三自由度直升机模型鲁棒控制器设计

鲁棒性是直升机的重要性能指标.针对三自由度直升机模型设计了基于线性二次型调节器(LQR)和模糊逻辑的鲁棒控制器.该控制器从控制率出发,首先采用LQR控制器来确保直升机模型的静态性能,然后设计积分切换函数与滑模切换控制分量来增强系统的抗干扰能力,接着采用模糊逻辑调整控制律以达到最佳效果.实验结果表明该策略具有较强的鲁棒性...     

一类约束线性切换系统的滚动优化控制

针对具有任意切换序列的约束线性切换系统,提出一种切换控制律的滚动优化设计方法.利用共同控制Lyapunov函数构造一个解析的无约束切换状态反馈控制律.基于滚动优化原理进行切换控制律的滚动优化再设计,使之满足系统约束和优化性能指标.利用共同控制Lyapunov函数的性质,在理论上证明所提切换控制律的渐近稳定性、逆最优性和共同扇形裕度(0.5,∞),并用数值仿真验证了结果的有效性.     

倾转旋翼机切换鲁棒控制器初始化研究

为提升跟踪控制下的线性切换系统瞬态性能,采用控制器初始化方法,通过闭环切换系统输出性能指标的最小化,获得切换控制器最优初始化映射,给出了简化最优初始映射的求解方法. 采用多Lyapunov函数的方法,证明了闭环切换系统的输入状态有界性,给出了初始化切换系统渐近稳定条件. 依据倾转旋翼机纵向运动模型以及所选取的被控对象平衡状态点,采用鲁棒控制器设计方法设计了相应控制器,并对跟踪控制下的切换控制器初始化控制效果进行了仿真验证.      

飞机防滑刹车系统变结构控制抑制抖振方法研究

采用变结构控制方法设计了飞机刹车系统控制器,并采用Ambrosino切换函数法和改进指数趋近律法来抑制抖振.根据滑移率不变的控制目标设计了变结构控制的滑模面,并完成了变结构控制器设计.研究了Ambrosino切换函数抑制抖振的方法,改进指数趋近律以提高飞机刹车系统的快速性和稳定性的问题,并将两种方法作了比较.     

基于嵌入式单片机的模数转换精度提高技术及算法

运用嵌入式单片机的内置模数转换(ADC)进行模数转换时,为了提高其转换精度或分辩率,提出了通过多级切换ADC参考电压的方法,研究设计了实现模数转换分辨率成倍提高的处理电路,分析和推导了其实现过程和算法,理论上实现转换精度提高n倍,并以嵌入式单片机PIC18F45K80的内部模数转换模块为操作对象,以提高转换精度到4倍为预期目的﹒实验数据表明:不采用该精度提高技术的模数转换平均误差接近采用该技术的平均误差的4倍,即采用该技术所得转换精度提高达4倍,与预期一致﹒     

基于DSP的高精度智能电液伺服控制器的设计

采用了32位定点DSP TMS320F2812为核心处理器,在外围设计上采用高精度集成电路,进行高精度电液伺服控制器的硬件设计,并扩展其RS232与CAN总线通信功能.针对电液伺服系统的非线性,将PID控制与模糊控制相结合构成模糊PID复合控制,在切换点建立合理的模糊切换函数,在过渡区域使用基于切换函数的算法进行平滑切换,避免了由两种控制器算法的改变导致系统的不稳定.实际的测试与应用表明,这种复合控制具有更快的动态响应特性,更小的超调,同时又比模糊控制具有更高的稳定精度.     

基于优化列车模型上的多模软切换的高速列车速度控制

针对高速列车速度控制的快速性、精度以及多模态切换控制的振荡等问题,提出一种基于T-S型模糊加权的多模软切换控制方法.在建立高速列车运动学模型的过程中,结合真实的列车参数进行了模型参数寻优设计;传统的单质点模型不考虑列车长度,在变坡点会出现较大的速度计算误差,因此结合真实的线路数据提出了附加阻力优化计算方法.再采用T-S型模糊推理对模糊控制、模糊PID控制及PI控制进行软切换控制设计.根据分析结果可知,附加阻力优化计算方法有效地提高了变坡点附近受力计算的精度,减小了速度控制的误差.针对优化后的列车模型所设计的多模软切换控制在兼顾多种控制方法优点的同时,克服了切换控制的振荡问题,提高了高速列车速度控制的精度和舒适度.     

基于混杂切换方法的离散切换系统状态反馈H∞控制

利用时变Lyapunov函数考虑离散切换系统的H∞控制问题.针对每个子系统都不稳定的问题,设计了一个同时依赖状态和时间的切换律.在该切换律下,得到了系统稳定性、l2增益性能及控制器设计的条件.当没有驻留时间约束时,该方法就退化为最小切换,故所提方法为离散切换系统的分析提供了更一般的框架.此外,去掉了对每个子系统的H∞控制问题可解性的要求.     

不确定仿射非线性系统H∞鲁棒混杂控制

针对受内部及外部扰动影响的仿射非线性系统,使用切换技术及多Lyapunov函数方法构造出不连续状态反馈控制器,同时设计切换律,使得对于所有允许的不确定性,相应的闭环系统渐近稳定又具有指定的L2增益.主要条件以一组偏微分不等方程给出,其中纯量函数的引入使得不等式组比通常的Hamilton-Jacobi不等式更具有可解性.该方法将一般系统的H∞控制问题转化成了某个切换系统的H∞控制问题.这种混杂状态反馈控制方法对系统参数变化具有很强的鲁棒性.     

