基于闭环的卫星驱动机构半物理仿真试验台系统设计

卫星帆板驱动系统半物理仿真试验台,是一套闭环、实时、硬件在回路仿真系统,用于模拟空间环境下太阳电池阵动力学特性对驱动机构的影响。与传统的惯量轮考核以及离线数据在线加载的考核方式相比,该系统能够反应驱动机构与太阳电池阵的耦合特性,该闭环仿真思想在卫星驱动机构试验台上属首次实现。本文给出系统原理、组成、方案以及动力学模型。     

磁悬浮轴承的H∞控制:LMI方法

研究了具有参数不确定性的主动磁悬浮系统的控制问题.对系统模型的参数不确定性进行了分析,并把其归结为标准的H∞设计问题.综合考虑系统的稳定性和调节时间等指标,采用具有闭环区域极点约束的最优H∞状态反馈控制器设计方法,使用线性矩阵不等式(LMI)方法对其进行求解.仿真结果表明,闭环系统在所考虑的参数不确定范围内具有鲁棒稳定性和良好的时域性能指标.     

二阶动力学系统的P-D反馈鲁棒极点配置

考虑二阶动力学系统中比例加微分反馈的鲁棒极点配置问题,即求取一比例加微分反馈控制器,在满足闭环系统特性要求的前提下,使得闭环系统特征值关于参数摄动具有最小的灵敏度.基于特征结构配置参数化结果,该问题可转化为含有约束条件的优化问题.给出求解该控制问题的算法,直接基于二阶动力学系统原型,只涉及n-维矩阵计算,便于工程应用.三级质量弹簧系统的仿真表明所提方法的有效性.     

两种非线性鲁棒PID控制器

针对非线性船舶航向保持系统,给出一种基于精确反馈线性化和闭环增益成形算法的非线性鲁棒PID控制器,该非线性PID控制器由非线性函数项和鲁棒PID控制器组成。另外,还给出一种完全基于闭环增益成形算法的非线性鲁棒PID控制器,其包含了具有定时功能的开关元件,两种非线性PID控制器在提高系统鲁棒性能的基础上,简化了控制器设计,从仿真结果可以看出,航向保持效果良好。     

基于极点配置的质量-弹簧-阻尼系统状态反馈控制

针对质量-弹簧-阻尼系统,首先建立其模型,分析稳定性与动态响应过程。然后,利用Matlab相关函数对控制系统进行了闭环极点的任意配置,求取状态反馈控制器增益,使闭环系统控制性能如动态性能指标达到期望的要求,最后给出了具体应用的仿真结果。     

基于观测器输出反馈奇异时滞系统的同时H_∞控制（英文）

讨论了单个控制器同时镇定一组时滞奇异系统的问题.通过引入Lyapounv-Krasovskii泛函,给出所设计的同时镇定控制器的充分条件,保证了奇异时滞闭环系统的正则、无脉冲、稳定且具有H∞性能.利用基于观测器的状态反馈和状态反馈控制相结合的方法得到闭环时滞奇异系统同时H∞控制的充分条件,明确地给出了输出反馈控制律的表达式.所得控制器可由一组线性矩阵不等式求解得出,避免了矩阵分解.最后,由仿真算例说明该方法的可行性.     

非线性时滞系统状态反馈跟踪控制

针对一类严格反馈非线性时滞系统,采用反推(backstepping)技术,提出了一种状态反馈跟踪控制器的设计方案.采用占有(domination)方法处理系统的非线性时滞函数.在系统非线性函数满足Lipschitz条件的假设下,实现对给定参考信号的全局渐近跟踪,并保证了闭环系统所有信号一致有界.通过构建一个Lyapunov-Krasoviskii泛函,证明了闭环系统的稳定性.最后,通过一个仿真实例说明了所提方案的可行性.     

Simulink自带永磁同步电动机模型矢量坐标变换分析与国产化改造

分析了Simulink自带永磁同步电动机模型的内部结构与矢量坐标变换关系,给出其对应的模型.提出对自带PMSM模型进行国产化改造方法,建立磁场定向SVPWM双闭环仿真系统,对比仿真证明了改造方法的正确性.     

扩充响应曲线法的递推求解及其在温度自适应控制中的应用

对扩充响应曲线法(ERCM)进行改进,提出的ERCM开环递推求解算法,简化了PID参数的整定过程.在PID零极点不变的基础上,将开环递推整定算法引入闭环系统中,实现了PID自适应控制.仿真与温度控制实验表明,改进的算法具有较好的鲁棒性和实用性。     

一类非线性时滞系统时滞依赖干扰抑制

针对一类范数有界非线性不确定状态时滞系统,讨论其时滞依赖干扰抑制问题,得出了相应的LMI判据,通过设计的时滞依赖有记忆状态反馈控制律,可保证闭环系统的鲁棒稳定性且能优化二次型干扰抑制水平,当时滞较小时,具有较小的保守性,计算机仿真算例表明了该方法的有效性．     

MATLAB仿真软件在直流调速系统教学中的应用

针对电力拖动自动控制系统课程的教学特点,基于双闭环直流调速系统的设计,介绍了MATLAB仿真软件的应用.为了更贴近工程实际,在MATLAB环境下,建立了基于电气元件模块的仿真模型.通过仿真,不仅验证了理论设计方法的有效性,同时也培养了学生理论分析和工程设计的能力,为电力拖动自动控制系统课程的教学提供了一种新的思路和方法.     

