蒙代尔-弗莱明模型可控性与仿真北大核心CSCDCSSCI

蒙代尔-弗莱明模型是研究开放经济条件下财政政策和货币政策对宏观经济影响的重要工具。利用经济控制论方法建立动态的蒙代尔-弗莱明模型,研究蒙代尔-弗莱明模型的动态结构特征以及开放经济系统的控制律设计,得到蒙代尔-弗莱明模型反馈控制律的解析解并进行仿真研究。研究表明:动态蒙代尔-弗莱明系统具有完全能观性、能控性和能达性等控制结构特征;可以任意配置蒙代尔-弗莱明模型闭环系统的极点,使系统渐进稳定,达到输出调节并具有满意的动态性能,仿真结果进一步验证所设计的反馈控制律对蒙代尔-弗莱明模型控制的有效性。采用经济控制理论对蒙代尔-弗莱明模型进行研究具有重要的理论意义和应用价值,能为决策者就宏观经济政策制定和经济系统分析提供新的逻辑视角与方法。     

过热汽温的无辨识自适应预估控制研究

由于电厂锅炉的过热汽温具有大惯性、大时滞和非线性等特性,对它的控制是困难的。为了能实现良好的控制,研究它的无辨识自适应预估控制方法。在分析预估模型误差对系统性能影响的基础上,建立预估模型参数自适应计算公式,并应用搜索算法估计滞后时间,从而构建了预估模型参数自调整的无辨识自适应预估控制算法。仿真试验结果表明,该算法适用于过热汽温系统,具有良好的控制品质和较强的自适应能力,易于工程实现。     

蒙代尔-弗莱明模型可控性与仿真

蒙代尔-弗莱明模型是研究开放经济条件下财政政策和货币政策对宏观经济影响的重要工具。利用经济控制论方法建立动态的蒙代尔-弗莱明模型,研究蒙代尔-弗莱明模型的动态结构特征以及开放经济系统的控制律设计,得到蒙代尔-弗莱明模型反馈控制律的解析解并进行仿真研究。研究表明:动态蒙代尔-弗莱明系统具有完全能观性、能控性和能达性等控制结构特征;可以任意配置蒙代尔-弗莱明模型闭环系统的极点,使系统渐进稳定,达到输出调节并具有满意的动态性能,仿真结果进一步验证所设计的反馈控制律对蒙代尔-弗莱明模型控制的有效性。采用经济控制理论对蒙代尔-弗莱明模型进行研究具有重要的理论意义和应用价值,能为决策者就宏观经济政策制定和经济系统分析提供新的逻辑视角与方法。     

基于无模型自适应控制的锌层厚度预估模型

针对锌层厚度控制过程中存在时变大滞后、非线性和多变量干扰而难以实现精确控制的问题,提出基于无模型自适应(MFA)结合Smith预估反馈控制方法.采用MFA预估算法可以实现Smith预估模型的参数偏差在线估计,并且不依赖预估模型的时间常数和延迟时间.从LabVIEW仿真数据结果可以看出,此控制策略对比增益自适应Smith控制算法,不仅能够有效地解决锌厚控制中系统高阶非线性问题,能有效克服不确定系统参数的扰动,并能有效处理系统时变大滞后问题.     

无模型控制方法的抗干扰能力分析

无模型控制方法在实际应用中收到了良好的效果,这是因为无模型控制方法有一系列优秀的性能.实践表明在这些性能中,克服强干扰的能力是最重要的.分析了无模型控制方法的抗干扰能力,并通过与PID调节器抗干扰能力的仿真比较,进一步说明了无模型控制方法具有很强的抗干扰能力.     