传输时延和数据包丢失的网络化系统预测控制

针对具有传输时延和数据包丢失的网络化系统研究了有约束模型预测控制问题。考虑网络控制系统中同时存在时延和丢包的情况,给定时延和丢包的上界值,用预测控制器产生的对应时刻的控制输入补偿网络时延和数据包丢失,通过建立时延状态矩阵将系统模型进行分类并视为切换系统,并通过构造切换Lyapunov函数证明了切换系统的稳定性。为了在提高系统性能的基础上减少计算量,利用部分滚动优化方法进行控制器设计,给出了性能指标的上界和系统渐进稳定的充分条件,通过在线求解LMI问题得到状态反馈控制律。仿真研究验证了该方法的有效性。     

基于切换器的航空动力装置加减速控制方法

加减速控制是航空动力装置控制器设计的重点和难点。针对该问题,设计了一种基于切换器的航空动力装置加减速控制方法。在稳态控制器的基础上,分别设计了基于转速加速度和基于油气比的闭环加减速燃油控制算法。在设计中考虑作动器的影响,通过切换器将组合加减速控制规律作为稳态控制规律的限制条件,实现控制规律间的平滑过渡。此外,在控制器中添加了限制保护,防止动力装置在过渡过程中出现超温、超转等异常现象,并使用了抗积分饱和算法。该方法在电子控制器上实现。试验结果表明,该方法能够有效地实现单轴涡轮喷气发动机的加减速控制,控制过程平顺,满足发动机性能要求,具有较强的工程实用性。     

全程优化增益调度控制

提出了一种全程优化增益调度控制策略。与常规ＰＩＤ（比例－积分－微分）调节器相比，它具有适应性强和调节品质好等优点。给出了该控制策略的工作原理和设计方法，以及用于发电机励磁系统的仿真实验结果。     

反馈控制系统中调节器的优化设计

本文利用单纯形优化设计方法设计反馈控制系统的调节器.以可控硅双闭环直流宽调速系统为例,提出了优化设计中边长的选择及限幅非线性的处理方法.实例系统优化设计仿真结果与实测性能基本一致,其设计方法适用于带调节器的一般反馈控制系统.     

恒压供水装置嵌入式控制MBD方法

变频恒压供水装置目前在新型舰船上获得广泛应用,普遍采用进口PLC作为其控制器.为了研制拥有自主知识产权的嵌入式控制系统,本文提出一种基于模型设计(MBD)的变频恒压供水装置嵌入式控制系统快速开发方法.首先通过实验辨识建立与真实变频机组特性基本一致的数学模型;其次在Simulink统一仿真环境下根据模型设计开发模糊自适应...     

某型飞机地面压力加油控制面板舱的优化设计

根据控制盒，预检开关以及飞机的实际结构，采用优化设计的方法，建立了压力加油控制面板舱优化设计的数学模型，以参数型惩罚函数形成了增广的目标函数，确定了控制面板舱的优化设计参数，得到了优化设计方法，此方案已应用到飞机的实际结构改装之中。     

考虑环境温度和功率的燃气轮机进口可转导叶控制策略优化

针对联合循环中燃气轮机变工况运行时排气温度控制这一重要环节,以某型联合循环燃气轮机为研究对象,介绍了燃气轮机进口可转导叶(IGV)温度控制的作用和原理.在变负荷和环境温度扰动2种变工况的情况下,对比分析了纯反馈、单前馈-反馈和双前馈-反馈3种不同IGV温度控制策略的燃气轮机性能参数动态响应过程.结果表明:相比于其他控制策略,采用负荷和环境温度的双变量前馈-反馈控制策略在变负荷和环境温度扰动时具有更好的控制效果.     

高精度热处理控制系统

论述了扭杆热处理控制系统的工作原理、电阻炉的数学模型、控制程序的ＰＩＤ算法，分析了等周期开关调动模块的特点及设定参数的输入与显示方法．试验结果表明，炉温曲线恒定段的精度已达０．２％．     

高速水稻插秧机仿形系统控制方法

研究了一种高速水稻插秧机电液控制仿形系统.对于仿形过程的升降和中立两个阶段,提出将力位切换的控制方式运用到插秧机仿形系统的设计上来.根据仿形系统在不同阶段的性能要求,分别运用M atlab/Simulink软件建立了仿形系统在升降阶段的位反馈式控制模型和中立阶段的力反馈式控制模型以及二者切换时的力位切换控制模型.并且,为了提高仿形系统的控制性能,采用模糊PID算法来对系统进行控制.仿真研究表明,仿形系统采用模糊PID控制可以显著地提高其在不同工作阶段的控制性能.     

DC-DC变换器的滑动模控制及其动态品质

以Buck变换器为例论述利用滑摸变结构理论分析、设计DC—DC变换器的方法，讨论以期望输出电压为依据的切换面S(x)设计问题，并对滑动摸态上的动态品质进行分析，推导出到达时间的计算公式，为DC—DC变换器的控制器设计提供理论依据．