含测量时滞的离散时间随机系统的最优控制器设计

针对网络诱发的时滞系统的状态估计和最优问题,研究离散时间情况下含有测量时滞的网络控制系统在随机白噪声状态下的最优控制问题。提出一种基于离散时间时滞系统的状态最优估计方法,并完成最优状态估计器的设计。构建一个隐含测量时滞的系统,然后利用无时滞转换方法,将含测量时滞的网络控制系统转换为无时滞系统,再采用卡尔曼滤波的方法对系统状态进行估计,得出最优估计方程。实现了针对含有测量时滞的网络控制系统的状态估计,完成最优控制器设计。仿真示例系统的状态响应验证了该方法的可行性和有效性。     

网络控制系统的自适应预测控制

针对具有随机时延的网络控制系统,提出一种自适应预测控制方法. 利用Elman神经网络对网络控制系统的随机时延进行在线预测,然后采用一种增加微分作用的改进隐式广义预测控制方法对网络时延进行补偿,实现了随机时延网络控制系统的自适应预测控制. 仿真结果表明,该方法对网络随机时延有很好的补偿效果,可明显改善系统输出性能,保证控制的稳定性与快速性.     

网络协同控制系统试验平台设计与实现

随着控制技术的飞速发展,把通信网络引入到传统的控制系统实现闭环控制成为人们日益关注的课题。针对网络控制系统的运行特点,设计并实现了一个网络协同试验仿真平台,可为网络控制系统的理论分析和设计方法进行有效的验证。根据网络协同控制系统的特点,给出了仿真试验平台的设计思想和结构,介绍了RTX的实时功能原理和RT-TCPIP的实时通讯机制,在此基础上,讨论了基于RTX的网络协同控制系统仿真平台的软件设计和实现方法。最后通过一个试验实例验证了该仿真平台设计的有效性。对实时性要求高的仿真系统具有一定的参考价值和指导意义。     

基于LMI的网络控制系统时延补偿策略

网络控制系统中由于通讯网络的引入而导致的网络时延对控制系统的性能带来很大的负面影响,针对一类具有时变网络诱导时延和噪声污染的不确定网络控制系统,研究了一种可以对时变时延进行补偿的鲁棒H∞控制器的设计问题。通过引入两个附加的松弛矩阵使Lyapunov矩阵和系统矩阵得到分离,得到了一个新的时延补偿鲁棒H∞性能判据,并基于该判据给出了不确定系统的鲁棒H∞状态反馈控制器的设计方法。设计的控制器不但保证闭环系统的二次稳定性,同时使系统的H∞范数小于一个给定的衰减水平γ。并且设计了一个迭代算法来得到问题的优化解。通过一个算例验证了所提出的时延补偿策略的可行性和优越性。     

多回路分布式控制系统网络传输周期的选取

控制回路的网络传输周期是安全优先分布式控制系统的重要设计参数. 为求取该参数,在对多回路安全优先分布式控制系统建模后,提出了基于控制性能和网络调度的协同设计方法,并给出该方法的形式化表达式. 利用状态相对误差及李雅普诺夫等理论,建立该方法中回路性能的描述函数,推导出了指定稳定度约束下的最大允许传输间隔求取公式. 最后的仿真实例证实,该方法不仅能保证网络的可调度性而且能保证回路具有指定的动态性能.     

基于RBF神经网络多步预测的自适应PID控制

提出一种基于RBF神经网络多步预测的自适应PID控制算法．该算法用无局部极小的径向基函数网络对非线性系统进行在线辨识，利用多步预测误差对PID型控制器网络进行训练，从而实现PID参数的在线自适应寻优．通过对典型非线性系统的仿真研究，该控制系统具有较强的适应性和鲁棒性．     

网络化控制系统采样周期的实时优化

随着计算机科学技术、控制理论和网络通信技术的发展，网络化控制系统受到越来越多的关注．由于网络化控制系统的网络带宽的限制使得网络化控制系统不可避免地存在网络诱导时延，网络诱导时延在一定程度上会降低网络化控制系统的性能．为了优化整个控制系统的性能，文章研究了系统采样周期的优化问题，提出了实时反馈调度器．为此，系统目标函数的选取根据采样周期、网络诱导时延以及作用在系统上的噪声，具体做法根据当前各个子系统中被控对象的状态和噪声特性，周期地分配新的采样周期给各个子系统，最后给出实验结果．     

基于博弈论的异构无线网络动态选择

下一代无线通信网络的主要特征之一是移动终端可以灵活接入各个网络. 在异构网
络共存的下一代通信中,网络选择技术能提高频谱利用率和网络容量. 为此,设计了一个基于
非合作博弈的网络选择机制,以保证移动终端能从异构网络中选择合适的网络接入. 证明了
该博弈为潜博弈,分析了该机制中博弈的纳什均衡存在性和可行性,并设计了一个基于反应
动态机制的最优迭代算法求解博弈. 仿真表明,该算法能够收敛到纳什均衡,且其网络选择机
制具有近似最优的性能.     

