所有的控制要求;负荷从50%增加到100%时,能迅速跟踪负荷变化,并对于煤质扰动具有一定的适应性。     

发电机励磁系统的非线性控制研究

本文应用直接反馈线性化理论，为发电机励磁系统设计了非线性控制器，解决了电力系统的非线性特性在励磁控制器设计上的困难，使实现线性化的过程比微分几何法更加简捷．清晰．在此基础上，通过合理的实用化过程，使所设计的非线性励磁控制器达到了分散控制的要求，便于工程实现．用双ＣＰＵ系实现的微机非线性励磁控制器，对电力系统结构和工况的变化均具有很好的鲁棒性，为提高电力系统的标态稳定和暂态稳定水平提供了新的有效的控制手段．