双通道继电特性及其应用——SISO情形

研究了SISO系统中引入双通道继电特性后的单位反馈闭环系统.基于描述函数法和Nyquist稳定判据给出了该系统极限环振荡的存在条件和稳定条件.建立了极限环振荡信息与前向通道频率特性的关系.在此基础上提出了双通道继电反馈方法的两种应用,即提取过程多象限多点频率特性和控制系统操作性能的闭环监测.仿真取得了非常好的结果,表明所提出方法的有效性.     

离散广义系统的因果性

通常具有非因果性的离散广义系统在物理上是无法实现的,但实际系统中往往存在这种情况.本文首先讨论离散广义系统具有因果性的充要条件.然后针对不具有因果性的离散广义系统,证明存在状态反馈控制器和输出反馈控制器使闭环离散广义系统具有因果性的充要条件,并采用构造性方法分别针对rank(B)=r和不限制矩阵B秩的两种情况,给出状态反馈控制器和输出反馈控制器的设计方案,确保闭环离散广义系统具有因果性.     

基于PI控制器的HSTCP主动队列管理

HSTCP是一种适用于高带宽网络的拥塞控制机制.建立一种适用于HSTCP和AQM反馈控制系统的流体流模型,基于该模型分析闭环系统稳定性,并得到PI控制器参数的确定方法.仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于RBF神经网络的免疫控制器结构

从T细胞介导的免疫过程出发，通过对其数学模型的简化，利用RBF神经网络构造了一种基于生物系统免疫反馈机理的控制器．该控制器以正反馈模拟免疫激励，提高了系统的快速性；以负反馈模拟免疫抑制，增强了系统的稳定性和鲁棒性．文中对于一类仿射非线性系统证明了其作为控制器时的系统闭环稳定性．仿真实验表明，该控制器对系统的噪声具有很好的抑制能力．     

非线性时滞不确定系统的保性能控制

叙述了一类给定线性二次性能指标函数的中立型非线性参数不确定系统的保性能控制问题．这些参数的不确定性是实时变范数有界的,并且状态时滞是一个常量．问题就在于设计一个使闭环系统渐近稳定,且对于所有允许的不确定性和时滞,闭环系统线性二次性能指标都不超过一个给定的上界的状态反馈控制律．基于线性矩阵不等式,Lyapunov方法给出了控制器存在的两个判据．最后给出了一个仿真示例说明该文方法的有效性．     

一种非线性直升机系统的有限时间镇定

针对一个具有多输入、强耦合、非线性的CE150直升机系统,给出了一种有限时间
控制方案. 该方案首先将整个直升机模型看作一个级联系统,通过坐标变换并采用基于限时间
控制的嵌套饱和方法分别对两个子系统进行有限时间镇定;然后验证前向一致性,保证了整
个闭环系统的全局有限时间镇定. 仿真结果表明,该方案不但有效而且具有更好的收敛性和
鲁棒性.     

一类多变时滞不确定系统的自适应鲁棒镇定

研究一类多变时滞不确定系统的鲁棒自适应镇定问题,假定时滞不确定性满足不匹配条件且上界值是未知的。结合线性矩阵不等式和Lyapunov-Krasovskii型泛函设计出了一种无记忆自适应状态反馈控制器,并证明此控制器使得闭环系统最终一致有界;仿真例子说明了结论的有效性。     

基于非光滑控制的一类不确定非线性系统的输出调节

针对一类具有不确定性的非线性系统的输出调节问题,通过坐标变换将其转换为镇定问题,利用外系统信息设计出具有误差项的线性内模,引入非光滑分析理论和动态面法,结合Backstepping设计方法和Lyapunov法给出了状态反馈的非光滑控制器,避免了Backstepping设计方法中所存在的"虚拟控制必须为光滑函数"问题,所提出的控制器能够实现整个闭环系统的信号均一致最终有界且跟踪误差可以保证在预设的任意小范围内,数值仿真结果表明所提出的非光滑控制器的有效性。     

基于LMI的一类非线性不确定状态及输入时滞系统的鲁棒H∞控制器设计

考虑了一类状态及控制具有非线性不确定时滞的系统,应用线形矩阵不等式(LMI)方法给出了它的鲁棒H∞控制器设计方法.应用Lyapunov稳定性理论得到相应的LMI,通过对其求解得到既能使闭环系统鲁棒镇定又能保证闭环系统鲁棒H∞性能的控制器.