交流伺服系统串级预测函数控制的仿真研究

根据预测函数控制方法的原理对交流伺服系统进行了三级串级闭环控制的仿真应用研究。在分析预测函数控制方法闭环性能的基础上，给出预测函数控制器的设计方法，建立了交流伺服系统串级预测函数控制的系统结构，讨论了实现串级控制的方法。通过仿真及与PID方法的比较表明，预测函数控制方法能够改善交流伺服系统的控制特性。     

弹载伺服系统中输出多采样率扰动观测器应用

基于输出多采样率反馈理论与时滞估计原理,提出一种输出多采样率扰动观测器,给出了推导过程及稳定条件。与传统的时滞扰动观测器相比,所提出的扰动观测器利用系统的快速采样输出来估计扰动量,具有滞后量小、结构简单、易于实现等优点。将所提出的扰动观测器应用于导引头伺服控制系统中,仿真结果表明:输出多采样率扰动观测器对弹体耦合干扰力矩、摩擦力矩等外部扰动力矩具有较高的补偿精度,能够有效提高导引头伺服系统的控制精度。     

坦克炮控系统非线性补偿控制研究

针对坦克炮控系统中同时存在齿圈间隙、摩擦力矩和参数漂移等多种非线性因素,造成系统驱动延时,换向振荡和低速"爬行"等问题,从分析系统的各种非线性特性及其影响入手,建立了包含多种非线性在内的炮控系统数学模型.在此基础上,借助"系统总扰动"的思想,引入自抗扰控制技术,采用"跨阶控制"方案,实现了系统的非线性补偿控制.仿真表明,所设计的控制器能够同时有效地抑制了各种非线性因素的影响,很好的改善了系统性能.     

永磁交流位置伺服系统串级复合滑模控制

针对某永磁同步电动机位置伺服系统负载力矩和转动惯量变化大、干扰力矩强的特点,以及统一滑模变结构控制速度限幅的难题,提出并设计了串级复合滑模变结构控制器.其中速度环通过增加积分环节来消除滑模控制的力矩抖动,位置环通过复合滑模控制的设计来消除稳态滑模控制的抖振.计算机仿真结果表明,该控制器不仅响应速度快、无超调、控制精度高,同时对负载扰动和系统参数摄动具有较强的鲁棒性.     

高超声速滑翔飞行器动态逆解耦跟踪控制方法研究

针对临近空间高超声速滑翔飞行器再入段俯仰偏航以及滚动三通道运动存在非线性耦合严重的情况,建立了高超声速滑翔飞行器的多变量强耦合非线性时变倾斜转弯控制模型,提出了一种将过载控制转化为所需迎角侧滑角及滚转角误差的三通道联合跟踪控制方法,根据高超声速滑翔飞行器制导回路快速性的动态性能要求,设计了一种基于非线性动态逆及状态反馈的解耦综合控制器,闭环仿真结果表明该方法能够实现三通道运动解耦控制和制导指令跟踪,满足系统动态性能的要求。     

机器人系统同步协调自适应控制

针对机器人定点调节将交叉耦合控制技术和自适应控制结合而提出了一种简单的同步控制策略。所设计的控制器能够在保证每单个执行机构运动稳定的同时还可以保证所有执行机构的运动同步,使位置误差和位置同步误差都收敛到零。基于Lyapunov稳定性理论分析证明了所提出的控制算法能够保证闭环系统的全局渐近稳定性。二自由度机器人的仿真结果验证了所提出的控制方法的有效性。     

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。     

数字伺服控制技术在UPS逆变系统中的应用

研究了数字化UPS(Uninterruptible Power Supply)逆变系统中应用数字伺服控制技术,给出了数学建模的方法,并采用MATLAB/Simulink进行了仿真研究.结果表明,数字伺服系统的控制原理能有效地控制UPS正弦逆变电源,逆变器输出稳定、波形畸变小、抗负载干扰能力强.     

DVD聚焦系统鲁棒重复控制器设计

在DVD聚焦伺服系统中,光盘翘曲会导致产生与光盘转动频率相同的周期性扰动。采用重复控制器可以有效抑制周期扰动,但是重复控制器影响闭环系统稳定性,尤其是当对象具有不确定性时,重复控制器设计的难度将大大增加。故一种基于H无穷理论的鲁棒控制策略被给出,仿真实验证明了该策略的有效性。     

基于T-S模型的倒立摆双闭环串级模糊控制设计与仿真

针对具有多变量、非线性特性的倒立摆系统,提出了一种基于T-S模型的双闭环串级模糊控制方法。在该方法中,内环控制倒立摆的角度,外环控制倒立摆小车的位移,并对双闭环参数耦合实现了解耦,降低了系统设计的难度和复杂度。数字仿真结果表明了该方法的可行性。     

神经网络控制、无模型控制PID控制仿真比较

在同一条件下，对三种仅用受控系统I／O数据来设计控制器的方法进行了控制性能仿真比较，三个受控系统分别取自文[1]和[5]。三种不同的控制方法各有其优缺点，仿真结果表明：无模型自适应控制具有其他两种方法所不具备的优点，适合处理结构时变、参数时变、阶教时变非线性离散时间系统的控制问题。     