模糊多参考模型自适应控制及仿真研究

将模糊理论应用于参考模型的选择，提出一种将模糊选择和自适应控制相结合的模糊多参考模型自适应控制算法。此方法通过模糊规则选取合适的参考模型，能克服传统自适应算法中由于系统参数跳变而带来的控制困难，并且具有较好的鲁棒性能。在无刷直流电机调速系统模型中的仿真表明，此方法控制的无刷直流电机在电机参考转速和负载转矩变化的情况下仍具有良好的动态性能和控制精度。     

多模型自适应预测函数控制及仿真

许多工业控制对象存在一定程度的非线性环节,经典控制方法很难满足控制要求。多模型预测函数控制法结合了多模型控制法和预测函数控制法的优点,在一些复杂的工业控制系统中获得了成功的应用。结合模型匹配计算公式,提出了基于参数在线辨识的多模型切换方法。它不依赖于典型工况下系统参数的模型,且能根据实际系统的运行情况及时地切换模型参数。将这种控制方法应用到蒸馏塔温度控制系统中去,研究表明,这种控制方法有较强的自适应能力,具有一定的实用价值。     

关于自适应控制应用效果的分析和仿真研究

自适应控制理论研究进展较快,但许多研究工作在理论上仍未达到合理和完整的可应用的程度。这就使得自适应控制的应用研究进展比较缓慢,自适应控制在许多应用场合没有收到预计的效果。对于自适应控制理论来说,这不能不说是一个严肃的问题。依据工程实践的结果,分析了某些自适应控制理论存在这类问题的原因,并通过仿真证实了分析的结论,并提出了应用无模型控制方法是打破这一困境的可能途径。     

多模型自适应控制算法的性能分析

多模型自适应控制利用多个元素模型覆盖被控对象的不确定性,并针对这多个元素模型建立多个稳定的控制器。每一个采样时刻,基于一个以模型输出误差为变量的具有积分特点的指标切换函数,选择描述被控对象最优的元素模型,并将基于此模型的控制器切换为当前被控对象的控制器。研究如何调整多模型自适应控制器的结构和参数,提高控制品质,为多模型自适应控制器的应用和进一步研究提供理论基础。     

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。     

应急控制中的阻隔控制策略

阻隔控制作为应急控制的一种非常有效的方法,已经在电力系统和疾病控制等实际领域中被大量采用.在已有的具体工程实践方法基础上,进一步引入一般意义下基于系统分割的阻隔控制概念.利用图论理论讨论了在应急状态下大系统的分割问题,得到了可选和可行阻隔控制策略满足的必要条件.此外还给出了代价最优和时间优先两类阻隔控制实施方案,分别讨论了在网络蠕虫爆发控制和电力系统解列中的应用.     

基于等效控制的迭代学习控制

对一类含非参数不确定性的时变非线性系统,提出了一种新的迭代学习算法,应用类Lyapunov方法证明了其收敛性。为了提高其收敛速度,建立了该类非线性系统的等效系统,并应用线性扩张状态观测器直接给出了原非线性系统的等效控制,该等效控制是其期望控制的近似。为了消除线性扩张状态观测器应用中的初始时刻的峰值现象,提出了顺时针估计和逆时针估计相结合的等效控制求解方法,给出了基于等效控制的迭代学习控制算法的实现流程图。仿真表明所提的两种算法都是有效的,基于等效控制的迭代学习控制算法几乎一次学习后就可达到满意的效果。     

MIMO网络控制系统的容错控制

针对被控对象为多输入多输出的网络控制系统,设传感器与控制器均为时间驱动,未能成功传输数据的传感器节点视为暂时失效,将网络控制系统建模为一类具有时变传感器"故障"的系统。此类系统相当于一个有限子系统的切换系统,借助容错控制和切换系统的理论,基于共同的Lyapunov方法,给出了闭环系统渐近稳定的充分条件以及控制器和观测器的协同设计方法。最后的仿真验证了方法的有效性。     

Robust H∞ control for networked control systems

The robust H∞ control for networked control systems with both stochastic network-induced delay and data packet dropout is studied.When data are transmitted over network,the stochastic data packet dropout process can be described by a two-state Markov chain.The networked control systems with stochastic network-induced delay and data packet dropout are modeled as a discrete time Markov jump linear system with two operation modes.The sufficient condition of robust H∞ control for networked control systems stabilized by state feedback controller is presented in terms of linear matrix inequality.The state feedback controller can be constructed via the solution of a set of linear matrix inequalities.An example is given to verify the effectiveness of the method proposed.     

