反馈控制系统的参数化及应用

本文采用多项式矩阵分式表示法,给出了多变量单位反馈控制系统的参数化描述.该参数化保证了控制器传函为真,而且自由参数直接作为控制器的参数,从而便于指导设计.文中还提出了实现极点配置或使得闭环系统有指定分母矩阵的控制器的设计算法,它可使得被设计的控制器除实现极点或闭环分母矩阵配置以外,尚具有其它的功能.     

基于特征模型的PID控制器参数的满意解

本文提出一种通过PID控制器使系统同时满足暂态指标和稳态指标约束的满意控制设计方法.该方法避免了PID参数的图形和经验求解法.根据控制对象的特征参数模型,通过离散状态方程对原连续系统进行控制器设计.在控制系统的多指标约束下,将PID参数的计算转化为离散Lyapunov矩阵不等式,使用PID三个参数,配置系统闭环极点于指定圆形区域而使闭环系统具有较好的动态品质和一定的稳定裕度.积分器的引入,保证了闭环系统稳态无差.给使用计算机自动求解PID参数提供了新的方法,计算实例表明了该方法的有效性.     

具有有界扰动的时变非线性系统的鲁棒控制

考虑一类具有有界扰动的时变非线性系统的鲁棒输出调节问题．利用递推设计方法设计出一种新的鲁棒控制器，该控制器不要求知道有界扰动和系统时变参数的上界．采用该控制器，能保证闭环系统信号的全局有界性，并且通过控制器参数的适当选择，可使闭环系统输出充分接近零．仿真例子表明所设计鲁棒控制器的有效性．     

具有时滞依赖系统的H∞动态输出反馈控制

对于一类具有时滞依赖的线性系统,研究了其动态输出反馈H∞控制器的设计.基于线性矩阵不等式,通过构造Lyapunov泛函,给出了一种动态输出反馈H∞控制器的设计方法,并证明了该控制器在使闭环系统渐近稳定的同时,也能保证闭环系统满足一定的H∞性能指标,达到抑制干扰的效果.最后,给出了该输出反馈控制器参数的求解方法.     

不确定线性时滞系统的H∞控制

研究了一类含有不确定参数的线性时滞系统的H∞控制问题,所设计的控制器对于所允许的参数不确定性和时滞,能保证闭环系统渐近稳定且闭环系统具有理想的性能指标.通过加零项使所得结果具有更弱的保守性.数值例子和仿真证明了所设计控制器的有效性和可行性.     

基于Backstepping设计的非线性鲁棒自适应控制

针对一类具有未知参数,未建模动态和外界干扰的不确定非线性系统,选择适当的参数对这些不确定性进行估值和补偿,利用Backstepping方法,设计了一种新的鲁棒自适应控制器.该控制器能保证闭环系统的所有信号是全局有界的,且输出的绝对值可以任意小.仿真结果表明,所设计的鲁棒控制器达到了理想的结果.     

不确定非完整移动机器人的时变H∞控制

针对质心和几何中心不重合且两者距离参数未知情况下两轮驱动移动机器人的镇定问题,利用H∞控制技术对其进行了修正,设计出H∞控制器,再采用多变量低阶控制器逼近高阶控制器,使得该类型移动机器人的位姿能从任意的初始状态指数收敛到原点.最后仿真试验结果表明了该方法的有效性.     

一类中立型时滞系统的时滞依赖保性能控制

研究了一类含有不确定参数和非线性扰动的中立型时滞系统的时滞依赖保性能控制问题,所设计的控制器对于所允许的的参数不确定性和时滞,能保证闭环系统渐近稳定且闭环的性能函数值不超过给定上界.最后通过解优化问题得到性能指标的最小上界.数值例子证明了所设计控制器的有效性和较小保守性.     

具有参数不确定的移动机器人鲁棒轨迹跟踪控制

研究了具有参数不确定性的非完整移动机器人轨迹跟踪问题.综合考虑了移动机器人的运动学和动力学方程,首先采用输入-输出反馈线性化方法得到具有不确定性的线性化模型,系统中的不确定性满足匹配条件;然后基于积分滑模控制的思想设计了鲁棒轨迹跟踪控制器,保证了系统在整个响应过程中的鲁棒性,并且分析了参数不确定对控制器的影响,给出了一个闭环系统稳定的充分条件;最后对系统具有较大的参数摄动进行了仿真试验,结果表明所设计的控制器能够保证移动机器人有效性地跟踪期望轨迹.     

基于状态观测器的不确定组合大系统的分散变结构控制

基于状态观测器，给出了具有参数摄动、关联影响和外界干扰等不确定因素影响的线性组合大系统的一种分散变结构控制器的设计方法，该控制器设计简单并能保证闭环大系统的全局渐近稳定．     

轮式移动机器人滑模轨迹跟踪控制

对质心与几何中心不重合的轮式移动机器人轨迹跟踪问题进行了研究.分析了轮式移动机器人运动学的数学模型,并在反演(backstepping)控制算法的基础上设计了变结构控制的切换函数,由此构造了具有全局渐进稳定性的滑模跟踪控制器.仿真结果表明了该方法的有效性和正确性.     

