摆式列车的μ鲁棒控制研究

考虑到摆式列车数学模型的不确定性及倾摆控制系统设计的多目标要求，针对摆式列车模拟试验装置的数学模型分别用H∞方法和μ方法设计3种鲁棒控制器，并通过仿真来评价3种控制系统的稳定鲁棒性和性能鲁棒性。     

鲁棒控制系统的μ分析与μ综合

本文引入结构奇异值μ,讨论结构不确定性系统鲁棒控制的μ方法,并给出一个例子。     

基于μ综合鲁棒控制的四轮转向车辆操纵稳定性研究

车辆总是承担不同的载荷,车辆建模亦存在着误差, 传统四轮转向控制器难以达到原有的性能指标;针对外界干扰,采用μ综合鲁棒控制方法,构造横摆角速度跟踪综合控制系统设计框架, 选取了不同环节的权函数。仿真结果表明,四轮转向车辆控制系统具有良好的动态性能、鲁棒稳定性和鲁棒性能,有效地提高了车辆操纵稳定性和安全性。     

电动助力转向控制系统的μ分析与综合

在建立电动助力转向系统数学模型的基础上,考虑汽车电动助力转向控制系统设计中存在的参数摄动以及车辆行驶过程中路面高频、传感器测量噪声干扰的影响,在Matlab的μ分析与综合控制箱内,应用线性分式变换理论对模型中的参数摄动进行线性分式变换处理,并合理地选取系统中的相关权函数,构造电动助力转向系统的μ综合控制设计框架,采用D-K迭代算法求解了μ控制器.μ计算分析表明,所设计的μ控制器能够有效地抑制系统参数摄动及外界噪声干扰,与基于名义模型设计的H∞控制器相比,其闭环系统具有更好的性能鲁棒性和鲁棒稳定性.     

基于μ综合的空空导弹纵向鲁棒驾驶仪设计

为解决新一代空空导弹飞行包线大、飞行环境复杂和气动参数变化剧烈的特点所带来的控制难题,采用μ综合方法对不确定性与扰动界的估计以及执行机构特性等,选取了不同环节的权函数,设计了算例空对空导弹纵向鲁棒驾驶仪.对设计结果进行了性能分析,并与传统的PID控制方法进行了比较,结果显示在0.01～100 rad/s范围内,采用μ综合控制器的闭环系统结构奇异值几乎在所有频率范围内都小于PID控制器,前者对建模不确定性和扰动的抑制能力要大大优于后者.     

外骨骼机器人手指鲁棒跟踪控制

基于外骨骼机器人手指系统动力学,提出了机器人鲁棒μ控制器的设计方法。分析了系统模型的不确定性,将负载动力学作为系统的反馈不确定,建立了合理的被控对象标称模型。基于高速DSP实现鲁棒控制器的数字化,在μ控制器设计和数字实现过程中考虑了机器人系统的计算延时。通过实验评估采样延时对机器人控制器鲁棒性能的影响。实验结果表明,μ控制器能够抑制干扰和模型不确定对机器人系统的影响,系统具有很好的鲁棒稳定性和鲁棒性能。     

L2(μ)函数和向量值函数的Fourier变换

将献[1]中的方法推广到含R上的σ—有限正测度μ的函数空间L^2(μ)上，证明了L^2(μ)中函数的Fourier变换形成一个Hilbert空间，且这两个空间通过Fourier变换等距同构。然后又进一步将献[1]中的方法和结果推广到群上的向量值加权可积函数类上。     

QFT/μ控制器设计法及其在飞行器控制中的应用

针对具有大的不确定性和强非线性性的被控对象,提出了将定量反馈理论QFT与μ-综合法相结合的控制器设计算法。应用动态逆方法处理对象非线性不确定性,基于H-infinity优化方法设计初始控制器,当μ-综合对闭环权函数进行调整难以有效改进控制品质时,依据开环性能指标边界采用QFT方法对初始控制器进行调整,显示出QFT开环调整具有透明性和频段剪裁性。针对具有复杂非线性特性的F-16攻角控制问题,在空速变化50~150 m/s、气动数据变化±20%的范围内,实现对攻角的大范围精确控制。与基本QFT控制器相比,仿真结果表明所设计系统具有优良的响应特性。     

四轮转向车辆控制及其硬件在环仿真开发平台

研究四轮转向（4WS）车辆操纵控制策略及其控制系统开发．为控制方式执行方便,以横摆角速度反馈为4WS车辆基本控制逻辑．由于实际车辆系统的复杂性,相应4WS控制系统开发需要大量在线实时综合,故利用控制系统的硬件在环仿真技术（HILS）．基于Matlab／Simulink／dSPACE开发了4WS车辆控制系统的硬件在环仿真平台．利用此平台硬件在环仿真研究控制算法的鲁棒性并对比不同算法性能,结果表明基于μ综合鲁棒控制方法有比较好的综合性能．     

关于化学势μ的两点注记

通过分析化学势μ的物理意义,指出仅对单元系化学势μ是1mol吉布斯函数;同时得出仅当系统粒子数变化且系统粒子数变化不受到约束时化学势为零．     

从加权Bergman空间到Bμ（Bμ^0）空间的Volterra型复合算子的有界性和紧性

主要讨论了单位圆盘上加权Bergman空间和Bμ(B0μ)空间之间的Volterra型复合算子的有界性和紧性,得到了Volterra型复合算子是有界算子或紧算子的充要条件.     

