基于互联网的液压远程控制系统延时预测算法研究

为了解决不确定性变化的网络延时对基于互联网的液压远程控制系统性能的影响,在系统中设计了补偿器结构解决网络延时问题,同时采用延时预测算法解决网络延时不确定性变化的问题,以改善系统的动态性能和保持系统的稳定性.仿真研究表明,采用补偿器结构和延时预测算法能够在保证系统稳定性的同时有效地降低系统的超调量,缩短系统的过渡过程.     

二维力传感器动态补偿器设计

为改善扁环式二维力传感器动态特性以及消除其维间耦合现象严重的问题,提出了用神经网络逆系统方法去构造该二维传感器的动态补偿器,并由此设计了由微分器和静态神经网络构成的神经网络逆动态补偿器.通过对原传感器的数据采集和数据处理得到了静态神经网络的训练样本,用所得到的训练样本对静态神经网络进行了训练,训练后的静态神经网络即可用来和微分器构成所期望的动态补偿器.将该动态补偿器串接在扁环式二维力传感器之后,进而构成复合的测量系统.进一步地仿真实验表明,经过动态补偿器的信号远好于未补偿的原传感器输出信号.由此可见,利用该方法设计的动态补偿器所组成的复合测量系统在消除维间耦合现象的同时、也大大改善了系统的动态特性.     

不确定离散系统的输出反馈鲁棒镇定

研究了一类具有范数有界时变不确定性的不确定离散系统的输出反馈鲁棒镇定问题．系统不仅存在状态矩阵不确定性,而且存在控制矩阵和输出矩阵不确定性．得到的动态输出反馈补偿器确保对于所有容许不确定性可以镇定被控对象．给出动态输出反馈补偿器存在的充分条件．最后通过求解一个等价的线性时不变离散系统的标准Ｈ∞输出反馈控制问题,构造出线性时变不确定离散系统的动态输出反馈补偿器的系统矩阵     

纯滞后对象的直接补偿外模控制器

提出了一种适用于纯滞后对象的外模控制器,将外部模型输出与系统实际输出之差经滤波后直接补偿控制信号。标称系统的动态性能由外部模型和补偿器来保证;系统的鲁棒性能和抗干扰能力则由滤波器来保证,二者可以解析设计,仿真结果表明,这种外模控制器具有良好的动态性能和抗干扰能力,鲁棒性能优于Ｓｍｉｔｈ预估控制,而且设计简单、方便。     

基于新型趋近律的智能无人车辆线控转向系统滑模控制

路径跟踪是智能无人车辆的关键技术之一，其中，对线控转向系统的精确控制是影响智能无人车辆路径跟踪精度的重要因素.为提升线控转向系统在未知扰动下的转角动态响应性能和路径跟踪精度，本文基于一种新型趋近律设计了改进滑模控制方法并应用于线控转向系统.首先，考虑模型不确定、系统摩擦和齿条力建立线控转向系统数学模型.然后，分析得到滑模趋近律的设计原理，通过设计参数调节函数构建了一种新型滑模趋近律实现趋近速度的动态调节，并对比分析了其在离散形式下的性能.最后，针对线控转向系统，设计改进滑模控制方法.仿真和试验结果表明，改进滑模控制方法能够改善线控转向系统对转角的动态响应性能，提高路径跟踪精度.     

基于广义动态补偿器的广义系统的特征结构配置

研究了采用动态补偿器对广义系统进行特征结构配置的问题，建立了该问题的解的参量表示，并给出了系统具有希望闭环特征结构的动态补偿器设计算法。而且，通过实例证明了该算法的有效性。     

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。     

基于改进Smith预估补偿及自适应Fuzzy-PID控制的NCS研究

在具有网络时延和被控对象自身时延的网络控制系统中,针对传统Smith预估补偿器需要被控对象的精确数学模型,对传统Smith预估补偿器进行改进,提出在预估器主反馈通道上加入一阶惯性滤波环节,用于解决被控对象与预估器模型参数失配问题。同时引入自适应Fuzzy-PID控制器作为系统控制策略,设计了系统结构并进行了仿真研究。仿真结果表明改进后的系统能获得更好的动态性能和适应性能。     

