单臂柔性机械手的H_∞鲁棒控制

研究单臂柔性机械手的Ｈ∞控制和溢出抑制问题．用Ｌａｇｒａｎｇｅ假设模态法对柔性臂进行建模，截断高阶模态构造柔性臂的降阶模型．基于这个降阶模型，应用Ｈ∞控制理论设计一鲁棒降阶控制器．这样设计的闭环系统不但具有良好的跟踪性能，而且能够抑制溢出现象．最后实例数值仿真结果表明了设计的有效性     

消除溢出不稳定的鲁棒振动主动控制

将H∞控制理论应用于柔性结构的振动主动控制，提出一种能够消除溢出不稳定的基于混合灵敏度方法的鲁棒控制策略．首先通过频域辨识得到柔性结构的降阶模型，而剩余高阶模态构成的非结构不确定性，通过对权函数的选择在设计阶段就加以考虑，然后基于降阶模型和未建模不确定的近似特性设计了鲁棒反馈控制器．仿真实验的结果表明，与通常采用的LQR控制方法相比，此方法不仅能够有效的抑制柔性结构的振动，而且具有更好的鲁棒性能．     

小波变换在MEMS降阶建模中的研究

获得系统的宏模型是MEMS系统级建模与仿真的关键．提出将小波变换的方法应用于MEMS降阶建模．介绍了小波变换的理论基础，提出了运用小波变换的方法对MEMS进行多尺度降阶建模的基本思想和算法的基本原理．针对最常见的静力学问题．建立了有限元求解方程．采用小波变换的方法提取出系统的几个不同阶次的降阶模型．算例表明：利用该方法通过适当的降阶次数。提取降阶模型可以大幅度地减少计算时间、降低计算复杂度．特别适合MEMS这种大系统的降阶建模．     

复杂系统的一种模型降阶方法

为简化复杂系统控制器或观测器设计，提出一种模型降阶方法，根据线性系统包含原理的约束与聚集两类条件．采用平衡法与奇异值分解法相结合的联合降阶法，得到复杂系统的降阶模型。仿真结果表明，这种模型降阶方法是可行的。     

高阶齐权方程的降阶

本给出了高阶齐权方程的概念及按律降阶的方法，并推及准齐权方程。齐权方程的引入大大拓宽了可降阶的高阶方程的范围。．     

铅酸蓄电池的自适应降阶串联放电模型特性研究

为了解决铅酸蓄电池本身自放电特性、内阻、电压、电流、温度等因素对电池性能的影响,以及串联电池之间参数相互依赖、相互制约等因素的影响,建立一种高阶串联电池组数学模型。基于上述模型,提出了自适应降阶次优化方法,利用模糊优化策略对诸多参数进行筛选,在确保精度的情况下降低了高阶模型的求解复杂度。仿真与实验测试结果表明,与三阶模型相比,文中提出的高阶模型对SOC的估计精度提高了1倍,经自适应降阶优化处理后其精度仍提高了0.75倍,且运行效率提高4.3%。     

热工对象模型降阶的一种时域算法

对高阶状态方程描述的热工对象,若使用通常的降阶方法,将会有很大的计算工作.本文从对象的输入输出特性出发,对于一类指定的降阶模型,证明了可以用二步线性最小二乘求得降阶模型的参数,方法简单.计算实例说明降阶模型较好地重现了原型的响应特性.     