水轮发电机组多回路鲁棒调速控制研究

针对水轮发电机组调速系统模型中参数不确定的控制问题,提出水轮发电机组多回路鲁棒调速控制策略.首先考虑多种因素建立水轮发电机组调速系统单回路控制模型;在此基础之上构建包含伺服系统的第一控制回路、包含水轮机的第二控制回路和包含发电机的第三控制回路,3个回路互相嵌套,由此构建水轮发电机组多回路鲁棒调速控制系统框架;最后通过实...     

基于μ综合的热轧动态设定型AGC鲁棒控制

通过对热轧动态设定型AGC控制系统模型进行理论分析,针对工程实际提出了一种基于μ综合的鲁棒控制方法.当系统中存在轧机刚度摄动时,热轧动态设定型AGC控制仍能实现期望的控制性能.通过引入表征系统性能的虚拟块,应用主环定理将动态设定型AGC系统在模型摄动下设计满足性能要求的控制器问题转换为广义系统的鲁棒稳定性问题,实现了系统鲁棒性能.它克服了使用H∞方法解决该问题的鲁棒性能缺点,其设计目标真实反映控制目标,方法更加有效.依据现场数据的仿真实验表明,基于μ综合的鲁棒控制方法比H∞方法具有更好的鲁棒性能.     

基于H_∞和μ综合的闭环网络控制系统的设计

针对闭环网络控制系统中普遍存在的传输延迟 ,将H∞ 和 μ综合方法引入控制器的设计 ,使得设计出的控制器对一定范围内的延迟都能保持稳定 .并且由于 μ综合方法的使用 ,使得闭环系统同时具有良好的动、静态性能和抗干扰能力 .     

混合μ综合的状态空间设计

根据有理函数矩阵严格正实的概念,采用一系列等价变换,推导出易于混合μ综合的状态空间实现．在时域里给出了混合μ综合的充分条件和设计方法．当广义对象严格真时,含有不确定对象系统的鲁棒控制器可通过交替解两个线性矩阵不等式而获得．在此基础上,基于线性矩阵不等式应用内点法进行了鲁棒控制器设计和计算机仿真     

基于混合不确定建模的主动悬架鲁棒μ综合控制分析

利用线性分式变换理论对二自由度车辆主动悬架系统进行混合不确定建模分析,通过结构奇异值理论和D-K迭代设计过程,设计了鲁棒μ综合控制器.仿真结果表明:在给定的不确定范围内,鲁棒μ综合控制器保证了主动悬架系统的名义性能和鲁棒性;与基于名义模型设计的H∞控制器相比,闭环系统能获得更好的鲁棒性能.     

基于粒子群算法的飞机鲁棒控制律设计

针对参数不确定飞机的颤振问题,采用粒子群算法优化鲁棒性能加权函数,用μ综合方法设计了飞机颤振抑制纵向控制律,并使用平衡截断法对所得到的控制器进行了降阶。仿真结果表明,采用μ综合方法设计的飞机颤振抑制纵向控制律具有较强的鲁棒性和指令跟踪能力。     

4WS车辆μ综合鲁棒主动侧倾操纵性能控制

为提高车辆的抗侧倾性能及降低高速下的侧翻危险性,应用μ综合鲁棒控制理论,针对四轮转向车辆,以横摆角速度跟踪和侧倾角速度反馈为控制逻辑,合理选择加权函数,设计鲁棒控制器和最优控制器抑制车辆侧倾.经仿真比较,设计的μ综合鲁棒控制器更具有良好操纵性能鲁棒性和稳定鲁棒性,对于轮胎侧偏刚度等引起的侧向干扰具有很好的抑制性能,实现传统四轮转向难以实现的主动侧倾操纵控制和跟踪性能.     

纵向耦合驱动式有轨电车μ综合导向控制

提出通过控制纵向驱动电机的输出转矩,以改善采用纵向耦合驱动独立旋转车轮转向架有轨电车的直线对中和曲线通过性能,降低车轮磨耗.采用鲁棒μ综合法进行控制器设计,以应对轮轨系统的非线性、系统参数变化、测量噪声和外部输入不确定性.首先对单个轮对设计主动导向控制器,在单轮对控制器的基础上提出3种控制方案,并通过MATLAB和SIMPACK的联合仿真对控制效果进行了比较.结果表明,同时采用前后轮状态作为控制器输入信号时,能得到相对较好的控制效果,使车辆在直线上的综合磨耗数降低38%,在曲线上的磨耗数降低54%.     

单级倒立摆的分数阶PI~λD~μ控制器设计

针对单级倒立摆系统的平衡控制问题,采用基于输出反馈双回路控制方案,提出了一种分数阶PDμ控制器设计方法。在建立了系统数学模型的基础上,基于闭环系统的特征多项式和系统稳定性及各种性能指标的要求,选取了合适的闭环主导极点,通过输出反馈控制器改变控制系统的极点位置来使闭环系统具有所期望的动态特性和渐进稳定,并利用微粒群(PSO)优化算法整定分数阶控制器参数。仿真结果表明:双回路分数阶PDμ控制器较整数阶PD控制器,收敛速度快,振荡小,能取得更好的控制效果。