战术导弹垂直发射姿态调转次最小时间控制器

针对战术导弹垂直发射姿态调转时的快速性要求,研究了垂直发射快速姿态调转的次最小时间控制问题。首先基于误差四元数并结合垂直发射的具体特点,建立了战术导弹垂直发射的非线性数学模型;然后基于误差四元数和最优控制理论进行控制系统设计,得出了一种基于误差四元数的非线性反馈控制器,该控制器不仅实现了绕欧拉特征轴的旋转,而且实现了绕特征轴的次最小时间控制,缩短了姿态调转的时间,最后通过仿真验证其有效性。     

战术导弹垂直发射控制的输出解耦变结构方法研究

战术导弹垂直发射时需要姿态快速机动 ,这造成了在姿态调过程中导弹呈现较严重的非线性和耦合特性。针对垂直发射时系统的要求和特点 ,利用输入输出解耦变结构控制方法 ,研究了战术导弹垂直发射姿态调转的控制问题。首先结合垂直发射的具体特点 ,建立控制系统非线性数学模型 ;然后利用输入输出解耦变结构控制方法 ,进行导弹垂直发射姿态调转的控制系统设计 ,得到了具有良好鲁棒性的非线性控制律 ;最后通过仿真验证了该控制律的有效性     

现代防空导弹火力单元的自动引导与控制

针对先进指控系统为达成快速、自动化引导和控制防空导半火力的目标,提出自动控制各火力单元的雷达作用扇区,和自动将目标指示信息输入火力单元的目标跟踪通道两项关键技术方法。分析了一个作战单位指控系统与多通道火力单元信息交链的基本内容,然后围绕雷达天线调转控制和自动目标指示问题,剖析了作战单位与火力单元各自的设计考虑和主要处理、响应过程,对新一代作战单位指控系统与防空导弹武器的交链设计颇有借鉴。     

基于快速控制原型的风力发电半实物仿真系统

为提高风力发电MPPT控制器设计与测试验证的快捷有效性,提出了基于LabVIEW FPGA的MPPT快速控制原型(RCP)系统。在LabVIEW RT实时运行平台上,采用PXI-FPGA架构设计了风速、风力机和PMSG的实时仿真模型,以及MPPT快速控制原型。将功率变换器、实时仿真模型和MPPT快速控制原型相连接,构造出半实物仿真(HIL)闭环测试系统。通过渐变风速和自然风速的实时仿真测试,验证了所述快速控制原型系统设计的正确有效性,为风力发电系统的进一步深入研究提供了一套有效的实时仿真和半实物测试平台。     

基于自适应快速终端滑模的航天器容错控制

针对执行机构发生故障时的航天器姿态控制问题,提出了一种基于自适应快速终端滑模的容错控制设计方法。该方法通过选择具有快速终端特性的滑模面,提高航天器容错控制的收敛速率,实现系统有限时间稳定|利用自适应控制方法在线调整控制器参数,消除对故障最小 值信息的依赖。仿真结果表明,与基于普通滑模控制器的容错控制相比,所提出的方法在保证系统鲁棒性和稳定性的同时,三轴姿态角和态角速度收敛时间可分别降低约54.5%和50%,实现快速有效的航天器容错控制。     

快速阶梯式非线性预测控制

针对仿射非线性系统,以参考输出轨迹代替预测的未来输出进行多个一步预测,取代了多步预测,提出了快速非线性预测控制算法,计算量小,可获得解析控制律;引入了阶梯式控制思想,进一步降低了计算量,柔化了控制量的变化轨迹。对水箱液位控制系统的仿真和实验研究,获得了良好的控制效果,初步验证了算法的有效性。     