基于BPOD的气动弹性降阶及其在主动控制中的应用

流体动力系统是一个高阶的非线性复杂系统,这严重限制了优化和控制在该系统中的应用。模型降阶技术是解决这一问题的有效工具。将特征正交分解方法（Proper Orthogonal Decomposition,POD）和平衡截断方法结合起来,形成平衡特征正交分解方法（Balanced Proper Orthogonal Decomposition,BPOD）,并应用到气动伺服弹性模型降阶中。该方法将由POD快照得到系统可控和可观Gramian矩阵的近似表达,通过该近似得到平衡降阶模型。以一个二维翼段的气动弹性系统为例,首先将流体控制方程线化;然后利用BPOD方法得到非定常气动力的降阶模型以及降阶的气动弹性系统;最后,对降阶系统设计主动控制律,通过控制面偏转来抑制翼型颤振。数值仿真结果表明BPOD降阶模型可以精确地模拟高阶非线性的流体动力系统并且可以有效地应用于气动弹性主动控制中。     

激励未知系统模态参数识别研究

研究了输入未知时，根据系统运行实测响应数据识别系统结构，采用迭代逆滤波算法，用高阶ＡＲ模型对输入信号进行估计，以便最终识别系统；在模型识别中采用了正交子空间法，这一方法将正交化引入时间序列，从而实现系统阶次的自动估计及模型识别．针对基本算法的冗余计算提出了改进算法。实验结果表明，本方法对未知输入系统识别良好，具有现实可行性。     

智能悬臂梁的降阶H2控制

利用频域辨识方法得到智能悬臂梁的传递函数模型,在此基础上研究了柔性梁的降阶H2控制问题．首先利用系统增广技术将降阶H2控制问题转化为静态输出反馈问题;然后利用CCL（cone complementarity linearization）算法求解该静态输出反馈问题,给出了降阶控制器设计的结果,并与全阶控制器进行了性能比较．由于CCL算法是一种依赖于初值的迭代求解算法,无法保证得到全局最优解,迭代初值的选取就显得尤为重要,为此对初值选取进行了讨论;最后,对设计的控制器在柔性梁物理实验系统上进行了验证,实验结果表明了设计的有效性．     

基于径向基函数网络的非线性通用模型控制

为了克服通用模型控制器要求过程一阶微分模型应该有显式解的局限性,提出了一种基于神经网络的通用模型控制方法,将非线性过程模型应用逆系统的方法在控制算法中直接嵌入过程模型,从而保证通用模型控制策略的可实现性。其参考轨迹是一条典型的二阶曲线,由于径向基函数网络具有许多优点,该控制策略中的神经网络为径向基函数网络。该控制器参数具有明显的物理意义,参数整定方便。仿真实验验证了该控制策略的有效性。     

Modeling and Control of Active Suspensions for MDOF Vehicle

The conventional method for analyzing active suspension control for a vehicle is only to analyze a quarter or half car with a lower order degree-of-freedom (DOF) model, but such models do not actually model practical applications. Accurate models of a suspension control system require a multi-degree-of-freedom (MDOF) vehicle model with a detailed model of the controller. An MDOF model was developed including the influence of factors such as the engine, the seats, and the passengers to describe vehicle motion using a reduced order model of the controller designed by using the H∞ control method. The control system performance has been investigated by comparing the H∞controller with a linear quadratic (LQ) controller.     

液压转速系统的最少拍控制

文中研究了用于飞机发动机地面模拟台的大功率电液速度伺服控制系统的控制方法.为使系统达到快的响应特性,应用计算机控制手段,采用最少拍控制结合模糊控制的方法.在实验和理论分析的基础上,建立了简化的一阶环节模型和二阶环节模型,分别设计了最少拍控制器,并进行了控制实验.实验结果表明,应用二阶环节模型进行最少拍控制并结合模糊控制,可获得满意的响应特性.     

