一类蒸汽发生器水位控制系统的分段耗散控制

基于压水堆蒸汽发生器水位的线性变参数模型,应用耗散控制理论,设计了综合和正实性能指标的状态反馈耗散控制器。应用二次型耗散控制器存在的充分必要条件,设计了对应于一个供给率函数的分段状态反馈耗散控制器。为了提高控制性能,在状态反馈耗散控制器的基础上添加了PID控制器组成了双控制系统。仿真结果验证,所设计的两种控制器不仅能够保证闭环系统的渐进稳定,并且能够满足一定的性能指标,双控制系统与串级PID控制系统相比具有更好的控制性能。     

一类蒸汽发生器水位控制系统的分段耗散控制（英文）

基于压水堆蒸汽发生器水位的线性变参数模型,应用耗散控制理论,设计了综合和正实性能指标的状态反馈耗散控制器.应用二次型耗散控制器存在的充分必要条件,设计了对应于一个供给率函数的分段状态反馈耗散控制器.为了提高控制性能,在状态反馈耗散控制器的基础上添加了PID控制器组成了双控制系统.仿真结果验证,所设计的两种控制器不仅能够保证闭环系统的渐进稳定,并且能够满足一定的性能指标,双控制系统与串级PID控制系统相比具有更好的控制性能.     

一类纯反馈系统的全状态约束自适应控制研究

目的 研究一类纯反馈系统的全状态约束控制问题。方法 基于约束控制方法和自适应控制方法。结果与结论设计了模糊自适应控制器,该控制器使得闭环系统内所有信号有界且满足全状态约束条件。     

基于增强学习规则的倒立摆模糊神经网络控制器

为实现模型未知、初始时有脉冲输入的车上单级倒立摆镇定控制,提出了一种采用增强学习规则训练的模糊神经网络控制器。以神经网络构造基于T-S(Tankagi-Sugeno)规则的模糊控制器;用3层前馈网络组成预测器进入仿真,得到倒立摆状态并计算状态预测值,再将状态和状态预测值组成训练数据对,训练状态预测BP(Backward Propagation)网络;利用增强学习的方法训练模糊控制器,根据神经网络产生的模糊控制量和倒立摆状态预测,做出控制决策。此方法简化了模糊控制部分参数调整,亦可应用于其他无模型控制。实验证明,控制器鲁棒性良好,即使在倒立摆参数变化较大时,控制器仍能维持倒立摆平衡。     

轿车空调车内温度的模糊控制

对于轿车空调这类强非线性系统,普通线性控制策略难以满足对控制效果的要求,智能控制策略更适合控制这类系统,应用普通模糊控制器和状态反馈加权模糊控制器对轿车室内温度进行控制,结果表明,应用状态反馈加权模糊控制器能更有效地控制车室内温度。     

非线性自抗扰状态PI控制器的研究

针对线性状态PI控制器只适用于单输入单输出的线性系统的不足,提出了非线性自抗扰状态PI控制方法,将“自抗扰”控制的控制思想应用于常规状态PI控制,使其适用于单输出的非线性系统的控制,解决了“自抗扰”控制技术中扩张状态观测器的参数问题,并对系统的稳定性进行了定性分析,仿真算法表明,非线性自抗扰状态PI控制器对对象模型参数摄动和外扰具有良好的适应性和鲁棒性。     

不确定系统的弹性保性能控制器设计

为了解决鲁棒控制器中的脆性问题,在范数有界不确定性系统的状态反馈鲁棒保性能控制的基础上,基于线性矩阵不等式(LMI)的方法,提出了不确定系统的状态反馈弹性保性能控制器的设计方法。主要针对状态矩阵和控制输入矩阵同时存在范数有界不确定性,以及控制器增益存在加法式摄动的情形,以严格线性矩阵不等式约束条件给出了状态反馈弹性保性能控制器存在的充分必要条件。并给出了控制器以及相应的性能指标上界的显示表达式。最后,通过对发动机转速的实例仿真证明了该方法的可行性。     

具有控制器增益摄动的非脆弱H2控制

针对控制器增益存在加性控制器增益摄动,研究了线性连续系统的非脆弱状态反馈H2控制问题.基于线性矩阵不等式方法,给出了非脆弱状态反馈H2控制器存在的充要条件.此外,采用相同的方法还研究了不确定系统的鲁棒非脆弱状态反馈H2控制问题,并给出了鲁棒非脆弱状态反馈H2控制器存在的充要条件.实例表明设计方法的有效性.     