锅炉汽包水位系统DMC-PID串级控制仿真研究

给出具有可测干扰系统的动态矩阵控制(DMC)算法,并结合动态矩阵控制、串级调节和PID控制三者的优点,提出了锅炉汽包水位控制系统的DMC-PID控制策略,即内回路采用PID控制快速消除给水流量的扰动,外回路采用带前馈补偿的DMC控制,可有效地克服汽包水位系统的另一主要扰动-蒸汽流量的扰动,同时DMC的强鲁棒性保证了在对象特性变化的情况下仍然获得良好的调节品质。计算机仿真结果显示了该控制策略的有效性和实用性。     

一种基于生长激素调节原理的智能协同控制器

提出一种基于人体生长激素双向调节机制的智能协同控制器,研究了其控制参数调节规律。控制器包括增强控制单元、抑制控制单元和融合控制单元,根据生长激素分泌调节原理分别设计其控制调节规律。增强控制单元主要起快速消除控制偏差的作用,抑制控制单元则起稳定消除控制偏差的作用;在融合控制单元的协调下,增强控制单元和抑制控制单元协同工作,迅速、稳定地消除控制偏差。仿真结果表明,该智能协同控制器的控制性能优于传统PID。     

基于CMAC的流体压力水锤控制

飞机液压系统的压力脉动是造成液压元件提前疲劳损坏的重要原因之一。飞机液压系统压力脉冲试验是产生压力水锤考核液压元件寿命的重要设备。由于该设备的数学模型是一个分布参数的非线性系统,且受到试验件的影响,较难有效的实施快速控制。提出一种CMAC与传统控制相结合的并行控制方案,利用CMAC的分类存储与传统控制的微调作用较好的实现了水锤的快速精确控制。仿真试验表明,能大大缩短波形的调整时间,且具有较强的自适应能力和鲁棒性。     

近距格斗空空导经间最佳快速转弯控制律研究

为了使近距格斗空空导弹在大离轴角发射时能快速地转向目标,需要研究快速转弯控制律。要求在给定的时间内使导弹由初始姿态转到所要求的姿态,并使导弹终端速度最大。应用最优控制理论,提出一种最佳快速转弯控制律,能在推力矢量控制下消除终端时刻垂直于初始视线方向上的速度分量。数字仿真表明,该控制律具有很好的性能,能使近距空空导弹在大离轴角发射时的截击能力得到提高。     

控制受限的BTT导弹反演自适应滑模控制研究

针对具有非匹配不确定性的倾斜转弯 (bank to turn, BTT)导弹在控制受限情况下的鲁棒控制问题,提出了一种自适应滑模反演控制方法。反演设计的每一步中,采用自适应算法对不确定性的上界进行估计,给出了具有范数型切换函数的连续的自适应滑模控制律。在实际控制量的设计中显式地考虑了控制量的饱和特性,保证了系统在控制饱和时的稳定性,并采用Lyapunov稳定性理论证明了跟踪误差最终有界。仿真结果表明,在气动参数摄动和控制量存在饱和的情况下,本文的控制方法仍能快速、准确地跟踪指令信号,具有较强的鲁棒性。     

基于RMMAC的集成主动容错飞行控制

针对主动容错飞行控制系统设计问题,提出一种基于改进鲁棒多模型自适应控制(robust multiplemodel adaptive control,RMMAC)的故障检测与控制重构集成设计方法。建立了飞行器传感器和执行器故障的数学模型,介绍了改进鲁棒多模型自适应控制算法的结构和实现步骤。某无尾飞机重构飞行控制的仿真结果表明,在执行器故障情况下,基于改进RMMAC的集成主动容错飞行控制系统能够快速准确地辨识故障,并依据故障信息更新局部控制器权值,实现控制重构,提高了飞机可靠性、安全性和生存能力。     

某型武器模拟转台专家智能控制器的设计

针对控制器饱和等非线性因素严重影响武器模拟转台控制稳定性和精确性的问题,设计了一种基于专家知识的智能控制器,建立了控制规则。采用传统定参数PID控制,保证系统对平缓位置信号的精确跟踪;利用专家智能控制实现大阶跃波动下的快速、平稳过渡。仿真和实验结果表明,控制器调节参数少,收敛速度快,且具有较好的鲁棒性,满足了模拟转台过渡快速、稳定,跟踪精确的研制要求。     

