飞机姿态角稳定系统的标准系数法研究

基于标准系数法应用研究结果,对某型飞机纵向通道俯仰角稳定系统、横向通道倾斜角稳定系统和航向通道内的航向稳定系统进行了标准系数法应用研究。采用标准的数法设计PID控制器,能确切地给出系统的过渡时间和超调量,可以根据不同的航道参数的计算多回路控制参数,可以离线地计算出多个典型航道控制器参数。仿真结果表明应用标准系数法对飞机姿态角稳定系统进行设计是有效的。     

航空发动机多回路切换输出反馈控制的极点配置方法

通过利用极点配置的方法对多回路切换控制系统设计H∞输出反馈控制器。从复平面的一类凸区域的性质推导出控制器存在的充要条件,且以线性矩阵不等式的形式给出。最后,将设计方法运用到航空发动机多回路切换控制系统中,通过仿真可看出此方法是行之有效的。     

导弹协同作战编队飞行控制系统研究

提出了具有3个回路的导弹协同作战编队飞行控制系统,分别对3个回路进行设计分析,并重点分析导弹的四维制导控制外回路和编队控制回路。面向具有过载自动驾驶仪内回路的增广飞控系统,设计了基于总能量控制理论的高度/速度解耦控制器,能够实现导弹制导控制外回路的高度/速度解耦。基于导弹编队队形的位置偏差关系设计了导弹编队控制器,最后综合3个回路构成了导弹编队飞行控制系统。仿真结果表明,各回路以及导弹编队控制系统具有很好的控制性能,能够快速、稳定地完成导弹编队的队形调整动作,进而实现任务规划系统对导弹编队提出的作战任务。     

无人直升机欠驱动飞行控制系统设计与仿真

针对无人直升机欠驱动特性,采用多回路反馈方法设计飞行控制系统。为实现内回路的姿态解耦,探讨了对角矩阵法、模型逆及不完全状态反馈三种控制律的设计,并运用极点配置对不完全状态反馈方法进行了补充,提高了控制系统的动态响应特性。飞行轨迹的跟踪则通过外回路来实现。在MATLAB环境下建立了仿真模型,并验证了飞行控制系统设计的有效性。     

基于AGA的导弹控制系统自动化设计

鉴于传统的设计基于摄动理论和系数冻结法,将控制回路分成角稳定、质心稳定回路,存在工作量大、结果不是最优且有一定的盲目性等缺陷,为此,引入改进的自适应遗传算法,实现了基于性能分析的自动化优化设计整个导弹控制回路参数的目的。所用的遗传算子包括:多参数级联编码方法;选择操作采用比例算子与精英保存策略相结合,交叉和变异概率均采用自适应策略;适应度函数的构造则综合了误差和误差的变化量。仿真结果表明,自适应遗传优化用于自动化设计导弹控制系统是有效的。     

空空导弹控制系统鲁棒动态逆设计

将导弹动力学分离为快变状态动力学子系统和慢变状态动力学子系统,分别进行非线性动态逆控制设计。应用基于李雅普诺夫稳定性的鲁棒控制方法,设计出期望的慢变动力学和快变动力学,以保证动态逆控制系统对气动系数摄动的鲁棒稳定性。给出了通过构造动态反插值表,由力矩系数指令反解舵偏角指令的反插值方法。动态逆方法所需要的速度指令、滚动角指令及其一、二阶导数通过滤波器得到。对过载回路的稳定性问题和跟踪误差进行了定性分析,给出了过载回路的无静差设计方案,作为对动态逆的补充设计。给出了导弹控制系统六自由度数学仿真结果。     

