潜艇操纵运动的变结构控制

以潜艇操纵运动为对象，用变结构控制方法设计了一种潜艇空间运动的联合控制系统，其中水平面控制系统能对横摇运动施以主动控制，垂直面控制系统采用了自由递阶设计思想，可以有效地抑制运动耦合效应引起的干扰，系统仿真表明，所设计的控制系统动态品质良好，有较强的鲁棒性。     

潜艇垂直面运动突变分析

为研究潜艇垂直面操纵运动的稳定性,针对潜艇非线性动力学模型,采用分叉与突变理论分析失稳现象发生的机理.利用中心流形理论将潜艇运动方程约化到包含原系统全部动力学特性的低维系统,对静态分叉引发的状态突变进行定性分析,并通过数值仿真进行验证.结果表明,潜艇垂直面运动模型在强机动下将发生极限点分叉并导致系统状态在分叉点处产生突变.此现象揭示了潜艇动力学模型中非线性项的影响,有助于潜艇操纵控制系统的设计.     

控制冗余和控制可重构舰艇

提出通过开发控制冗余提高舰艇操纵系统可靠性的思想，给出了控制冗余的严格定义和分类；讨论了控制冗余开发问题及可重构舰艇控制系统的基本结构和原理；研究了控制冗余的配置问题和控制可重构舰艇设计的基本准则，针对潜艇系统进行了具体讨论，提出了一种控制可重构潜艇布局方案，并与常规布局进行了可靠性对比。     

潜艇模拟训练器变深模块的设计与研究

从分析潜艇变深运动出发,研究了潜艇的运动参数与控制舵角的关系,建立了潜艇变深操纵的数学模型,提出了仿真模型并给出了仿真结果,表明所做的模型能够反映艇体的操纵特性,其结果可以应用于潜艇模拟训练器的设计中.     

潜艇垂直面运动的非线性滑动控制

对潜艇运动模型进行了合理简化,考虑了水平面与垂直面运动参量的耦合影响,通过运动方程估计垂向速度,对ＭＩＭＯ非线性系统直接进行联合操舵滑动控制规律的设计,研究了潜艇航深稳定和潜浮运动两种控制问题．得出的控制算法简单,易于实现．仿真结果表明,控制效果良好．     

潜艇垂直面运动的非线性滑动控制

对潜艇运动模型进行了合理简化,考虑了水平面与垂直面运动参量的耦合影响,通过运动方程估计垂向速度,对ＭＩＭＯ非线性系统直接进行联合操舵滑动控制规律的设计,研究了潜艇航深稳定和潜浮运动两种控制问题,得出的控制算法简单,易于实现。仿真结果表明,控制效果良好。     

变论域模糊控制在X舵抗干扰操纵中的应用

为了发掘X舵潜艇在持续高强度随机干扰环境下稳定操纵的能力,建立了某型X舵潜艇六自由度运动模型,分析了X舵的操纵规律,在X舵模糊控制主体、智能模糊积分环节及控制权限动态分配三个方面对X舵模糊控制系统进行了设计.仿真计算表明:模糊控制系统在潜艇低频和高频随机干扰力和力矩峰值分别为500 k N和400k N·m的作用下,基本能将深度和姿态稳定在期望值,控制效果明显好于比例积分微分(PID)控制器,但在高频干扰下存在小范围抖振现象.采用变论域思想对模糊控制系统进行改进,对深度、纵倾、横倾和航向的误差变化率采用论域在线调节机制,在同样的干扰环境下能够消除深度和姿态的抖振,实现对潜艇复杂条件下航行的精准稳定控制.     

