闭环增益成形算法的模型摄动

为了给出闭环增益成形算法的模型摄动形式,用小增益理论和H混合灵敏度算法的结果进行推导,发现闭环增益成形算法的模型摄动形式与灵敏度函数的形式相同,该结论对用闭环增益成形算法设计鲁棒控制器时系统所能忍受的模型摄动大小的确定具有指导意义．闭环增益成形算法的优点是设计过程简单,物理意义明显．     

航向保持系统简捷非线性鲁棒控制

为克服船舶航向保持控制系统中传统Backstepping设计方法易产生静差及设计过程过于复杂等不足,提出一种把带积分项的Backstepping方法与闭环增益成形算法相结合的简捷非线性鲁棒控制器设计方案.理论分析和系统仿真结果均表明,通过该方案设计出的控制器可使船舶航向零误差渐近稳定,同时设计过程简捷,控制器结构简单且具有较强的鲁棒性.     

非方阵被控对象闭环增益成形算法及其应用

在被控对象为非方阵的系统中,由于求解控制器时涉及到矩阵求伪逆问题,很大程度上增加了闭环增益成形算法的难度。考虑到此系统的闭环传递函数阵一定是奇异的,将闭环传递函数阵即补灵敏度函数设为奇异阵,设计出鲁棒控制器。将闭环增益成形算法应用于舵阻摇系统。通过观察、分析并比较各仿真曲线,可以看到,航向跟踪效果和减摇效果均较理想。说明设计的控制器具有良好的鲁棒性能和鲁棒稳定性。     

复杂反馈系统闭环增益的分析

该文针对复杂反馈系统增益分析的需求，根据一般反馈系统的分析方法，结合自动控制原理中对结构的简化法则，采用方框图法，解决带有套环或交叉环的复杂电路的闭环增益问题，具有推导方法简单、物理概念清晰的特点。     

基于Backstepping方法的机器人鲁棒跟踪控制

把基于拉格朗日方程的,l关节包含不确定项的机器人化成两个子系统。用Backstepping方法首先对各个子系统设计李雅普诺夫函数和控制器,然后综合起来形成整个系统的李雅普诺夫函数和控制器,不但满足了稳定性的要求,又满足了一定的L2增益性能指标。     

基于积分Backstepping的船舶航向非线性滑模控制

设计一种基于积分Backstepping的船舶航向非线性滑模控制器,实现船舶在大幅度改向操纵运动中航向准确快速跟踪控制.在采用Bech船舶操纵运动数学模型精确描述船舶大幅度改向运动性能的基础上,利用反演法设计航向改变控制算法,引入积分控制环节消除模型参数不确定性和风、浪、流等干扰影响,借助Lyapunov稳定性定理证明控制系统渐近稳定.对实船的仿真对比可知,本文设计的船舶航向控制器性能优越,控制舵角合理,控制输出航向对本船参数摄动及外界干扰不敏感,具有较强的鲁棒性.     

科里奥利质量流量计增益控制闭环设计

在双U型科里奥利质量流量计(CMF)原理研究的基础上,设计了实现驱动系统的物理闭环和增益控制闭环.增益控制单元作为增益控制闭环和物理闭环的共用环节,由增益控制信号产生电路和自动增益控制电路组成,前者检测来自物理闭环的振动幅度信息,并与设定安全值比较,后者根据比较结果利用场效应管的压阻特性来实现自动增益控制,以保证系统稳定工作.仿真结果表明电路设计与器件选择正确,预期功能实现良好.具体阐述了增益控制闭环的设计思路和设计实体.     

基于Backstepping的非线性船舶航迹跟踪控制器设计

针对船舶动态存在大惯性、时滞、非线性等特点,和船舶航行中易受海风、海浪、洋流等环境因素的影响的问题,考虑三自由度非线性船舶运动数学模型。基于Backstepping设计思想,设计了具有全局渐近稳定的船舶航迹跟踪控制器。Simu-link仿真结果表明,船舶实际航迹能够跟踪期望航迹,达到了满意的控制效果,验证了所设计控制器的有效性。     

一类非线性时滞系统通过自适应Backstepping的控制

考虑了一类非线性时滞系统的自适应控制问题。利用Lyapunov函数和Backstep-ping方法设计了一个自适应状态反馈控制器,利用递归原理同时构造Lyapunov函数和镇定控制器,将复杂的非线性系统分解成不超过系统阶数的子系统,然后为每个子系统设计部分Lyapunov函数和中间虚拟控制量,一直“后推”到整个系统,再考虑自适应非线性时滞系统式(1),最后选取Lyapunov函数式(4)。经过推导,使得由式⑴和式⑸组成的闭环系统是全局稳定的。     

基于Backstepping方法对不确定性Chen系统的自适应控制

基于Backstepping方法对含不确定性Chen混沌系统进行控制.当非线性Chen系统含有三个关键参数未知时,通过利用该系统的特殊性质,运用自适应控制器的设计方法,构造恰当的控制器,从而使闭环系统消除混沌并最终达到全局稳定.仿真结果验证了该方法的有效性.     

