条件作用技术在PID抗饱和补偿控制器中的应用

为解决严重影响系统的闭环性能的执行器饱和现象,提出一种将条件作用技术与普通PID控制框架相结合的,新的抗饱和设计方法通过引入条件作用技术中的可行参考输入的概念,设计PID(比例-积分-微分)控制框架中的抗饱和补偿控制器.经仿真结果表明,条件作用技术简化了PID控制框架中的抗饱和补偿控制器的设计,并从根本上消除了整个PID控制系统的积分饱和现象.     

条件技术在控制模式切换中的应用

工业过程控制中存在着各种控制模式,在各种控制模式之间的切换会使系统产生饱和现象,影响系统的性能。通过在具有控制模式切换的系统中引入条件技术的可行性参考输入的概念,设计抗饱和控制器,减小由于模式切换过程产生的对被控对象产生的阶跃影响。通过仿真证明了所设计的抗饱和控制器缩短了系统输出的调节时间,削弱了由于模式切换对被控对象带来的阶跃影响,使整个控制系统具有明显的抗饱和效果。     

积分对象的预测函数控制及其性能分析

基于过程脉冲响应设计预测函数控制器,针对积分过程输入端受到干扰后难以跟踪设定值的缺点,运用最优控制思想设计抗干扰控制器,所设计系统具有双自由度的控制结构.所提算法能同时适用于反向响应积分对象和大时间滞后积分对象的控制.仿真实验表明,该方法对过程参数摄动具有良好的鲁棒性及抑制外界干扰的能力.     

基于线性矩阵不等式的动态反馈抗饱和补偿设计

将非线性环节嵌入线性控制器的互质因子中，提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的动态反馈抗饱和补偿设计方法。这种设计方法将饱和系统中控制器输出与被控对象输入不匹配值的L2范数作为优化性能指标，使得系统在饱和时的能量得到迅速补充，并兼顾系统的稳定性。这样，抗饱和控制器的设计方法就转换为寻找LMI中变量次优解的问题。通过实验仿真，验证了这种方法的实用性与优良的控制性能。     

双重积分时滞对象的最优抗干扰设计

针对具有时滞的双重积分对象，提出了两种新颖的二自由度控制结构．对于给定点跟踪控制器：一个是采用鲁棒H2最优控制性能指标设计；另一个是采用常规的微分控制器，它们均在对象输入和输出端之间设计相同的负载干扰抑制闭环，通过提出期望的闭环余灵敏度函数的方法来反向确定扰动观测器，并给出了负载干扰抑制闭环保证鲁棒稳定性的充要条件．该方法可以直接用于抑制工业单积分时滞过程中的斜坡型负载干扰信号．仿真实例验证了本方法的优越性．     

针对不稳定对象的三自由度内模控制

针对部分内模控制（Partial Internal Model Control）仅有一个可调节参数，性能调节不明确，调节范围小等不足，提出部分内模控制与三自由度内模控制相结合的控制器设计方法.理论分析和仿真结果表明，这种方法对存在干扰和模型失配的不稳定对象具有调节参数明确，控制效果好，调节范围明显增大的优点.     

基于气动装置神经网络模型的anti-windup控制器设计

为提高气动系统的控制效果,以Levenberg-Marquardt算法训练多层前馈神经网络,建立了一气动装置的神经网络模型并推导出ARX模型.基于气动装置的ARX模型,采用Ragazzini方法设计了anti-windup控制器.实时控制结果表明,所设计的控制器有效地克服了控制死区和阀的饱和效应,实现了对该气动装置快速和高精度的控制.     

考虑执行器饱和补偿的移动机器人自适应积分滑模控制

针对存在执行器输入饱和约束、模型参数不确定性以及外部扰动等因素影响下的移动机器人跟踪控制问题,提出一种考虑执行器饱和补偿的移动机器人自适应积分滑模控制方法。利用双曲正切函数对执行器输入饱和约束作近似处理,并将系统动力学模型表示为仿射系统形式。将执行器输入饱和约束的近似处理误差、模型参数不确定性以及系统外部扰动扩张为一个新的状态,进而设计扩张状态观测器对系统总和扰动进行估计,在此基础上设计系统自适应积分滑模控制器,从而改善普通滑模控制中抖振突出的问题,保证系统的跟踪控制性能。对所提控制方法进行了仿真验证,结果表明,所提控制方法在执行器输入饱和约束、模型参数不确定性以及外部扰动等因素影响下能够保证跟踪误差快速稳定收敛。     

一种采用条件技术的抗饱和补偿控制器

将条件技术的抗饱和设计方法应用在以状态空间形式表示的系统中,通过引入条件技术的可行性参考输入的概念,设计抗饱和补偿控制器.经仿真结果表明,所设计的控制器能使整个控制系统具有明显的抗饱和效果;条件技术下的可行性参考输入也与实际的阶跃输入信号非常接近,并在很短的时间内就能达到完全一致,整个系统就不会感觉到由于改变参考输入信...     