非线性自抗扰状态PI控制器的研究

针对线性状态PI控制器只适用于单输入单输出的线性系统的不足 ,提出了非线性自抗扰状态PI控制方法 ,将“自抗扰”控制技术的控制思想应用于常规状态PI控制 ,使其适用于单输入单输出的非线性系统的控制。解决了“自抗扰”控制技术中扩张状态观测器的参数问题 ,并对系统的稳定性进行了定性分析。仿真算例表明 ,非线性自抗扰状态PI控制器对对象模型参数摄动和外扰具有良好的适应性和鲁棒性     

基于α-置信度网络化控制系统的转换控制

以多步延迟网络化控制系统的控制器设计为基础,提出了一种基于α-置信度的转换控制法.针对时延的两种不同情况定义了平凡和非平凡两种状态:系统所处状态为平凡状态的概率为1-α,该状态下采用使系统均方指数稳定的LQG最优控制器;系统所处状态为非平凡状态的概率为α,该状态下采用使系统随机渐近稳定的时滞补偿控制器.简化了较大延迟情况下LQG最优控制器的求取, 工程上易于实现,提高了系统的性能.考虑到两种控制器的综合作用,建立了基于α-置信度的系统转换控制模型,仿真结果证明了转换控制法比单一控制法具有更好的控制效果.     

基于变结构的移动机器人侧向控制器的设计

采用基于后推与模糊滑模控制相结合的方法设计了移动机器人的变结构状态反馈控制器,实现了对道路跟踪侧向误差的渐近镇定控制.应用Lyapunov定理推导了移动机器人满足非完整性约束的时变光滑状态反馈镇定控制律;将状态控制区域分为远离奇异点的稳定工作区域与含有奇异点的非稳定区域2部分.设计模糊控制嚣来控制移动机器人的状态从非稳定区域向稳定区域转变,并采用移动机器人Amigobot作为实验平台验证了控制器设计的有效性.研究结果表明:侧向误差较大时,模糊控制器确保移动机器人在稳定区域内沿着模态切换线减小误差;当侧向误差较小时,时变光滑状态反馈控制实现对移动机器人的平稳镇定.在控制器设计中,将移动机器人的平移速度视为渐变参数,根据侧向误差能量函数的变化进行模糊自适应调节.     

基于遗传算法比例积分微分控制器的铅冷快堆堆芯功率控制

比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制器对堆芯功率控制过程存在适用性低的问题,而采用遗传算法(genetic algorithm,GA)整定PID控制器参数可以很好地解决此问题.为了实现铅冷快堆堆芯功率的有效控制,基于遗传算法PID控制器,结合堆芯状态空...     

一类混合时滞系统对时滞参数的自适应控制

研究了一类较为复杂的混合时滞系统——被控状态为连续形式且状态时滞参数未知,而控制输入为离散序列.在分别建立了连续与离散的模型基础上,根据已有的混合系统的稳定性定理及一种Lyapunov-Krasovskii泛函方法,提出了一种镇定系统的方法,并得到了离散形式的可用于控制输入的对未知时滞参数的自适应律.在该自适应律作用下,未知时滞参数能始终反映在带记忆状态反馈控制器中,依赖于时滞的反馈控制器存在的充分条件可通过一组线性矩阵不等式(LMIs)表示.     

锅炉汽包水位模糊自适应控制策略

针对汽包水位常规的PID控制方式,采用了一种模糊自适应PID控制器,使用常规模糊控制和带积分器的模糊控制两种控制策略作用于锅炉汽包水位控制系统。仿真结果表明,与传统PID控制器相比,模糊控制器取得了良好的动态性能和鲁棒性能,实现汽包水位的自适应调节,而两种控制策略中的带积分器的模糊控制其动态和静态性能都较好。     