一种改进的变结构控制律

在研究变结构控制中常用到的非线性控制律的基础上，提出了一种变结构控制律，并将它用于潜艇深度控制系统的仿真研究中。结果表明，使用该控制律使控制系统的调节时间缩短，并且在滑动模态上的抖动明显减小。     

潜艇水平面运动的非线性滑动控制

对潜艇运动模型进行了合理简化，考虑了横向速度对航向角速度的耦合影响，对非线性系统直接进行控制规律的综合，研究了潜艇航向调节和航迹保持两种控制问题，得出的滑动控制规律物理机理明确，算法简单，易于实现，仿真结果表明，控制效果良好。     

潜艇垂直面运动的解耦控制

针对潜艇的垂直面的运动控制系统在运动中存在严重的耦合问题 ,忽略潜艇运动特性中非线性因素 ,运用解耦控制方法进行垂直面的运动控制 ,将系统分解为两个SISO系统进行潜艇运动特性分析 ,该控制算法可应用于深水及近水面的潜艇运动控制 ,其控制结果良好 .     

深海集矿机路径监控系统研究

为了确保深海集矿机安全作业和提高集矿效率,需要对集矿机的作业路径实现实时监控.提出由水上监控子系统、水下测控子系统及通信子系统三大模块构成的集矿机监控系统结构,并介绍了各子系统的硬件组成和主要功能.分析了集矿机作业时的行走特点,提出了基于位移累加法和长基线定位法的集矿机定位方法,设计了基于LabVIEW的水上监控子系统,实验表明论文设计的监控系统能可靠实现集矿机的路径监控.     

双环掺铒光纤激光器混沌反相位相移同步控制

提出了双环单模掺铒光纤激光器激光混沌反相位相移双环对双环驱动-响应同步控制系统的理论模型．其中,一个双环单模掺铒光纤激光器作为驱动系统,另一个具有2个附加的反馈回路的双环单模掺铒光纤激光器作为响应系统,而2个相移控制器反相位控制注入光的相移且和双环单模掺铒光纤激光器响应系统的反馈回路共同实现光的反馈反相位控制,即在反馈反相位的基础上,通过相移控制器调制注入光的相移可以控制混沌同步;数值模拟表明,无论是注入光的对称耦合驱动控制还是非对称耦合驱动控制,该方法都能有效地使混沌系统同步．     

参数不确定的Liu混沌系统的自适应控制

研究了新型混沌系统——L iu系统的动力学行为和自适应控制问题.首先选择原系统的一部分作为子系统,在低维空间上具体分析这个系统的动力学行为,然后基于子系统分析整个系统的动力学行为.根据Lyapunov稳定性理论方法构造一个新的自适应控制器,给出了控制器及未知参数的自适应律解析式,使得全部未知参数识别和系统的控制同时取得,方法简单,控制效果好.数值模拟证明了该方法的可行性和有效性.     

一类信息交迭关联大系统的分散自适应控制

针对关联和有信息交迭的大系统,提出了一种分散自适应控制方法．在对子系统进行辨识的基础上进行适应控制器的设计,同时控制输入之间进行信息交换,以考虑子系统之间的关联作用．从而降低由于关联项造成的不利影响,从而有效抑制每个子系统的有界扰动．最后采用李亚普诺夫方法证明了系统的全局稳定性．通过对电力网大系统的仿真,表明了本文方法的有效性．     

磁浮列车悬浮系统的反步控制方法及实验研究

电磁铁的悬浮控制技术是磁浮列车最关键的核心技术之一.但是悬浮系统受到本质非线性和开环不稳定的影响,其控制器的设计一直存在难点和挑战.针对磁浮列车系统的稳定悬浮控制问题,设计了基于反步(Backstepping)法的非线性控制器.首先建立单点悬浮系统的非线性动力学模型,然后利用反步法将系统分成2个子系统并分别对每个子系统提出Lyapunov候选函数.在第一个子系统中设计虚拟控制量,并代入二级子系统的Lyapunov函数中获取出整个系统的控制器,接着利用Lyapunov理论验证系统的稳定性.同时,通过仿真证明:所提出的控制方法不仅具有更好的动态和稳态表现,而且能很好的抑制干扰对悬浮系统的影响.最后通过实验验证了该方法的有效性和可行性,在磁浮列车的悬浮系统方面具有良好应用前景.     

