动态矩阵控制的参考轨迹设计方法

在定义最小鲁棒指数的基础上，分析了参考轨迹对系统鲁棒性的影响以及当前参考轨迹的缺陷，提出了基于设定值跟踪参考轨迹和扰动回复参考轨迹叠加的新的参考轨迹设计方法。     

动态矩阵控制的稳定性分析

对预测控制中的内模控制进行了研究，并以此为基础，将动态和左阵控制化为内模控制结构，由动态矩阵控制多项式得到其重要的稳定性结论，对稳定的动态矩阵控制器设计具有指导作用，。     

动态矩阵控制的鲁棒性分析及其参数调整方法

基于设计的点预测控制器及其鲁棒性分析,得到的任意动态矩阵控制器都可以由点预测控制器的加权和表示,而其鲁棒性亦可由点预测控制器的鲁棒性加权和近似表示.本文进一步分析了为改善预测控制中的矩阵求逆条件和控制器的稳定性而采取对预测控制器的控制增量△u(t)加入惩罚因子后的鲁棒性,得到其鲁棒性不小于原控制器,并在此基础上分析了控制器参数对系统鲁棒性的影响和为提高鲁棒性而进行参数调整的方法,为动态矩阵控制在过程控制中的应用提供指导.     

区间矩阵的鲁棒稳定性分析

本文通过对不确定结构作对角规范化处理,利用行列式的特殊性质,得到了新的鲁棒稳定判据.在对角化基础上,求取一个多维方体各顶点所对应的行列式值,由此构成一个凸多边形,从判别该凸多边形是否包含原点来判别区间矩阵的稳定性.这种方法的保守性可通过将多维方体逐步划分成小块而得到无限降低.     

闭环供应链动态模型及其鲁棒H∞控制

在具有再制造时滞、外部需求及回收不确定的环境下,结合实际的生产、再制造、分销、库存和回收的运作情况,考虑到电子商务的影响,根据生产库存、分销库存、顾客虚拟库存建立了闭环供应链动态模型,分析了闭环供应链的鲁棒运作,给出了解决电子商务下的闭环供应链动态系统的鲁棒H∞控制策略和线性矩阵不等式算法.最后,通过仿真计算验证了方法...     

系统存在建模误差时动态矩阵控制鲁棒性分析

在点预测控制器鲁棒性分析的基础上，进行由两点到多点预测控制器的鲁棒性分析，得到任意的动态矩阵控制(DMC)控制器都可由点预测控制器的加权和表示，而其鲁棒性亦可由点预测控制器的鲁棒性加权和近似表示．这为动态矩阵控制的鲁棒性和快速性综合提供了明确的指导作用．     

确定线性动态控制系统的鲁棒性设计方法

鲁棒线性控制器设计的主要问题是针对对象模型不确定性,寻找线性反馈控制器,使得不确定控制系统稳定。针对具有线性、非线性或时变结构的模型不确定性多变量动态系统,采用动态补偿器结构与原系统进行增广,构成闭环动态近似系统,根据Gronwall引理,推导出了基于不 确定性范数上界的动态线性系统鲁棒稳定的充分条件。根据鲁棒稳定条件,给出了具体的动态不确定系统的鲁棒性设计算法。通过选择适当的变换阵,利用特征值配置技术求出动态补偿器的参数,来满足鲁棒稳定条件,使得闭环不确定动态系统稳定,从而提出了一种时域内鲁棒线性 控制器设计方法－动态补偿器法。该方法同样适用于控制器为输出反馈的情形,给出了具体设计实例,以验证设计方法的简单性与有效性。     

双渠道闭环供应链动态模型及其鲁棒H_∞控制

在具有生产时滞、电子分销时滞、外部需求及回收不确定的环境下,结合实际的生产—再制造—分销—电子商务、库存和回收的运作情况,根据生产库存、分销库存、顾客虚拟库存以及回收库存,建立了双渠道闭环供应链动态模型.对双渠道闭环供应链的鲁棒运作进行了分析,给出了解决双渠道闭环供应链动态系统的鲁棒H∞控制策略和线性矩阵不等式算法.分析表明,鲁棒H∞控制策略能够有效地抑制双渠道闭环供应链运作过程中不确定因素的影响,使闭环供应链运作达到理想状态.最后,通过国内家电企业的仿真计算验证了方法的有效性.     

