有源静电悬浮系统的反馈线性化控制

静电轴承需要一套静电悬浮系统将高速旋转的转子稳定地支承在电极球腔中心,被控对象呈现非线性与负刚度特性。在推导静电悬浮系统的高阶静电力模型基础上,应用反馈线性化方法,构造出非线性控制器,能够使得系统在大范围内线性化。将传统的线性控制器与提出的非线性控制方案在三自由度静电悬浮系统上进行了实验比较。实验结果表明,将反馈线性化方法应用于静电悬浮系统,提高了系统的动态性能、稳定裕量和中频支承刚度。     

有源静电轴承的滑模控制

为了提高有源静电轴承系统对外部扰动与参数变化的抑制能力,分析了被控系统模型的非线性和不确定性,针对存在的不确定性设计了滑模控制器以提高系统的鲁棒性,并通过引入边界层来抑制非线性控制带来的抖动问题。对滑模控制系统的性能进行了测试,并与采用滞后-超前校正下的系统性能进行比较和分析。实验结果表明,在静电轴承系统中采用滑模控制方法,能够显著增强系统在中频和低频段的力扰动抑制能力,提高对系统参数变化的鲁棒性。     

主动磁悬浮推力轴承的状态反馈线性化控制

研究了无预磁化偏流的单边方式主动磁悬浮推力轴承的控制,针对系统的非线性模型,应用状态反馈线性化方法,构造出非线性控制器,使得系统在大范围内精确线性化,然后应用线性系统理论对线性化学系统进行综合。研究表明,系统具有良好的静、动态性能。由于这种单边方式推力轴承的电磁力线圈不需要预磁化偏流,与常规的差动式有预磁化偏流结构的系统相比,系统的功耗大为降低,效率显著提高,而且系统的温升及阻尼均大为减少。     

主动磁悬浮轴承的解耦控制

运用解耦控制策略对六自由度刚性转子主动磁悬浮轴承（ＡＭＢ）进行控制,应用基于逆系统理论的状态反馈线性化方法,设计出非线性控制器。将ＡＭＢ这一多变量、强耦合及非线性的系统,分解为６个单变量无耦合的线性子系统,并对线性子系统进行了综合。仿真表明,此控制策略实现了各自由度之间的动态解耦,系统的动态性能较传统的ＰＩＤ控制方法有明显的提高。     

多级减振离合器的非线性控制

以多级减振离合器的接合过程为控制为对象,考虑到扭振弹簧刚度和阻尼的分段特性,建立了单输入单输出非线性动力系统模型,应用微分流形变换和反馈线性化方法,原非线性系统可等价为具有零动力学性质的线性系统,然后在线性空间设计控制方案,仿真以两级减振自控离合器跟踪理想响应为例,结果表明,对非线性系统实施反馈线性化控制,跟踪精度高,鲁棒性好。     

催化裂化装置的非线性预测控制

基于反馈线性化方法,提出了一种有输入、输出约束条件的多入多出非线性系统的预测控制方法。催化裂化装置(FCCU)的反应再生部分是一个典型的非线性系统,基于FCCU的机理模型,采用该控制方法设计了非线性预测控制器,并对其跟踪能力和稳定性进行了仿真分析。仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的跟踪性能和稳定性。     

标准锅炉系统的适应性非线性控制

为了保证标准锅炉系统实现大范围、全工况优化运行,提出一种双环的控制结构,即内环采用适应性非线性控制,实现输入-状态反馈线性化,而外环采用线性控制器。该控制策略能自动抑制系统参数不确定性和外部扰动等模型未知因素的影响,不依赖模型的精确数学表达式。仿真表明,该适应性非线性控制策略是解决一类具有非最小相位特性的非线性系统控制问题的有效途径。     

主动磁悬浮轴承的非线性反演变结构控制

基于主动磁悬浮轴承的非线性模型,提出了一种非线性的控制方法－全阶电磁机械系统的反演变结构控制法,在对转子位置,速度及电流进行测量的基础上,控制器解决了主动磁轴承中存在的不确定性非匹配问题,实现了位置跟踪,仿真实例证明了控制器有效性。     

基于动态神经网络的非线性系统建模及其控制

结合已知机理信息构造动态神经网络，进行了非线性动态系统的建模，给出了权值调整算法，利用获得的模型，设计了反馈线性化控制器，由训练好的网络在线提供反馈线性化所需要的信息，为了解决模型失配问题，采用内模控制结构来引入模型的误差反馈，以消除稳态误差，文中给出了仿真实例。     

一类非线性系统的全局反馈镇定

讨论了一类非线性系统的全局反馈镇定问题：能控的线性系统和非线性系统。结果表明，如果零动态系统全局渐近稳定，并且从零动态系统中可分解出一个Ｈｕｒｗｉｔｚ超平面，那么这一类非线性系统就是可全局反馈镇定的。验证了其有效性。     

非线性系统线性化的递推算法Ⅰ

本文提出一种新的非线性系统线性化的算法.这种算法避免一次性地求解一个复杂的偏微分方程,而是采用递推算法,每次运算只涉及求解一组相同类型的常微分方程.这个递推方法比较容易将单输入控制系统获得的结论(即本文的主要结果)推广到多输入控制系统上去,而且易于获得数值解.     

磁悬浮轴承系统不平衡振动控制的方法

针对磁悬浮磨床电主轴系统中存在的同步振动问题 ,通过计算机仿真和实验 ,研究了 2种处理方法 :力自由控制和开环前馈控制。在力自由控制中 ,控制环节对同频振动分量不加以响应。在开环前馈控制中 ,由不同于主控制器的前馈控制环节对同频振动分量进行处理 ,其结果叠加到主控制器的输出中。计算机仿真和实际的实验结果均表明 ,这2种方法对提高系统性能具有明显的效果。该研究对于磁悬浮轴承系统不平衡振动的控制具有重要意义。     

时变不确定非线性系统的鲁棒输出跟踪

该文研究了一为具有时变参数或扰动的非线性系统的鲁棒轨迹跟踪控制问题,假定系统的标称模型是可以反馈线性化的,通过递推构造壮环系统地的Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数,给出了该类不确定系统鲁棒输出跟踪控制器设计方案。该控制器能保证闭环系统的状态是一致有界的,且通过对控制器参数的适当选择,可使闭环系统的输出跟踪达到指定的精度要求,最后由一机器人控制系统的仿真研究表明,该文提出了控制方案具有很强的鲁棒性,控制效果是令     

MIMO离散时间非线性系统的控制设计方法

提出MIMO离散时间严格反馈非线性系统的一种控制设计方法,首先,将非匹配离散时间严格反馈非线性系统变换为匹配离散时间严格反馈非线性系统,然后再对变换后的系统进行反馈性化设计。最后给出仿真算例。     

船舶航向非线性输出反馈控制

为解决船舶航向控制系统的模型不确定性、高度非线性以及状态变量与控制输入的约束问题,提出一种基于滑模控制的反馈控制算法.利用递归迭代设计法,将非线性滑动模态建立到扩展状态空间,并结合增量反馈控制,无须对不确定项进行估计.在系统输入增益符号已知条件下可自动寻找使系统稳定的控制量,避免变结构控制的抖振以及输出反馈控制的稳态误差及超调,并保证闭环系统的高阶状态变量严格有界.应用船舶非线性水动力模型进行航向控制仿真.结果表明,控制器对系统参数摄动及外界干扰不敏感,具有强鲁棒性.