单级倒立摆控制系统的Riccati寻优设计法及MATLAB仿真

本文构造了一个单级倒立摆系统,欲对其实施垂直于地面的平衡控制.首先对该系统进行了数学建模和线性化处理,然后根据系统约束条件,采用Riccati寻优法,利用MATLAB计算出全状态反馈控制律,根据这个控制律,给系统设计了一个降维观测器,最后使用SIMULIK对整个控制系统进行了仿真.仿真结果表明,该控制系统鲁棒性很强.     

一种新的基于免疫算法的多用户检测

提出了一种新的免疫算法，将匹配滤波器的输出判决信号作为一条染色体放入初始种群，使得初始种群中包含最优解的概率大大增加；选择疫苗时，将接种了疫苗的个体的适应值小于父代适应值的个体，按一定的概率接受该个体，克服了GA欺骗问题．仿真结果表明该算法在收敛速度和误码率方面都优于基于遗传算法的多用户检测．     

欠驱动舰船系统的跟踪控制

针对欠驱动系统的跟踪控制问题,在被跟踪目标指数收敛情形下,利用基于膨胀的时变变换和非自治系统的级联控制方法,将非线性误差系统的镇定问题转化为两个简单线性时变级联系统的镇定问题,并设计了全局–K指数收敛的跟踪控制律. 所给跟踪控制律亦适用于参考轨迹为直线或圆情况下的一般跟踪控制问题. 数值仿真验证了控制方法的有效性.     

基于LMI的广义时滞系统无源控制

将严格无源的概念引入到广义时滞系统,研究广义时滞系统的无源控制问题.利用线性矩阵不等式(LMI),给出了广义时滞系统容许且严格无源的充分条件.进而设计静态状态反馈控制器,使闭环系统容许且具有严格无源性,控制器可由求解LMIs得到.最后的数值算例说明了该方法的可行性.     

非线性时滞不确定系统的保性能控制

叙述了一类给定线性二次性能指标函数的中立型非线性参数不确定系统的保性能控制问题．这些参数的不确定性是实时变范数有界的,并且状态时滞是一个常量．问题就在于设计一个使闭环系统渐近稳定,且对于所有允许的不确定性和时滞,闭环系统线性二次性能指标都不超过一个给定的上界的状态反馈控制律．基于线性矩阵不等式,Lyapunov方法给出了控制器存在的两个判据．最后给出了一个仿真示例说明该文方法的有效性．     

不确定时变时滞非线性系统多模型切换跟踪控制)

考虑了当系统存在不确定情况下,一类非线性时变时滞系统的多模型切换跟踪控制的设计问题。首先利用时滞T-S模糊模型对其进行建模;然后在不确定性满足增益有界的条件下,得到了该类时变时滞非线性系统满足闭环稳定和H∞跟踪控制性能的充分条件;最后根据所选定的变量,通过多模型切换控制,将相应的区域控制器切换为全局控制器,而其他控制器不起作用,实现对整体非线性系统的逼近与控制。仿真结果证明了方法的有效性。     

基于线性矩阵不等式的广义系统非脆弱混合H2／H∞优化控制

研究了广义系统非脆弱混合H2／H∞优化控制问题．目的是设计一个带扰动的状态反馈控制器,使得闭环广义系统满足容许性及H∞范数界的同时使得H∞范数极小．基于线性矩阵不等式给出了该控制器存在的一个充分条件,同时给出了控制器的设计方法和闭环系统H∞范数的极小上界．     

径向四自由度主动磁悬浮轴承控制器研究与探讨

在建立径向四自由度磁轴承系统状态方程基础上,介绍了用最优控制理论中线性二次型方法设计磁轴承集中和分布参数控制器步骤,并用MATLAB语言进行了仿真比较,得出磁轴承在性能方面的退化是微乎其微的.文中简述了基于数字信号处理器(DSP)的数字控制器硬件和软件结构、参数调试方法和实验结果.实验表明:用线性二次型方法设计的分散控制器,磁轴承转子运行在0~60000r/min范围,转子振动峰峰值在20μm左右,满足主动磁轴承性能的要求.这种方法对设计和研究磁轴承控制器具有参考价值.     

奇异系统的终端滑模变结构控制

研究了奇异系统的终端滑模变结构控制问题. 通过线性非奇异变换将奇异系统化为受限等价形式,在此基础上提出了一种指数型非线性滑动超曲面,并给出相应的控制律. 研究表明,其闭环系统渐近稳定,同时系统的状态变量能够在有限时间内到达平衡点. 试验验证了该设计方法的合理性和有效性.