动态矩阵控制的截断误差校正

动态矩阵控制（ＤＭＣ）的模型向量存在截断误差时会使系统产生动态偏差．截断误差越大，动态偏差亦越大，甚至造成系统不稳定．文中分析了产生动态偏差的机理，提出了一种根据截断误差大小选取不同位移矩阵来校正截断误差的方法，减小了截断误差对系统性能的影响．改进后的ＤＭＣ允许模型向量存在一定的截断误差，从而能以较小的建模时域或较高的采样频率实现高性能的ＤＭＣ．仿真结果表明，该方法几乎能完全消除模型向量截断误差的影响，适用于开环阶跃响应为Ｓ形的对象以及开环响应最后区段单调变化的对象．     

广义预测控制的鲁棒性分析

分析了广义预测控制的状态空间结构,指出其实质是状态反馈;推导了在存在建模误差时闭环系统传递函数与标称系统传递函数之间的关系,并结合小增益定量给出了频率域中闭环系统鲁棒稳定的条件,仿真倒子验证了条件的正确性。     

动态矩阵控制及其改进方法的仿真研究

在动态矩阵控制中,其跟踪性能中的快速性与无超调性之间经常存在矛盾,作者提出针对性能指标进行改进,形成动态矩阵PI控制.这一算法可以明显改善控制性能.表述了对动态矩阵PI控制算法的推导,并通过仿真实例与动态矩阵控制算法进行比较,证实动态矩阵PI控制算法的优越性.     

基于阶梯式动态矩阵控制的电烤箱温度控制系统

通过测试电烤箱的阶跃响应,用作图法得到电烤箱的模型.在此基础上将阶梯式动态矩阵控制应用于电烤箱温度控制系统中,该算法能有效处理系统的时延,对模型的依赖性较低;而且由于阶梯式控制策略的引入使得计算简单,控制量变化平缓,很适合于实际应用.在电烤箱上的实时控制效果显示出该算法的优良性能.     

基于动态矩阵控制的自主移动机器人模型预测控制方法研究

自主移动机器人运动转向系统的精确控制是其实现直线运行、原地转向功能和完成自主巡航、自治搬运任务的重要基础。为实现对机器人运行转向系统的有效控制,通过分析自主移动机器人的运动转向系统的数学模型,构建出传递函数的表达形式,提出了一类基于动态矩阵控制(dynamic matrix control, DMC)的模型预测控制方法。此外,面向自主移动机器人的运动转向系统,利用Matlab平台开展了基于DMC的模型预测控制方法的仿真研究,仿真结果表明,在运动转向系统的控制过程中,基于DMC的预测控制方法同传统比例-积分-微分(proportion-integral-derivative,PID)控制器相比,在抑制超调、防止稳态误差等方面具有更强的控制性能;开展针对模型失配问题的仿真研究,进一步证明了该算法的鲁棒性和适应能力。同时,通过无障碍和有障碍两类情形下的机器人行走实验,验证了机器人运动系统的有效性。     

基于动态矩阵的永磁同步直线电机速度控制

为了改善直线电机的动态响应性能,提高电机控制系统的鲁棒性,使电机稳定运行,基于预测控制理论,设计了适用于直线电机速度环控制的动态矩阵控制器,将传统的直线电机三闭环控制系统中的速度环PID控制器替换为动态矩阵控制器,并分别搭建基于PID速度控制器和动态矩阵速度控制器的永磁同步直线电机三闭环仿真模型,在此基础上给控制系统施加阶跃信号,并进行突加负载和突减负载的仿真,将2种控制器控制下的系统响应结果进行对比。仿真结果表明,当速度环采用动态矩阵控制后电机的响应速度更快,超调更小,使电机速度更快达到稳定。改进后的速度环控制器提高了直线电机控制系统的鲁棒性,改善了直线电机的动态响应性能,提高了控制系统的抗扰动能力,有利于电机在负载变化较大的情况下运行。     