用于多电压域设计的双向全摆幅电平转换器

提出了一种无静态漏电流的高性能电平转换器．与现有的电平转换器不同,此设计能够在无静态功耗的情况下,将阈值电压转换为全摆幅输出,只要输入电平高于输出端电压域的NMOS的阂值电压即可正常工作,并且具有更短的传播延时和更低的动态功耗．此设计具有通用性,其电平转换范围仅受限于半导体工艺．针对40nm工艺实现了该电平转换器电路,并且用SPICE模型进行了仿真．仿真结果显示：该电平转换器能够在无静态功耗的情况下,将0．9V的输入电平转换为输出端电压域的工作电平1．8V,传播延时仅为200ps．     

抗饱和性能评价标准的研究

围绕饱和现象发生的本质,以条件作用技术抗饱和方法为例得出抗饱和性能优劣的最终标准应该是控制器的输出与被控对象的输入是否重归连续．     

时延下比率遥操作系统稳定性与性能折衷策略

通过系统动力学和二端口网络建模,采用通用控制结构,定义了时延下比率遥操作系统的理想性能,得出了实现理想性能的主从系统控制参数必须满足的约束条件.基于莱威林二端口网络绝对稳定性准则,在实现理想性能的策略基础上调节主从系统阻抗,导出了在操作者和环境无源条件下使用三通道结构实现时延比率系统的绝对稳定性与保持性能折衷的控制策略.通过仿真提出了用变阻尼来增强系统性能的改进方法.仿真结果表明了本策略的有效性.     

一种新的主动队列管理拥塞控制策略

通过对主动队列管理非线性模型进行线性化处理，并在此基础上采用延时反馈系统控制理论，提出了一种基于延时反馈的AQM策略，评估分析了该策略的稳定性和网络性能的优化。仿真结果表明，这种新的拥塞控制策略对抑制网络拥塞有明显效果，能够显著提高网络性能。     

网络化受限控制系统的镇定与L2增益分析

针对含执行器饱和网络化控制系统,研究其镇定问题与L2增益分析．鉴于网络诱导时滞的存在,将网络化控制系统建模成舍时变输入时滞的受限控制系统．利用Lyapunov—Krasovskii方法和广义系统变换,得到了保证系统稳定的时滞依赖充分条件．在此基础上,设计了状态反馈控制律,使得相应的闭环系统内稳定且具有受限的L2增益性能．最后,用一个数值仿真例子验证了方法的有效性．     

基于观测器的长时延网络控制系统设计

该文针对存在时变有界长时延的网络控制系统，讨论了具有时延补偿功能的状态观测器以及状态反馈控制器的设计方法。状态观测器根据控制器接收数据包的情况在开环预测和闭环预测两种模式之间切换，以补偿时延的影响。控制器的输入采用观测器的预测状态，从而将系统建模为一类具有多个子系统的离散切换系统。在此基础上，给出了状态观测器与控制器协同设计的方法。仿真结果表明：该文提出的设计方法能够比未采用补偿策略的方法取得更好的控制性能。     

长时滞网络控制系统的随机稳定性研究

对网络控制系统中的短时滞、长时滞、均方指数稳定和随机稳定作了定义，完善了长时滞网络控制系统的数学模型，设计了长时滞网络控制系统在状态反馈下的随机最优控制器，并证明了该最优控制律可使网络控制系统均方指数稳定和随机稳定．最后以不稳定的倒立摆为对象进行了仿真研究．仿真结果表明了本文方法的正确性和有效性．     

延迟时间未知的时延系统神经网络补偿控制

提出了延迟系统及延迟时间参数的神经网络辨识方法。改变神经网络输入样本区间,利用网络输出期望值与输出实际值之间的误差平方和产生的突变,可以辨识出非线性对象的延迟时间。将神经网络大延迟系统的辨识与基于模型补偿的控制策略相结合,可以用于具有变化参数或者不确定性延迟时间的大延迟系统的控制。仿真结果表明这种神经网络模型补偿延迟系统控制具有很好的控制效果,它是大延迟控制中克服延迟时间变化的很有希望的方法。     

Aloha-LPD:一种用于水声通信网的MAC协议

为了减小长传播延迟对水声通信网性能的影响,在传统Aloha协议的基础上,借鉴CSMA协议载波侦听的思想,提出了一种用于水声通信网的MAC协议Aloha-LPD.利用水声通信的长传播延迟,采用半双工的通信方式,增加节点等待ACK回复帧过程中接收数据帧的机制,使一个节点同时与多个节点无冲突地通信.通过OPNET建立仿真模型,分析结果表明,与传统Aloha协议和基于RTS/CTS握手的协议相比,Aloha-LPD协议能够提高网络吞吐量,减小网络的端到端延迟.水声传输信道的长延迟是水声通信网性能的一大瓶颈,但如果能合理利用,也能改善水声通信网的性能.     

面向高速对等网应用的拥塞控制机制

为改善现有拥塞控制机制在高速网络中带宽利用率偏低、稳定性不高和更好地应对急剧增长的对等网(P2P)应用流量,提出了一种以FAST为基础,应用大规模网络测量和模糊控制技术的拥塞控制机制.该机制利用分布在网络中的测量设施周期性获取网络状态信息,指导端系统选择适当的控制参数.单个和多个链路瓶颈条件下的仿真实验均表明,本文拥塞控制机制能够在高带宽时延积网络中获得更高的带宽利用率和稳定的排队时延,很适合于P2P等数据传输量大、连接持续时间长的流量的拥塞控制.     

基于模糊控制的Smith预估器的改进研究

针对于燥系统具有不确定特性、大滞后的特点，提出了一种将模糊PID与模糊Smith预估器相结合的控制策略，实现了PID参数和Smith预估器滤波时间常数的在线整定，获得了比模糊PID控制、模糊Smith预估器控制更好的控制效果。仿真结果也证明了这一点．