按灵敏度与传递函数设计的二自由度控制方法

根据灵敏度函数的概念，利用模型参考自适应的原理，提出了按系统灵敏度函数与系统传递函数独立设计的二自由度控制方案。论证了二自由度控制原理，并推导了实现这一控制的条件，理论研究和实验结果表明，将这一控制思想运用于参数大范围变化的控制系统设计时，能极大增强系统的鲁棒性。     

基于灵敏度函数的二自由度控制系统设计与应用

针对具有参数不确定性和外部未知扰动的不确定系统,基于灵敏度函数,提出了一种二自由度控制结构.在标称情况下,这种二自由度控制结构的给定值响应和负载干扰响应是完全解耦的,可以分别通过调节2个不同的控制回路来达到各自期望的控制性能指标.该控制系统保证反馈灵敏度函数和前馈灵敏度函数的范数小于某一正数,从而可使控制系统稳定.仿真实例验证了该控制系统的可行性和优越性.     

一阶不稳定时滞过程的二自由度PID控制

针对一阶不稳定时滞过程,提出一种基于灵敏度函数的二自由度PID控制器整定策略.首先利用内环反馈得到稳定的广义被控过程的模型,然后基于灵敏度函数利用鲁棒分析方法整定二自由度PID控制器的参数.该方法使系统具有良好的目标值跟随特性、干扰抑制特性和鲁棒性,并且参数调整方便.仿真结果表明该控制方法的有效性.     

不稳定时滞过程的二自由度PID控制

针对一类不稳定时滞过程，采用双环控制结构，首先使广义对象稳定，然后按内模控制原理设计了一种二自由度PID控制器．所设计的控制器具有两个可调参数，且被调参数与系统性能直接相关，可使系统同时具有良好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性．仿真结果证明了它的有效性.     

非线性离散系统基于控制Lyapunov函数的反馈镇定

以控制Lyapunov函数为基础，研究了一类具有多个输入的非线性时间离散系统的反馈镇定问题．在假设存在一个二次型控制Lyapunov函数的前提下，明确给出了使得这类系统的零解全局渐近稳定的反馈控制律．根据LaSalle不变性原理．建立了使得闭环系统稳定的充分条件．这一结论推广和改进了具有单个输入的仿射非线性系统的反馈镇定问题．     

基于条件技术的三自由度内模控制抗饱和设计

在研究二自由度内模控制具有抗饱和功能的基础上,提出了三自由度内模控制抗饱和框架.详细阐述了3个控制器的设计步骤,并分析了系统的渐近稳定性.Q1(s)和Q2(s)采用传统的内模控制原理设计,Q3(s)采用条件作用技术设计.通过Popov稳定性判据证明了系统的渐近稳定性.经仿真表明,三自由度内模控制抗饱和结构具有抗饱和、参考跟踪和抗干扰的功能.     

周期激励复数Duffing振荡系统的混沌特性和控制研究

针对二自由度周期激励下的复数Duffing振荡系统，讨论了系统的不动点、奇怪吸引子和混沌控制问题；应用Pyragas方法对复数Duffing振荡系统混沌进行控制，提出了一种非线性控制方法；推导了控制输入的函数表示，并针对不同的控制输入参数进行了数值计算。数值结果表明，同传统的混沌控制法相比较，该方法具有控制过程简单、控制时间短的特点，并且通过选择合适的控制输入参数，可以有效地控制Duffing系统的混沌，使系统达到期望的稳定目标点和目标轨道，具有重要的实际应用价值。     

一种新的二自由度PID调节器设计方法

本文针对典型工业过程控制对象,扩展了基于干扰检测的控制思想,与二自由度PID控制相结合,提出了一种新的二自由度PID调节器的设计方法.所设计的调节器结构简单,参数整定方便,可使时滞和非时滞系统都具有良好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性,仿真研究结果表明了它的有效性.     

一种基于模糊逻辑的二自由度PID的实现

针对传统二自由度PID控制中用Ziegler—Nichols稳定边界法整定干扰抑制参数KP，KI，KD，其时外界扰动敏感性较强，难以达到系统控制要求这一问题，给出了一种基于模糊逻辑的二自由度PID的实现，运用模糊逻辑算法对KP，KI，KD三参数进行整定，较好地改善了系统的抗干扰性能。仿真结果表明该控制器具有良好的干扰抑制特性和设定值跟踪特性。     

一种新的二自由度PID调节器设计方法

本文针对典型工业过程控制对象,扩展了基于干扰检测的控制思想,与二自由度PID控制相结合,提出了一种新的二自由度PID调节器的设计方法.所设计的调节器结构简单,参数整定方便,可使时滞和非时滞系统都具有良好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性,仿真研究结果表明了它的有效性.     

基于迭代学习算法的机械臂系统轨迹跟踪控制

针对平面二自由度机械臂这一非线性系统,设计了带初态学习的指数变增益D型迭代学习律,并给出收敛性证明.仿真结果表明,迭代学习控制对于诸如二自由度机械臂系统这类具有重复运动性质的被控对象具有很好的控制效果.设计带初态学习的指数变增益D型学习律,系统不仅在存在初态偏移的情况下实现了机械臂期望轨迹的完全跟踪,还加快了收敛速度,增强了迭代学习控制的鲁棒性.     