一类抗干扰型Smith预估控制系统

本文提出了一类新的抗干扰型Smith预估控制系统。这类系统利用一个动态补偿器,保证了干扰作用下系统输出的稳态误差为零,且动态特性满足设计要求。数字仿真表明,这类控制系统确实具有较好的抗干扰性能,可适用于控制对象具有原点极点的场合,并且可扩展到多变量控制系统。     

静止同步补偿器抑制电网功率振荡的机理研究

为了揭示静止同步补偿器抑制电网功率振荡的机理,基于电气转矩分析法通过建立含静止同步补偿器的单机无穷大电网的机电尺度数学模型,分析了静止同步补偿器在电网功率振荡抑制模式下影响同步发电机动态特性的物理机制,解释了不同控制策略影响电网等效惯性系数、同步系数与阻尼系数的原理。研究结果表明:反馈同步机功角时,P、D控制器分别等效地改变系统的等效同步系数和等效阻尼系数;反馈发电机转速时,P、I、D控制器则分别等效地改变系统的等效阻尼系数、同步系数、惯性系数;上述动态参数均随P、I、D控制器控制系数的增大而增加。为了充分发挥静止同步补偿器对电网功率振荡的抑制作用,进一步分析了影响振荡抑制性能的关键因素及其作用规律,可为静止同步补偿器控制策略的分析和设计提供理论基础。仿真结果验证了静止同步补偿器抑制电网功率振荡机理分析结论的正确性。     

基于操纵稳定性的EPS转向系统鲁棒控制策略研究

针对电动助力转向(EPS)系统存在传感器噪声、路面干扰、参数摄动等不确定性,以及对系统动态特性的要求,设计一种基于操纵稳定性的电流H∞鲁棒控制器。分别建立EPS转向系统及简化的二自由度整车动力学模型,以驾驶员路感良好、汽车操纵稳定性强及EPS系统鲁棒性优越为控制目标,构建系统的状态空间方程和被控对象增广模型,并对EPS控制系统进行仿真。结果表明,所设计H∞鲁棒控制器不仅能够保证满意的路感、良好的操纵稳定性,而且可以有效抑制传感器噪声和路面干扰的影响,从而提高EPS系统的稳定鲁棒性。     

电动助力转向系统优化标定方法研究

针对现有的电动助力转向系统(EPS)标定参数复杂、标定周期长、标定效果不理想问题,提出了一种EPS系统控制参数的优化标定方法。建立了EPS系统和二自由度整车数学模型;提出EPS系统性能评价指标,研究EPS系统控制参数与所提性能指标之间的关系曲线,并提出以转向稳定性为约束条件,以路感频域能量平均值最大和助力特性动态误差总方差最小为优化目标的控制参数优化标定模型。试验表明这种优化标定方法可以使EPS系统性能得到提高,有效指导标定人员进行参数标定,缩短EPS系统的研发周期。     

电动助力转向系统控制技术的研究

从汽车对转向系统性能要求出发,制定电动助力转向系统的相关控制策略,包括助力控制、回正控制及阻尼控制,并通过相关的软、硬件设计实现该控制策略,可对汽车转向过程的各个环节进行控制．为检验所制定控制策略及所设计控制软件的合理性,进行了电动助力转向系统和进口系统装车对比试验,结果表明,自主研发的电动助力转向系统与进口系统性能接近,不仅转向操纵平顺,而且具有良好的助力特性,基本达到装车使用的要求．     