深海船舶动力定位的动态面复合自抗扰控制

以自抗扰控制为基础,针对其非线性状态误差反馈控制律和扩张状态观测器分别引入动态面控制及线性自抗扰控制思想进行适应性改造,设计出一种运用于船舶动力定位的动态面复合自抗扰控制器。改进的非线性状态误差反馈控制律是为了提高系统对扰动的估计能力,线性扩张状态观测器是为了在估计扰动的同时对参数的选取进行简化。仿真结果表明,改进后的动态面复合自抗扰控制器有更好的抗干扰能力,对目标值的调节时间更快,鲁棒性更强,提升了船舶动力定位的精准度。     

基于模型预测的双馈电机并网策略

根据电网电压矢量控制的双馈电机数学模型,推导出一种转子电流和转子电压近似解耦的状态空间方程。基于该状态空间方程的离散模型,预测双馈风力发电机系统未来的状态量和输出量。以快速达到最终稳定为目的,设计预测模型和评价函数;以该预测模型和评价函数提出了一种模型预测控制器,并将提出的模型预测控制器与转子位置初始误差补偿控制器结合,提出一种双馈电机的分步并网控制策略。仿真结果显示虽然有时模型预测控制器在跟随参考值会有超调略大的情况,但其在并网和功率阶跃响应时显示出了良好的动态特性以及稳定性,验证了模型预测控制器与分步并网控制策略的有效性以及控制器良好的控制性能。     

基于线性二次调节器算法的两轮自平衡机器人最优控制方法

两轮自平衡机器人作为一种多输入多输出系统,虽然已在许多日常使用中得到应用,但大多数研究只关注通过试验实验或使用简易的数学模型来达到平衡.为了研究两轮自平衡机器人完整数学模型建模和运动平衡控制器设计,首先,根据机器人的电机模型、车轮模型和摆体模型,推导机器人运动的状态空间模型;其次,分析系统的可控性和可观性,并结合状态估计和反馈控制设计具有状态估计的反馈控制器,同时引入线性二次调节器(linear quadratic regulator,LQR)控制方法以完善控制器在机器人运动中的控制效果.仿真实验结果表明:具有状态估计的反馈控制器和LQR控制方法对于这类自平衡机器人运动平衡控制具有良好的稳定性和鲁棒性.     

一类时滞切换奇异系统的状态反馈H∞控制

针对一类由任意有限多个时滞奇异子系统组成的切换系统,研究系统的状态反馈H∞控制问题,利用Lyapunov函数方法和凸组合技术.以LMI的形式给出了在切换状态反馈控制策略下,系统实现状态反馈H∞控制的充分条件.进而给出了切换律和状态反馈H∞切换控制器的设计方案.仿真算例说明控制器设计方案的可行性与有效性.     

基于滑模与状态反馈模糊加权控制的气动伺服焊枪柔性接触研究

在焊枪电极接近运动过程中,期望接近速度大且在接触面附近快速降速以减小接触时的冲击力,实现一种柔性接触,对于提高焊接的效率和质量具有很重要的作用. 滑模控制虽然能有效降低焊枪电极接触力,但所用时间较长. 本文将基于模糊逻辑的滑模与状态反馈加权控制运用到气动伺服焊枪系统中,在建立系统模型的基础上设计滑模切换函数和滑模控制律,通过极点配置的方法设计状态反馈控制器,之后基于模糊控制设计滑模与状态反馈模糊加权控制器,最后通过实验验证提出的控制策略. 实验结果表明设计的控制器控制效果优于最大量控制和滑模控制,可有效实现柔性接触.      

基于广义 Gronwall-Bellman 引理的小型涡扇发动机过渡态控制

针对航空发动机强非线性的特点,将非线性控制理论应用于小型涡扇发动机过渡态控制。基于非线性模型,应用广义Gronwall-Bellman引理设计给定转速跟踪器,该过渡态控制器可在一定范围的转速切换指令下,通过对控制器参数的选取来调节跟踪误差范数边界,使得闭环系统以指数收敛到新平衡状态。应用Lyapunov稳定性定理对该控制器的性能进行验证,在理论上证明了该非线性设计方法的有效性;并以DGEN380发动机为仿真研究对象,对上述控制器进行数值仿真。仿真结果表明设计的发动机过渡态转速跟踪器能满足航空发动机控制系统的动态性能指标,实现了基于非线性模型的简单加速控制,仿真结果验证了该设计方法的有效性。