RT-LAB快速控制原型在随动系统的应用

快速控制原型实现是由计算机迅速建立控制器模型,受控对象采用实物,构成整个仿真回路,这属于半实物仿真(即硬件在回路仿真)的一种情况。介绍了基于先进的仿真系统平台软件RT-LAB的快速控制原型方法,利用Matlab/Simulink建立的控制器模型,以及RT-LAB实现实时仿真所需的软硬件环境,完成了在随动系统中的应用,实验结果证明该方法是有效的。     

基于Backstepping的机器人鲁棒跟踪控制

针对机器人跟踪控制问题，提出了基于Backstepping方法下的滑模变结构控制律，并利用低通滤波器(LPF）削弱了滑模控制中出现的抖振现象，该控制律能保证轨迹跟踪误差的快速收敛性及对外部扰动和参数不确定性的鲁棒性。仿真实例证实了理论分析结果的正确性。     

基于负载转矩估计的PMSM无抖振滑模控制

针对永磁同步电动机(PMSM)转速矢量控制系统,提出一种将高阶滑模和非奇异终端滑模相结合的控制方法,在保证系统全局一致稳定情况下,消除滑模控制的抖振现象,实现快速、准确的转速跟踪控制.采用转速/电流双闭环控制结构,针对转速环,提出一种自适应负载转矩估计方法,解决了未知负载扰动问题;针对电流环,提出一种指教趋近律,提高了电流环的响应速度.仿真结果表明,与传统的PI控制方法相比,所提控制方法鲁棒性强,响应速度快,转速跟踪效果较好.     

掘进机器人截割臂建模与控制

分析了掘进机器人截割臂的结构特点及动力学特性,建立了截割臂横摆动力学模型.利用了滑模控制算法对参数变化和扰动不灵敏特点,对截割臂横摆角度和长度控制进行了研究,并利用自适应技术对不确定负载进行在线估计.对截割臂横摆角速度跟踪控制和水平截割控制进行了仿真.仿真结果表明该方法是可行的,对煤岩特性变化具有较好的鲁棒性.研究结论为掘进机器人的煤岩截割控制及快速断面成形问题提供了重要的理论指导.     

基于T-S模型的自适应多变量模糊预测控制

针对多变量非线性系统的控制问题,提出了一种具有良好控制效果的模糊预测控制方法。首先采用快速聚类法和递推最小二乘法辨识得到非线性系统的T-S模型,然后对系统进行线性化,并基于线性化的模型设计模糊广义预测控制器并对非线性对象进行在线自适应控制。对一个带时延的强耦合二变量非线性对象进行仿真,结果表明对于具有时变性的非线性系统,该方法具有很好的控制效果。     

两轴型混合磁悬浮轴承变结构控制与仿真研究

介绍了两轴型混合磁悬浮轴承的系统结构,基于分散控制建立了磁轴承的控制系统模型。对磁轴承进行了变结构控制研究,根据二次型最优控制设计了切换函数,根据指数趋近律设计了变结构控制输入,实现了磁轴承的快速稳定和鲁棒性控制。通过与最优控制的对比仿真研究,表明了变结构控制具有良好的动静态特性。     

基于连续滑模控制的主动队列管理算法及仿真

基于一种改进的滑模控制器提出了一种主动队列管理（AQM）算法。采用连续的滑模控制（SMC）方案来取代不连续的切换控制，消除了滑模控制中存在的抖振现象从而使队列跟踪性能得到改善．对于网络模型的不确定性、网络参数的时变性及非TCP适应流所引起的网络抖动试算法具有很强的鲁棒性。仿真结果表明该方法可以使队列长度快速收敛到设定值，同时使队列振荡最小，结果也表明在网络条件变化的情况下，该算法优于传统的PI控制和传统的滑模控制。