制导化改进的常规航空炸弹命中精度分析

针对常规航空炸弹制导化改进的作战需求,研究了制导控制系统采用稳定控制回路和弹体构成的闭环系统方案,提出了稳定控制回路的设计方法。首先,分析了影响制导化改进的常规航空炸弹命中精度的主要误差表现形式和分布规律模型。其次,给出了基于蒙特卡罗法的命中精度分析方法。最后,采用A、B两组试验仿真分析了落点分布规律对圆概率误差(circular error probability, CEP)值和命中精度的影响。结果表明,分析方法科学合理,控制系统的设计方案可行。     

基于串级LADRC设计的旋翼无人机航迹跟踪控制

针对复杂环境下,四旋翼无人机航迹跟踪精度易受风扰的影响,设计了串级线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)双回路控制系统。外环为位置回路,针对风扰采用3阶LADRC设计;内环为姿态回路,针对执行机构的动态特性,采用4阶LADRC设计。仿真对比串级LADRC和串级PID两种控制方法,结果表明,两种方法虽然都实现了四旋翼无人机航迹跟踪控制,但是在各种复杂风场扰动、内扰作用的情况下,串级LADRC能够克服复杂扰动的影响,精度更高、抗扰性更好、鲁棒性更强,且待整定参数不多,十分符合工程实际的需求。     

RBF网络模型参考自适应控制在温度控制中的仿真研究

减压塔侧线温度系统是一个时变非线性复杂系统,采用常规的PID控制回路难以达到较好的控制品质。针对克拉玛依石化厂原油蒸馏装置中的减压塔,根据实际控制要求,提出了RBF神经网络模型参考自适应控制策略,设计了减压塔减三线温度控制系统,给出了RBF神经网络控制器和模型辨识网络参数的学习算法。仿真结果表明,采用提出的控制策略,控制效果非常好,完全达到控制要求。     

500MW机组模糊多模型协调控制系统仿真研究

针对一个500MW单元机组协调控制系统的仿真模型，首先依据滑压曲线对模型线性化得到其典型平衡工作点的线性化模型，并用隶属度函数连结成T-S模糊模型；然后针对各线性化模型设计了多变量内模控制器；最后，设计了以多变量内模控制器作为局部模型控制器的模糊多模型协调控制系统。它既可以克服模型工作点变化所带来的非线性问题，同时又可以保证控制回路间的有效解耦。仿真研究证明了控制系统设计的有效性。     

基于DCS的控制系统仿真方法

基于DCS（Distributed Control System-集散控制系统）的控制系统仿真方法是测试控制系统的实施正确性、操作可靠性、操作等效性及DCS资源占用等性能的有效手段,通过这种方法可以缩短新型控制系统的开发周期,减少新型控制系统试投用期的风险。本文对基于DCS的控制系统仿真方法的必要性、特点进行了分析与讨论,并提出了基于DCS的仿真控制系统的架构和分类。一个应用实例验证了基于DCS的控制系统仿真方法的有效性。     

参数不确定Liu混沌系统的模糊反馈控制

研究了新近提出的Liu混沌系统的模糊控制方法。在用T-S模糊模型重构了系统结构的基础上,利用反馈控制思想,设计了Liu混沌系统的模糊控制方法,并通过Lyapunov函数的推导得到了系统以衰减率α全局渐近稳定的充分条件。该方法适用于参数确定的系统和含有不确定参数的系统。文章对两种情况均进行了仿真实验。所有的控制参数可以通过LMI方法得到,仿真结果验证了该控制方法的有效性。该模糊控制方法在连续混沌系统中具有通用性。     

不确定非线性系统变结构模糊自适应鲁棒控制

考虑一类不确定非线性系统的鲁棒控制器设计问题,在假设系统不确定性函数结构未知的情况下,利用模糊系统对不确定性函数进行逼近,将获得的模糊系统函数作为系统不确定性界函数。在此基础上,提出了一种变结构模糊自适应鲁棒控制算法,该算法在确保系统的滑动模态超平面为渐近可达的前提下,在线对系统模型的控制增益参数和不确定性函数的界参数进行估计。最后以船舶减摇鳍非线性控制系统为例,进行了变结构鲁棒自适应模糊控制器的设计。仿真研究表明,所提出的算法是有效的。     