基于LabVIEW的焊接测控系统开发

针对窄间隙旋转电弧焊焊缝跟踪的需要,开发一套测控系统.考虑到该焊接方法的特点和开发的效率、速度要求,采用"数据采集卡 PC机"模式,并选择LabVIEW作为测控系统的开发软件.系统功能主要包括数据采集、信号分析和输出控制.为便于完成有效的电弧传感,系统能灵活设置采样时钟、采样集、各种触发等功能,实现对特定区域的采样.由于需要较高的数据采样率,同时需要并行进行测试和控制,实现了高速数据流并行处理模式.为有效对采集信号进行处理,实现滤波,信号变换以及焊缝偏差检测的算法.为实现有效的控制,系统完成了同步、PWM输出控制、PID控制等功能.程序具有界面友好、高可靠性和好的扩展性,为进一步研究窄间隙旋转电弧焊提供好的实验平台.     

基于软PLC技术的磨矿过程运行控制系统及实验

为解决具有综合复杂特性的磨矿生产过程运行控制实验研究的难题,开发了由运行监视子系统、运行控制子系统、虚拟执行机构与检测装置和虚拟对象子系统组成的运行控制半实物仿真系统.本系统采用软PLC技术构建的嵌入式控制器实现实时运行控制,采用基于C sharp语言开发的过程监测软件进行在线监测,并集成执行机构与检测运算模型和虚拟过程对象,具有实时性高、移植性好、面向工业实际等特点.基于运行控制实验系统的结果表明,该系统能够为运行控制方法的研究提供一个高效、便捷的验证环境,为运行控制算法的进一步工业应用奠定基础.     

柔性互联直流微网群一致性协调控制

通过隔离双向直流-直流(direct current-direct current, DC-DC)换流器互联多直流微电网,不仅能实现子微网间有效电气隔离及故障隔离,还可灵活控制互联功率。为提升基于隔离双向DC-DC换流器互联直流微电网集群系统稳定性和可靠性,提出一种一致性协调式控制策略,使得整个集群形成一有机整体。无论哪一直流微电网发生功率扰动,均可实现系统内所有平衡单元联动,为受扰微电网提供紧急功率支撑,改善受扰微网直流电压动态特性,减小受扰电网直流电压稳态偏差,且扰动功率由全系统平衡单元依据其等效功率分配系数比合理承担。此外,所提控制策略仅仅利用就地测量信息,无需子系统间相互通信,可靠性高。最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提控制策略的有效性。     

基于动态全局模型的模糊控制系统稳定性分析

针对目前国内外尚缺乏模糊控制系统设计与性能分析的一般方法,研究了基于动态全局模型的模糊控制系统的系统化设计与稳定性分析方法．被控的模糊系统由一组动态模糊状态空间模型表示,该模型可看作是T-S模糊模型的扩展．整个模糊系统的模糊控制器的设计思路是根据期望的闭环极点找到每一子系统的局部状态反馈控制器,然后由主导局部子系统来构造全局模糊控制器．分析了整个闭环模糊控制系统的稳定性并提出了利用补偿控制来保证该闭环模糊控制系统稳定的新方法．仿真实例验证了所提方法的有效性．该方法为模糊控制系统的设计与性能分析开辟了一条新的途径．     

集散型供水远动监控系统研制

集散型供水远动监控系统由中心调度控制系统、终端执行子系统及通信管理子系统组成，主要由单片机８０３１组成的终端执行子系统执行中心调度系统发来的控制命令，控制水泵，电热器的开启及停止，对水泵房的流量、压力、电压、电流及温度信号进行Ａ／Ｄ转换。中心调度系统采集这些状态信号，按照人工规定的控制模式，通过通信管理子系统对近１０ｋｍ范围内的约２０个水源井进行遥测、遥控和遥信，实现远动监控，实践表明系统工作可靠