动态矩阵控制在营养液调配中的仿真研究

营养液调配控制系统是一个非线性、滞后参数时变的非最小相位系统,同时还存在各种约束条件．因此,要想精确建立其数学模型是非常困难的．针对这一特点,本文利用系统阶跃响应序列建立一种非参数模型,并提出了带误差变化率反馈校正的动态矩阵控制改进算法,并通过仿真实验比较证明了改进算法的正确性和有效性．     

区间矩阵系统的保低成本鲁棒容错控制

为了使区间矩阵容错控制系统具有鲁棒稳定性，且具有低保守性，提出了确定实对称阵集合最小上界的方法．利用最小上界及矩阵Riccati方程，给出了系统矩阵和输入矩阵均合有不确定性时，区间矩阵系统有限时间及无限时间保低成本鲁棒容错控制器设计方法．该设计方法把确定多个Riccati不等式共同解的复杂问题简化为求解单一Riccati方程，所得到的鲁棒容错控制器可使系统具有低成本保证值，方法简便易行．文中具体算例表明了该方法的有效性．     

基于动态逆的直升机多变量鲁棒控制

针对UH-60黑鹰直升机悬停和低速飞行时轴间强耦合现象、难以获得飞行速度精确测量值以及动态逆的鲁棒性问题,在以速度为参数的增益调度线性动态逆控制器基础上进行改进,将表征空气动力学参数、质量特性和工作点摄动的有界不确定性被包含在具有物理意义的线性分式变化(LFT)模型中,进而与多变量鲁棒综合/分析相结合.针对鲁棒综合设计中遇到的问题,如控制器结构、加权函数和对象不确定性类型的选择进行了研究.非线性仿真和鲁棒分析结果表明:鲁棒动态逆控制系统具备良好跟踪和解耦效果,满足鲁棒稳定性要求,并且其鲁棒性能远优于传统动态逆.     

基于动态输出反馈的扩展结构大系统有机结构控制

主要研究一类在原大系统结构上又逐个地增加了新的子系统的扩展结构大系统基于动态输出反馈的有机结构控制问题。研究了在动态输出反馈条件下扩展结构大系统的数学描述方法,利用Lyapunov稳定性和线性矩阵不等式(LMI)理论给出了此类系统鲁棒关联镇定的充分条件,得到了其动态输出反馈控制器的设计方法,结合算例对所提出方法进行了仿真研究,结果证明了该方法的有效性。     

高阶SISO非线性系统的分层模糊滑模控制

为了解决高阶SISO(单输入单输出)非线性系统模糊控制中出现的"维数灾"问题,采用典型模糊控制单元,构造了"增一型"分层模糊控制器。提出了分层模糊滑模控制方法,并证明了分层模糊滑模控制系统的全局渐近稳定性。该方法设计参数少,设计步骤简单,并且控制器的设计参数只需要满足一定的比例关系即可使整个分层模糊滑模控制系统全局渐近稳定,从而减小了模糊控制器的设计工作量和难度。用一个仿真例子验证了该方法的有效性和优点。     

机炉协调控制系统的鲁棒性能分析

为克服传统鲁棒控制算法的保守性,提出一种概率范式下评价参数不确定控制系统鲁棒性能的方法。该方法能以累积频率曲线的形式直观地对任意性能水平下不同控制系统的鲁棒性能进行比较;同时,针对机炉协调控制系统设计一种鲁棒反馈线性化控制器,并运用上述评价方法将其与传统的精确反馈线性化控制器的鲁棒性能进行对比。仿真结果显示鲁棒反馈线性化控制器具有更为优越的鲁棒性能,同时验证了所提出的控制系统鲁棒性能评价算法的有效性。