ESO抑制扰动特性的研究

本文给出了自抗扰控制技术用于滤波的研究结果,提供了一些仿真实例。结果表明,这种新型的控制技术对高频噪声具有较好的滤波特性。     

扩张状态观测器的抑制扰动性分析

自抗扰控制技术是近年来为了适应数字控制时代而迅速发展起来的新的控制系统综合方法,具有精度高、收敛快、低超调、抗干扰等优点,在高速精加工机床自动控制等领域有着广泛的应用前景.分析扩张状态观测器的基本原理,探讨扩张状态观测器用于抑制系统的量测具有噪声的可能性,给出自抗扰控制技术用于滤波的研究结果.通过适当选取其参数,扩张状态观测器就有很好的扰动抑制作用,并提供了一些仿真实例.实验表明,这种新型的控制技术对高频噪声具有较好的滤波特性.     

用户卫星天线跟踪指向自抗扰控制方法

为同时解决用户卫星天线控制系统的鲁棒性、解耦控制和高跟踪速率下的高精度跟踪控制等问题,采用非线性自抗扰控制方法,提出了一种新型的用户卫星天线跟踪指向控制系统.设计该控制系统,无需精确的天线数学模型.采用扩张状态观测器对天线模型实现动态补偿,则在方位和俯仰通道上被简化为两个近似解耦的积分系统.仿真结果表明,提出的天线控制系统具有较高的跟踪指向性能且对干扰及不确定性具有较强的鲁棒性.该控制方法有效地解决了天线跟踪指向控制问题.     

具有时变时延的不确定非线性系统的跟踪控制

针对一类具有时变时延的不确定非线性系统的跟踪控制问题,利用扩张状态观测器估计系统中具有时变时延的未知项。对于在反推技术中出现虚拟控制的导数,采用非线性跟踪微分器对其进行跟踪,设计实际控制器以使闭环系统中的状态及部分跟踪信号收敛于原点邻域。仿真结果验证了该方法的可行性。     

不确定系统的时滞观测器控制

分析了时滞观测器控制的基本算法,给出时滞观测器控制系统的结构。时滞观测器是利用系统过去的状态信息、状态变化的信息以及过去的激励信息来估计当前系统存在的不确定性、外部扰动。仿真结果表明,时滞观测器控制系统可以很好地抑制系统的不确定性以及所受的外部干扰。     

自抗扰控制技术

本文提出了解决控制问题的新思路:“解决控制问题是在系统运行过程中施加控制力来达到控制目的的过程的控制”的思想;介绍了如何从“发扬经典PID技术的精髓,吸取现代控制理论成果,开发利用非线性特性,通过计算机平台上的仿真研究”中产生自抗扰控制技术的全过程;并介绍组成自抗扰控制技术主要子技术:跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性反馈效应和几个有用的非线性函数。     

自抗扰控制器在高阶系统中应用的仿真

将自抗扰控制器 (ADRC)推广到高阶系统的控制中。以理论分析为基础 ,将其基础部件——跟踪微分器 TD和扩张状态观测器 ESO的设计予以简化和改进。针对一类高阶非线性对象 ,在实例仿真的基础上总结了 ADRC的设计要点和经验整定规则。进行了几个典型实例仿真 ,并与PID和逆系统方法对比。仿真结果表明 ,ADRC对这一类高阶非线性对象具有良好的控制性能 ,对其外扰和模型的不确定因素具有较好的适应性和鲁棒性 ,从而证实了对 ADRC简化和改进的有效性。 ADRC可应用于高阶系统的控制     

不确定时滞系统的输出反馈可靠控制

研究一类包含状态时滞和参数不确定性的不确定时滞系统基于状态观测器的鲁棒可靠控制问题·目的是设计状态观测器和线性无记忆观测状态反馈控制器,使得对于系统中预先指定的执行器子集合内执行器的失效,相应的闭环系统渐近稳定·给出一个数值例子验证了所给结果的有效性·     

基于改进型ADRC的双轴伺服系统摩擦补偿研究

文章针对双轴伺服系统中摩擦的非线性、不确定外扰,在分析系统轮廓误差的基础上,结合交叉耦合的思想,采用了一种改进型二阶自抗扰控制器(ADRC),对摩擦力进行补偿。该控制器利用具有强鲁棒性的高增益扩张状态观测器观测系统的摩擦及其它内外扰动,并加以补偿,同时采用了一类新的非线性函数,克服了由于常规ADRC非线性状态误差反馈控制律中非线性函数的不平滑性,而导致系统对于摩擦敏感的缺点。仿真对比分析表明,改进型ADRC能够很好地进行摩擦补偿,使系统具有更好的鲁棒性,提高系统轮廓加工精度。     