综合数字控制技术在飞机环境控制系统的应用

提出了一套新的综合数字控制硬件和软件解决方案应用于飞机环境控制系统中,以某先进战斗机环境控制系统为例先后进行了计算机仿真设计和原理性验证试验。结果表明,采用模糊控制方法的综合数字控制系统改善了原PID控制系统的性能,具有响应快、稳态精度高等特点,达到了飞机功能子系统的总体设计要求。     

管理控制的不同视角

＂管理控制＂是一个有争议的名词或概念,本文从不同的角度（控制论角度、从财务会计出发的战略全局角度、行为科学角度）审视管理控制的内涵和实质。最后给出狭义管理控制与广义管理控制的概念。     

直升机航向鲁棒保性能控制

针对具有时变不确定性且不确定性界为椭球的线性系统提出了一种新的具有自适应机制的鲁棒保性能控制器设计方法.首先,引入一个具有可由自适应律在线调整的可调参数的目标模型,通过该参数来保证由目标模型与被控模型所获得的误差系统渐近稳定.结合保证目标模型稳定性的设计,最终形成保证闭环系统稳定且控制器增益仿射依赖于可调参数的鲁棒保性能跟踪控制器.应用于安装在试验平台上的小型直升机航向控制中,仿真试验表明了该方法的有效性.     

网络控制系统随机鲁棒控制律设计方法

研究了具有随机网络诱导时延及数据包丢失的网络控制系统的随机鲁棒控制律设计方法.利用有限状态markov链来描述控制网络中固有的随机传输延迟和丢包过程,建立网络系统的多结构markov跳变模型.基于由蒙特卡罗估计和优化算法构成的随机鲁棒设计方法,结合保证系统均方稳定的充要条件,得到网络控制系统的随机鲁棒控制律.最后,某型无人飞行器纵向俯仰通道的网络控制仿真实例验证了该方法的有效性.     

Predictive Event-Triggered Control for Disturbanced Wireless Networked Control Systems

The control and scheduling for wireless networked control system with packet dropout and disturbance are investigated. A prediction based event triggered control is proposed to reduce data transmissions while preserving the robustness against external disturbance. First, a trigger threshold is especially designed to maintain the difference of the estimated and actual states below a proper boundary when system suffers from packet dropout. Then a predictive controller is designed to compensate for packet dropouts by utilizing the packet-based control approach. The sufficient conditions to ensure the closed-loop system being uniformly ultimately bounded are derived, with consequently the controller gain method. Numerical examples illustrate the effectiveness of the proposed approach.     

神经自适应动态面控制与仿真

针对一类严格反馈不确定非线性系统,提出了一种神经自适应动态面控制器的设计方案.该方案改进了动态面的虚拟输入和真实输入以减小DSC的保守性,并将不确定分解为线性参数部分和非线性参数部分,两部分分别辨识.用一个BP神经网络逼近系统中所有的非线性参数部分,所需辨识的参数较少.通过合理选取设计常数,可保证所有信号最终一致有界且跟踪误差可收敛到原点的一个小邻域内.     

碟式飞行器复合控制中的控制分配策略

针对碟式飞行器复合控制中的控制分配问题,提出了两种控制分配策略:基于误差的非线性分配策略和基于能量的最优分配策略。这两种分配策略的设计和控制律设计相分离,控制律确定总的控制量,分配由单独的环节实现。仿真表明,不考虑控制量受限时,这两种设计实现了变质量矩控制和推力矢量控制的优势互补,达到了良好的控制性能;考虑控制量受限时,相对于非线性分配策略,最优分配策略避免了控制量受限的影响。     

Prescribed-Time Control of Stochastic Nonlinear Systems with Reduced Control Effort

A new prescribed-time state-feedback design is presented for stochastic nonlinear strictfeedback systems. Different from the existing stochastic prescribed-time design where scaling-free quartic Lyapunov functions or scaled quadratic Lyapunov functions are used, the design is based on new scaled quartic Lyapunov functions. The designed controller can ensure that the plant has an almost surely unique strong solution and the equilibrium at the origin of the plant is prescribed-time mean-square stable. After that, the authors redesign the controller to solve the prescribed-time inverse optimal mean-square stabilization problem. The merit of the design is that the order of the scaling function in the controller is reduced dramatically, which effectively reduces the control effort. Two simulation examples are given to illustrate the designs.     

具有状态和控制时滞系统的鲁棒容错控制研究

研究一类不确定时滞系统的鲁棒容错控制问题。针对既有状态滞后,又有控制输入滞后,且假定状态和控制输入的不确定项均是范数有界的线性系统,通过引入无记忆状态反馈控制器,基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法,给出了一个在传感器完全失效或执行器完全失效故障情况下具有鲁棒容错性能的充分条件,并用求解线性矩阵不等式组方便地得到容错控制器设计结果。最后用算例验证了该设计方法的有效性和可行性。