基于动态面的自适应模糊输出反馈控制

针对一类具有未知死区和控制方向的非线性系统,基于I型模糊系统的逼近能力,提出了一种稳定自适应模糊输出反馈控制方案。该方案将动态面技术和输出反馈控制相结合,避免了过参数化问题,从而无需引入调节函数。通过理论分析证明了闭环控制系统所有信号半全局一致终结有界;且选取适当的设计常数,跟踪误差可收敛到一个小的邻域内。仿真结果表明了该方案的有效性。     

Quantized dynamic output feedback control for networked control systems

The problem of the quantized dynamic output feedback controller design for networked control systems is mainly discussed. By using the quantized information of the system measurement output and the control input, a novel networked control system model is described. This model includes many networkinduced features, such as multi-rate sampled-data, quantized signal, time-varying delay and packet dropout. By constructing suitable Lyapunov-Krasovskii functional, a less conservative stabilization criterion is established in terms of linear matrix inequalities. The quantized control strategy involves the updating values of the quantizer parameters μi(i = 1, 2)(μi take on countable sets of values which dependent on the information of the system measurement outputs and the control inputs). Furthermore, a numerical example is given to illustrate the effectiveness of the proposed method.     

一种基于Fuzzy-PID控制的组播拥塞控制机制

针对现有实际通用组播(pragmatic general multicast protocol, PGM)拥塞控制方案难以适应网络的动态变化等不足,提出了一种基于模糊比例积分微分(fuzzy proportional plus integral plus derivative, Fuzzy-PID)控制的组播拥塞控制机制(fuzzy-PID controlled multicast congestion control mechanism, FPIDMCC)。FPIDMCC在源端和接收端代表间运用Fuzzy-PID控制方案,使源端能快速响应网络拥塞,实时调整发送速率并使之趋于稳定,增强了对动态网络的适应性;此外,采用基于代表和中间节点反馈聚集相结合的方式进行反馈控制,可有效避免反馈爆炸。其中Fuzzy-PID控制方案结合了传统PID和模糊推理的优点,由模糊推理得到PID控制参数,减少了对系统模型的依赖性。仿真结果表明,FPIDMCC机制拥塞响应速度快、系统稳定性好、动态适应能力强。     

增益符号未知的鲁棒自适应模糊控制

针对一类具有函数控制增益符号未知的不确定非线性系统,根据滑模控制原理和模糊系统的逼近能力,提出了一种自适应模糊控制器设计新方案。该方案利用Nussbaum函数的性质,取消了常用的函数控制增益符号已知这一条件。并通过引入最优逼近误差的自适应补偿项来消除建模误差和参数估计误差的影响。理论分析证明了闭环系统的有界性和跟踪误差收敛到零。仿真结果表明了该方法的有效性。     

无线网络控制系统建模与鲁棒控制分析

针对无线网络控制系统(wireless networked control system,WINCS)中长网络诱导时延对系统稳定性的影响,通过将不确定时延等效为系统参数的不确定性,建立了长时延WINCS的参数不确定离散时间系统模型。在该模型基础上,利用Lyapunov函数方法,获得闭环WINCS渐近稳定的充分条件。通过线性矩阵不等式形式,给出了WINCS状态反馈控制器的参数化设计方法。最后通过数值仿真验证了建模与控制方法的有效性。     

多操纵面飞控系统约束自适应控制分配策略

为充分利用多操纵面飞行控制系统的冗余控制效能,提出了一种权值自适应修正的混合优化控制分配策略。在考虑各操纵面位置约束和速率约束的基础上,建立了多目标混合优化控制分配模型;沿梯度下降方向自适应调整权值以改变控制指令,利用控制目标优化实现对虚拟控制指令的有效跟踪;证明了该模型的等价实现形式,推导了权值矩阵的自适应更新公式。仿真结果表明,该策略可综合考虑各操纵面不同的物理约束和控制效能,生成最优的操纵面协调偏转指令,避免了出现指令抖振的现象。