车辆转向工况准确模拟方法研究

 以虚拟轮胎与地面间的相互作用力为思路,构建由电动助力转向系统、转向阻力矩加载装置及测控系统组成的车辆电动助力转向系统(EPS)试验平台,研究车辆转向工况的准确模拟方法。设计双闭环实时控制策略,以提高力矩加载装置伺服电机的力矩输出精度,并从软件、硬件层面设计伺服电机防超程控制策略,以保障试验平台应用过程的安全性。对某乘用车原地转向工况进行EPS 试验平台模拟试验,并对试验平台控制系统的实时性进行硬件在环试验,结果表明,设计开发的控制系统及其控制算法能够满足实时性、准确性要求,实现了车辆转向工况在EPS 试验平台上的准确模拟,可为车辆EPS 控制器的开发、调试提供良好的试验环境。     

电动汽车EPS电动机非线性补偿算法设计

电动汽车电动助力转向（EPS）电动机在低速或变向运动时,其动态和静态特性存在不同程度的非线性。进行了EPS系统动力学分析和汽车三自由度动力学分析,建立了EPS系统控制结构。针对电动机的低速死区非线性和高速饱和非线性特性,设计了非线性补偿方法,开发了非线性补偿的实现算法和实现规则。设计了实车试验系统,进行了EPS电动机的电压-转速静态特性测试,结果表明：补偿后的非线性特性得到明显改善,有利于消除电动机在速度反向时的运动不连续,避免系统的稳态性能造成额外的稳态误差。对实现EPS系统的高性能和高精度控制、改善系统性能和提高控制质量具有重要的工程应用意义。     

基于西门子SIMOTION D的EPS试验台测控系统设计

为了能够在台架上对汽车管柱式电动助力转向器(EPS)进行测试,设计了一套基于西门子SIMOTION D的EPS试验台测控系统.试验台通过模拟汽车在行驶过程中转向时方向盘的转角以及车轮所受到的转向阻力来测试EPS的性能和参数,能够给开发人员提供相关的试验数据以便对EPS进行优化和改进,同时降低实车试验中EPS产品开发的成本以及周期.主要设计了试验台测控系统的硬件系统和软件系统,并在试验台上进行了测试实验.结果表明,该系统设计方案合理,可靠性高,达到预期目标,运行效果好.     

电动助力转向系统动力学建模与分析

本文介绍了汽车的电动助力转向系统(EPS)的基本结构,建立了EPS系统的动力学模型,并通过对动力学模型的分析得到EPS系统的状态空间模型。     

传感器/执行器失效的电动汽车EPS鲁棒容错控制

针对电动汽车电动助力转向(EPS)系统同时存在参数不确定性、传感器故障和执行器故障的情况,建立了EPS系统的动力学模型。设计了系统的鲁棒容错控制器。设计的控制器既保证系统在传感器和执行器正常工作及发生故障时闭环系统的完整性,又保证系统在参数不确定性下的鲁棒稳定性。对EPS系统进行容错控制,针对传感器和执行器的不同故障隶属度情况进行了仿真比较。仿真结果表明了该方法的有效性,进一步完善了EPS系统的可靠性和鲁棒性。     

汽车电动助力转向与主动悬架集成控制及其仿真

文章根据汽车系统动力学原理,建立了汽车电动助力转向和主动悬架集成控制的动力学模型。对PD控制的EPS、最优控制下悬架和集成控制的系统进行了仿真计算。计算结果表明,该模型较好地反映了汽车转向时的实际工况,EPS和主动悬架的集成控制的效果优于单独控制,为系统的集成优化打下了基础。     

EPS系统性能试验研究

设计了电动助力转向系统性能试验台,对进口电动助力转向系统的转矩传感器、电机电流传感器进行标定,并进行台架性能测试。测试结果表明：转矩传感器在零输入时的输出不为零,向右转向时输出增加,向左转向时输出减小;各种车速下的助力特性曲线都有死区存在;相同车速下,电机助力随操舵力几乎呈线性增加;随着车速的增加,电机助力随操舵力变化的斜率近似呈双曲线减小。测试结果对电动助力转向系统有关传感器和控制器元件的选择、设计开发以及控制策略的制定具有一定的参考价值。