基于特征模型的预测函数控制

传统的预测函数控制通常采用一阶的预测模型，该预测模型不能完全表征被控对象，因此使得传统的预测函数控制的鲁棒性受到一定限制．特征模型是一种比动力学模型简单，但能表征被控对象特征的模型．该文针对预测函数控制算法的缺陷，提出利用二阶特征模型来构成预测模型．通过工程建模获取了被控对象的特征模型，实现了基于特征模型的新型预测函数控制，并通过与采用一阶预测模型的预测函数控制进行比较．理论分析与实验结果均表明，采用特征模型的预测函数控制具有比一阶预测模型更好的控制效果，该算法在SUPCON-JX300X集散控制系统上实现．     

板带轧制断面形状控制的矩阵模型

为了提高带钢断面形状的控制精度,提出一种新的带钢断面形状在线控制矩阵模型。采用1次、2次、3次和4次曲线精确描述带钢断面形状,根据影响函数法的原理,给出断面形状控制影响矩阵的概念,并建立断面形状控制方程。以机理模拟数据为基础,对断面形状控制的矩阵模型进行了仿真实验,结果表明该模型具有较高的控制精度,控制效果良好,适合现代轧机带钢断面形状高精度控制,为带钢断面形状在线控制提供了一种新方法。     

汽车油门的自适应控制

本文分析了汽车油门的自动控制问题，给出了油门一车速的一阶近似模型，针对汽车控制的具体特点提出了自适应控制方案，利用李雅普诺夫稳定性理论推导了控制器可调参数的自适应调整律；对自适应控制方案与简单控制方案进行了仿真对比，并给出了真实汽车的控制曲线。     

动态迟滞非线性自适应补偿控制方法

针对典型的动态迟滞特征模型,提出了一种新型的迟滞补偿控制方法.通过乘以一个斜率转换因子, 将具有近似线性特性的理想迟滞模型转化成实际的期望输出模型.采用自适应滑模控制原理求取迟滞补偿控制量,以保证实际的迟滞特性能够达到期望的线性输出特性.仿真实验结果表明,该自适应滑模迟滞补偿方法能够有效地补偿动态迟滞特性.     

基于IPMC的分数阶控制及参数整定

离子聚合物-金属复合物材料(ionic polymer-metal composite,IPMC)是一种人工肌肉材料,作为一种新型执行器非常适用于仿生机器人的开发.使用分数阶控制器可以提高对动态系统的控制能力.为了说明分数阶控制的优越性,并对拟合精度高的IPMC分数阶模型设计最优分数阶控制器.首先针对IPMC驱动器的分数阶模型分别设计了整数阶PID控制器和最优分数阶PI1Dm控制器.然后,比较分析控制效果可见分数阶控制的上升时间更快,超调量更小,证明了应用分数阶控制方法可以使得被控系统的性能得到明显改善.最后,针对分数阶控制器的各个参数的变化对系统的影响做了详细的分析,故而可以选择最优参数实现分数阶最优控制.     

基于最大灵敏度的分数阶内模控制器设计

针对分数阶控制器设计参数整定复杂的问题,提出一种基于最大灵敏度的分数阶内模控制器设计方法。采用粒子群优化算法对原系统模型进行简化处理,根据内模控制原理设计分数阶内模控制器;仅通过一个可调参数,实现分数阶内模控制器的快速整定;通过最大灵敏度指标实现分数阶内模控制器的鲁棒整定。仿真结果表明该方法具有良好的控制品质及克服参数摄动的鲁棒性。     

基于模型预测控制的三相四桥臂有源电力滤波器

针对现有有源电力滤波器数字化控制方法对模型依赖性较强的缺点, 在介绍了正负序系统和零序系统解耦控制的基础上, 提出了一种三相四桥臂有源电力滤波器的模型预测控制(MPC)方法, 以差分方程作为预测模型, 保留了常规MPC中的反馈校正和滚动优化环节, 推导出了最优控制率. 与常用的预测电流控制方法做了对比, 得出了带电源电压观测器的预测电流控制只是模型预测控制的一个特例的结论; 详细分析了参数对稳定性的影响, 修改MPC的参数, 可以在省略带通滤波器的情况下, 允许更大的连接电抗参数建模误差, 鲁棒性比预测电流控制更高.此外, MPC和重复控制相结合消除了MPC所固有的稳态误差. 仿真结果验证了所提方法的有效性和正确性.