基于观测器的不确定时滞系统H∞控制

研究不确定动态时滞系统具有鲁棒H∞性能的观测器设计方法。该系统具有状态时滞，且不确定性不满足匹配条件。基于LMI方法，给出了无记忆鲁棒镇定控制器存在的充分条件及相应的设计方法。     

不确定奇异时滞系统的观测器型滑模控制器

针对一类带有不匹配不确定性的奇异时滞系统,建立了基于观测器状态的滑模面和滑模控制器。采用等价控制方法获得滑模运动系统,给出了其在滑模面上正则、无脉冲模、渐近稳定的充分条件。滑模面及控制器的解可通过锥补迭代算法求解矩阵不等式获得。给出了一个仿真实例验证理论的有效性。     

自抗扰控制器的原理解析

透彻地分析自抗扰控制器的原理对提高自抗扰控制技术的应用效果,拓展其应用领域有着重要的意义.本文分析了自抗扰控制器的发展历程及其各模块的作用,详细介绍了其主要模块的常见形式及特性.仿真证明了自抗扰控制器的控制性能较PID有明显的改善.     

自抗扰控制器的原理解析

透彻地分析自抗扰控制器的原理对提高自抗扰控制技术的应用效果,拓展其应用领域有着重要的意义.本文分析了自抗扰控制器的发展历程及其各模块的作用,详细介绍了其主要模块的常见形式及特性.仿真证明了自抗扰控制器的控制性能较PID有明显的改善.     

多种控制元件同时失效情形下时滞系统的可靠控制问题的研究

针对一类非线性不确定时滞系统,讨论了在执行器和传感器同时失效情形下,鲁棒可靠控制器的设计问题.此类系统中既有状态时滞,又有控制时滞,且在状态矩阵和控制增益矩阵中均含有不确定性.在假定失效的执行器和传感器输出为零的条件下,基于状态观测器,设计状态反馈控制器,使得闭环系统不仅在正常运行时保证其鲁棒稳定性,而且在特定集合中允许失效的任意一个或部分执行器和传感器同时失效时,仍能保证基本性能不变.仿真实例表明所设计的可靠控制器的有效性.     

不确定时滞系统的鲁棒容错控制

研究了一类线性不确定时滞系统的鲁棒容错控制问题.针对具有状态滞后,且假定状态和控制输入的不确定项均是范数有界的线性系统,通过引入状态反馈和时滞状态反馈,基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法,给出了一个此类系统在传感器失效情况下具有鲁棒容错性能的充分条件,并通过求解线性矩阵不等式组得到容错控制器设计结果.最后用算例验证了该设计方法的有效性和可行性.     

具有时滞依赖的不确定系统鲁棒H∞保代价控制

针对一类含有时滞依赖的不确定线性系统，研究了具有鲁棒H∞性能的保代价控制器的设计。假定其中的不确定性是范数有界的和系统的状态是完全可测的，采用基于线性矩阵不等式和构造适当的Lyapunov泛函相结合的方法，给出了一种鲁棒H∞状态反馈保代价控制器的设计，仅通过求解相应的线性矩阵不等式就可得到鲁棒H∞状态反馈保代价控制器，所设计的保代价控制器对所有容许的不确定性不仅使相应的闭环系统渐进稳定，而且能保证闭环系统满足一定的鲁棒H∞保代价性能指标，达到抑制干扰的效果。最后，用数值算例及仿真结果验证了所给方法的可解性和有效性。     

离散时滞系统时滞状态反馈D稳定容错控制

针对离散一步时滞系统传感器故障,采用状态反馈和带有时滞的状态反馈控制,给出了一个对传感器失效具有完整性的D稳定控制系统需满足的一个充分条件,进而给出控制器的设计方法和步骤,并推广至执行器失效情况,指出了时滞状态反馈增益矩阵的选取原则.仿真实验验证了该方法的有效性.     

奇异不确定时滞系统的滑动模态控制

首先建立了具时滞的奇异系统的能控规范受限等价分解形式,然后基于此形式,研究了线性奇异不确定时滞系统在满足匹配条件时的变结构综合设计问题,给出了设计切换函数和变结构控制的新思路,设计过程简单,易于实现,最后给出一个数值例子加以说明。     

输出反馈网络控制系统的随机时滞补偿

针对一类具有随机长时滞特性,且反馈状态不完全物理可测的网络控制系统,提出了一种时滞补偿策略.首先通过状态观测器估计系统的全部状态,然后基于对象模型计算系统在未来多个采样时刻的控制量,执行器节点根据当前网络延时选取相应的控制量,以实现对时滞控制量的补偿.分析了该补偿方法对控制系统稳定性的影响,得出了保证系统稳定的充分条件.通过倒立摆系统的数值仿真,证实该方法是正确和有效的.