一种基于精确反馈线性化的非线性鲁棒控制器

基于精确反馈线性化原理将非线性数学模型线性化，然后用闭环增益成形算法设计出鲁棒精确反馈线性化控制器，并将之用于船舶自动舵的航向保持方案中，用Matlab的Simulink进行了名义模型、摄动模型和不同海况干扰等多方面的仿真研究，最后将结果与基于LQR的精确反馈线性化控制器的仿真结果进行较，得出本研究具有设计简单、物理意义明确和控制器鲁棒性较强的优点。     

精确反馈线性化中虚拟输出函数的求解与应用

为使精确反馈线性化方法得到更广泛的应用,给出虚拟输出函数的简便求解方法．首先将虚拟输出函数的求解转化为偏微分方程组的求解,然后针对这类偏微分方程组的特点提出仿照求解齐次线性方程组的方法可以简便的求出虚拟输出函数．利用该方法为非线性舵鳍联合系统实现了状态反馈线性化,并基于闭环增益成形算法设计了非线性鲁棒控制器,仿真表明该控制器对原非线性系统能起到良好的控制作用．该方法简单、实用,对于状态反馈线性化的实现具有一定的指导意义．     

船舶航向保持的非线性逆推鲁棒控制算法

为提高控制器的鲁棒性能,针对非线性船舶航向保持系统,将简化的逆推算法与闭环增益成形算法相结合,设计出非线性鲁棒控制器.以大连海事大学实习船“育鲲”号为例进行仿真.结果表明,该算法能够使船舶无超调无静差地跟踪设定航向,调节时间为200 s,控制效果良好,且控制器对模型摄动具有一定的鲁棒性.该算法设计过程简单,物理意义明显.     

基于双闭环控制的SVG系统建模与仿真

静止无功补偿器(SVG)具有动态性、灵活性等特点,从而成为无功补偿的首选方案和发展方向.从SVG基本结构的拓扑模型出发,建立SVG数学模型,提出SVG双闭环控制策略——电流内环控制设计和电压外环控制设计,并运用Matlab/Simulink仿真工具进行电路建模和仿真验证,证实其可行性和正确性.     

基于阀芯位移观测的步进梁速度闭环控制

步进梁由固定梁与移动梁构成。由液压缸驱动的移动梁托起数百吨重的钢坯做矩形运动,使钢坯在炉内加热过程中一步一步地自入炉侧向出炉侧移动。移动梁的运动速度和位移精度非常重要,速度控制不准,移动梁托起或放下钢坯时会发生碰撞损伤步进梁。位移控制不准会造成误差积累,导致钢坯不能正常出炉。因此,步进梁运动速度和位移的准确控制至关重要。文章在分析研究步进梁系统工作原理及数学模型的基础上,采用状态观测器对阀芯位移进行重构,设计了阀芯位移与移动梁速度双闭环串级控制系统,并利用Matlab/Simulink进行了仿真研究。结果表明,与开环控制、单闭环控制相比,双闭环串级控制策略可实现速度的准确跟踪和位移的准确控制。     

基于反步法的双电机同步联动伺服系统自适应鲁棒控制

针对具有未知传动齿隙的伺服系统,采用双电机同步联动消除齿隙,分别施加偏置力矩,在系统参数未知、存在未建模动态及外界扰动的情况下,设计了基于反步法的自适应鲁棒控制器。该控制器包括基于模型参数在线估计的自适应补偿、稳定反馈和鲁棒控制三部分。通过逐步选择控制系统Lyapunov函数,使得系统闭环控制系统信号有界,且跟踪误差在任意期望的精度内。理论证明和仿真分析验证了算法的有效性。     

一种控制增益函数未知的自适应模糊控制

针对一类控制增益函数未知的、含有不确定项的非线性系统,为实现其跟踪控制目标,提出了一种鲁棒直接自适应模糊控制方法.该方法仅要求控制增益函数为有界函数,用广义模糊双曲正切模型逼近一个与控制增益函数无关的新颖的等价控制器,并为消除系统中的不确定项和逼近误差设计了一个双曲形式的鲁棒补偿控制项,从而保证了系统跟踪误差收敛到原点的一个小的邻域内,且所有的变量一致有界,控制输入平滑没有抖振.利用Lyapunov函数证明了该算法的有效性,并用倒立摆仿真实例进行了验证.