基于受控系统的分岔结构确定控制器参数

通过研究受控混沌系统在Poincare截面上的分岔结构特性，确定了控制器主要参数（如控制刚度、延迟反馈时间等）的取值范围，从而为有效地设计控制器实现控制目标提供了新方法．根据受控混沌系统的吸引子几何结构特征，选择适当的Poincare截面来揭示受控系统的分岔结构，并以3种经典的混沌系统为例，根据受控系统的分岔特性确定控制器参数的范围，实现了不同周期目标态的控制．数值模拟结果表明，此方法简单易行，对各种混沌控制器参数的确定非常有效，具有实用意义和参考价值．     

刚体做平面平行运动时动量矩定理对瞬时轴成立的条件

采用极迹的几何方法 ,导出了刚体做平面平行运动时 ,坐标原点取在瞬时中心 ,其转轴过瞬心且垂直于参考面时动量矩定理本来形式d(Iwz)dt =Mz 成立的条件 ,即几何判据是瞬心到质心的距离在运动中始终保持不变     

燃料电池系统空气供应内模解耦控制器设计

针对高压质子交换膜燃料电池空气供应系统的空气流量和进气压力具有较强的耦合性这个特性,将内模控制原理与多变量解耦控制理论相结合,提出了空气流量和进气压力的鲁棒解耦控制策略.仿真结果表明,采用内模解耦控制不仅能实现被控量的解耦,而且在系统模型失配的情况下可以获得比传统PID(比例-积分-微分)解耦控制器更好的鲁棒性;同时控制器参数少,整定简单.     

焊接熔池正面几何参数和背面熔宽的数据提取方法

不论熔透控制还是焊缝跟踪，都需要实时或离线提取焊接熔池正面或反面的几何参数．在小电流脉冲TIG焊接试验条件下，为了获得训练焊缝熔透神经网络模型的大量数据，提出了一套方法，包括用于实时提取焊接熔池正面几何参数的算法和离线提取焊缝背面熔宽的摄影测量法，并采用C 语言开发了相应的软件．试验证明，该方法是可行的．     

电大矩形深腔的散射中心模型研究

深腔是飞行器类目标的必要几何构成,如进气道、深腔是隐身飞行器重要的散射源之一,也是识别该类目标的重要特征之一,因此对深腔散射中心模型研究具有重要的应用意义.本文针对电大矩形深腔的散射中心建模进行了研究,利用射线追踪确定多次反射等效散射中心的位置,并以全波数值方法数据对散射中心的幅度参数进行精确估计,获得了高精度散射中心模型,该模型具有物理性,其参数与腔体的几何参数直接相关,便于模型的实际使用.验证结果表明,散射中心模型可以精确模拟电大深腔目标的雷达散射截面起伏和高分辨一维距离像特征.      

基于信息共享的输(配)电自动化系统

基于传统电力自动化结构的局限性，提出了一种基于信息共享的输（配）电自动化系统．阐述了管理级和站级两级结构的构成，总结了新结构的优点和实现的条件．在整个系统中站级控制中心进行数据采样、数据处理、数据存储以及同别的站级控制中心或者管理层交换数据的任务．管理层在物理上包括站级控制中心和专有的管理中心（如调度中心），管理层的软件可以安装在管理中心或者安装在站控中心．管理层通过广域网通信，站控中心内部通过局域网通信．     

汽车电子稳定控制系统控制策略仿真分析

为了避免汽车在低附着路面上高速转弯或者紧急避障时易发生不稳定现象,设计了基于模糊理论和滑模理论的模糊滑模控制策略。建立车辆二自由度理想模型,选择横摆角速度和质心侧偏角作为控制变量,对其理想值进行计算;基于车辆运动参数对失稳状态做出分析;并对失稳状态下的车辆进行横摆力矩控制。基于等效控制法设计了积分滑模控制器,对横摆角速度和质心侧偏角的偏差采用质心侧偏角协调加权法调节比例权重,并通过模糊控制规则调节滑模控制器切换系统的切换增益大小,建立模糊滑模控制器。在MATLAB/Simulink中对控制策略进行仿真分析,仿真结果表明：在阶跃工况下,横摆角速度的稳态值与理想值仅差0.005 rad/s,质心侧偏角与理想值几乎重合,仅差0.003 rad;正弦工况下,横摆角速度超调值与理想值仅差0.04 rad/s,质心侧偏角也仅差0.008 rad。与参数自整定模糊PI控制策略相比,模糊滑模控制响应速度更快,能够较好地跟踪理想曲线,达到稳态效果更好;同时能产生更大的横摆力矩,更好地控制汽车的稳定性,验证了控制模型的正确性。     

基于驱动电机控制的电动汽车坡道静止保持系统

针对传统坡道驻车系统制动力释放时间延迟或提前会引起坡道起步具有冲击和后移问题,文中提出了一种基于驱动电机控制的电动汽车坡道静止保持系统,基于驱动电机系统参数建立了坡道静止保持系统动力学模型.对于模型中坡度和整车质量参数的不确定性,系统采用了参数辨识-自抗扰技术控制策略.参数辨识技术作为控制器输入初值,并使用自抗扰控制技术补偿辨识误差.实验数据表明:变遗忘因子最小二乘法能够估算坡度和整车质量参数,且误差在15%以内.此外,控制器中自抗扰算法能消除参数估算误差和扰动,与传统PI控制器相比,具有控制车辆后移距离短、响应速度快的特点.      

无翼平底弹头的属性散射中心模型改进与参数估计

针对传统属性散射中心模型在描述散射中心幅度随方位的变化存在不足,本文依据目标的逼真散射数据对属性散射模型中的方位依赖关系进行了修正,并通过图像匹配结合遗传算法对散射中心的各个参数进行了估计. 为了验证模型的有效性,文中给出了修正模型的仿真结果与传统模型仿真结果以及全波法计算结果的比较. 结果表明,相对于传统的属性散射中心模型,改进后的模型能更准确地描述真实散射中心的幅度随方位的变化关系.