网络化控制系统的故障诊断

网络化控制系统与传统结构的控制系统相比具有许多优点,但经网络传输的控制信号所带来的随机时延、丢包、异步等问题会影响闭环控制系统的性能,因此需要发展可在网络环境工作的系统的控制理论和技术。故障诊断与容错控制对于控制工程实践特别是对安全性有严格要求的控制系统是十分重要的。近年来,我们较为系统地开展了网络化控制系统故障诊断与容错控制的研究工作从而可对故障诊断的主要研究结果进行概述。     

Research of robust adaptive trajectory linearization control based on T-S fuzzy system

A robust adaptive trajectory linearization control （RATLC） algorithm for a class of nonlinear systems with uncertainty and disturbance based on the T-S fuzzy system is presented. The unknown disturbance and uncertainty are estimated by the T-S fuzzy system, and a robust adaptive control law is designed by the Lyapunov theory. Irrespective of whether the dimensions of the system and the rules of the fuzzy system are large or small, there is only one parameter adjusting on line. Uniformly ultimately boundedness of all signals of the composite closed-loop system are proved by theory analysis. Finally, a numerical example is studied based on the proposed method. The simulation results demonstrate the effectiveness and robustness of the control scheme.     

一类混沌系统的降维控制

针对一类混沌系统,根据其特殊的系统结构提出了降维控制的策略。通过控制部分变量达到控制整个系统的目的,使得这类混沌系统的控制问题由n+m维降为n维,从而有效地降低了系统控制的复杂度和代价。从反馈控制和自适应控制两个方面阐述了此控制策略的可行性和有效性,以新近提出的统一混沌系统为例,从理论上进行了推导,并具体给出了降维控制的反馈控制和自适应反馈控制的条件。数值仿真表明该方法切实有效。     

不确定时滞反应扩散系统的滑动模控制

借助不等式分析方法研究一类不确定时滞反应扩散系统的滑动模控制问题,设计了滑模控制器。分析了在滑动模切换面上滑动模控制系统关于不确定量的不变性特征,为研究在系统工作环境的变化、降阶近似、线性化近似、测量误差等因素干扰下所建立的实际控制系统的数学模型———不确定时滞分布参数控制系统的鲁棒性问题奠定了理论基础。     

不确定Lurie型控制系统的绝对稳定性

讨论了区间非线性Lurie型控制系统的鲁棒绝对稳定性.用Lyapunov函数法研究了区间非线性Lurie型直接控制系统和间接控制系统的鲁棒绝对稳定性;给出了区间非线性Lurie型直接控制系统和间接控制系统鲁棒绝对稳定的充分条件;建立了区间非线性Lurie型控制系统鲁棒绝对稳定与区间矩阵稳定的关系.     

Formalizing the General Plant for Development of Hybrid Process Control Systems

ＦｏｒｍａｌｉｚｉｎｇｔｈｅＧｅｎｅｒａｌＰｌａｎｔｆｏｒＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＨｙｂｒｉｄＰｒｏｃｅｓＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｓＹａｎｇＺｈｅｎｙｕ＆ＣｈｅｎＺｏｎｇｊｉＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｃＣｏｎｔｒｏｌ,Ｂｅｉｊｉｎ...     

Controllability and observability of networked control systems with time-varying delays

The controllability and observability of networked control systems are studied. Aiming at the networked control system with time-varying delay, the sufficient and necessary conditions for complete controllability and complete observability of the system are presented, respectively. Because of Markov characteristic of the network-induced delay, in terms of stochastic theory, a sufficient and necessary condition for completely mean value controllability of networked control systems is obtained. Further, the conditions that the controllability and observability of networked control systems are equivalent to the initial time-invariant system are given. Controllability and observability realization indexes are also discussed, respectively. The numerical example demonstrates the effectiveness of the proposed theory.