热交换系统二自由度PID 控制

为解决热交换系统的温度控制问题, 采用二自由度PID(Proportional-Integral-Derivative)控制算法设计了温度控制器。该控制器的PID 参数通过Ziegler-Nichols 振荡法整定, 二自由度化控制器参数根据经验规则进行调整。利用所设计的二自由度PID 控制器和传统的PID 控制器进行了多项仿真实验, 包括目标跟踪、抗扰、鲁棒性和标称模型控制等。实验结果表明, 二自由度PID 控制器的目标跟踪速度优于传统PID, 具有良好的鲁棒性, 对标称模型的控制具有更小的上升时间和反冲。     

非匹配不确定系统积分型滑模控制器设计

针对一类非匹配不确定性系统的滑模控制问题,在假设系统不确定性有界约束的情况下,提出了基于Lyapunov稳定的积分型滑模控制方法. 通过引入积分项,构造非匹配不确定系统的切换函数,由滑模运动的可达条件,设计系统的积分型滑模控制器（ISMC）. 采用该方法设计二自由度机械系统的控制系统,并与采用二次型调节器（LQG）的情况相比较,仿真结果表明了积分型滑模控制策略的有效性.     

仿人多自由度立体双目视觉导航系统的研究与开发

基于人类视觉系统原理，设计了仿人多自由度的立体双目视觉导航系统．首先给出了立体双目视觉导航系统的设计原理，然后详细讨论了仿人多自由度立体双目视觉装置的设计．该装置可同时实现水平旋转、俯仰、左右摄像机聚散度调整4个自由度伺服控制，并可实时在线调整摄像机参数．针对自由度控制电机及其驱动控制、摄像机同步控制、摄像机参数控制、基线长度选择等进行了优化设计．系统在Pioneer-2DXE移动机器人的实际应用验证了本设计方案的可行性和有效性．     

一类不确定对象的两自由度H_∞控制

本文针对具有输出端乘性不确定性这一类对象 ,推导出了在两自由度H∞ 控制结构中 ,为使系统同时具有稳定鲁棒性和性能鲁棒性 ,两个控制器应满足的一个充分条件 ;在此基础上将两自由度H∞ 控制问题转化为标准控制H∞ 问题 ,给出了一种两自由度H∞ 控制器的设计方法     

基于改进模拟退火算法的二自由度PID控制器设计

通过分析传统二自由度PID控制器参数整定过程中存在的不足,结合模拟退火算法的特点,提出了一种改进的模拟退火算法,并将其成功地应用于二自由度PID控制器的参数优化设计.仿真结果表明,所设计的二自由度PID控制器同时具有良好的目标值跟踪特性和干扰抑制特性.在隧道式炉二自由度PID控制系统设计中获得了良好的控制效果,从而说明了该方法的有效性.     

一类不确定对象的两自由度H∞控制

本针对具有输出端乘性不确定性这一类对象,推导出了在两自由度H∞控制结构中,为使系统同时具有稳定鲁棒性和性能鲁棒性,两个控制器应满足的一个充分条件;在此基础上将两自由度H∞控制问题转化为标准控制H∞问题,给出了一种两自由度H∞控制器的设计方法。     

基于两自由度H_∞控制策略的泵控液压系统研究

针对泵控液压系统存在的控制精度低和鲁棒性差等问题,提出一种两自由度H∞控制策略。根据泵控液压控制系统的工作原理,采用电液模块功能分区的方法构建其数学模型;引入PID控制器作为串联校正函数,提高系统的响应速度,同时设计反馈控制器及前置滤波器提高系统的跟踪精度和鲁棒性;在泵控液压系统的物理模型上对两自由度H∞控制器进行仿真研究,仿真结果表明所设计的控制器具有良好的跟踪精度和鲁棒性,并对其进行实验研究。实验结果表明,与PID控制器相比,采用两自由度H∞控制器时系统的跟踪误差从3.84%~4.64%降低至0.22%~0.42%,同时对外界扰动具有更好的鲁棒性。可见,所提出的两自由度H∞控制器可用于复杂工况下泵控液压系统的实际控制。     

一种强鲁棒性多内模控制器的设计与仿真

提出一种强鲁棒性的多内模控制器的设计方法，其可在线测试对象特性参数和模型快速跟踪对象。大量的仿真试验表明，它是一种适用于大滞后和参数时变的控制器，可同时满足随动与定值二自由度系统的控制要求，并增强系统的鲁棒性。     

基于波谱能量分析的原油电脱水系统的H∞控制器

油田开采后期，采出液中含水率很高且采出液量极不稳定，这就导致原油电脱水系统频繁受到大的干扰。为了保证原油电脱水系统对这种干扰有良好的抑制能力及系统的鲁棒稳定性，基于电脱水系统在工作点附近的线性化模型，综合考虑了系统的灵敏度函数和补灵敏度函数，确定了将混合灵敏度函数最小化作为系统性能的评价标准和控制器设计准则。结合现场实际情况，采用波谱能量分析方法和频率特性覆盖方法，确定了系统的加权函数阵；根据状态空间经典H∞控制理论，求解出系统的标准H∞控制器。将控制器加入系统后，进行了大干扰条件下的仿真分析。结果表明，该控制器的各项控制参数满足工艺要求，系统运行平稳、安全，控制效果令人满意。