基于FPGA神经网络PID控制器设计

本文提出了一种采用FPGA实现神经网络PID控制器的设计方法。首先在理论上设计三层BP_PID控制器。其次在FPGA芯片上实现了设计的BP_PID控制器,利用VHDL语言采用自上而下的设计方法,设计了BP_PID控制器的各个模块,并在Quartus中进行了时序仿真测试。仿真结果表明,设计过程合理,硬件实现结果正确,为在工业控制领域广泛应用智能控制算法的硬件电路实现创造了条件。     

LED太阳能路灯控制器的设计

根据LED太阳能路灯系统特点,设计了太阳能路灯控制器.详细说明了蓄电池充电控翻及负载输出控制的硬件设计原理,并采用三段式充电理论实现了控制器的软件设计.控制器功能易于实现,满足控制和环保节能的要求.     

基于信号补偿的机械臂鲁棒控制器设计与实现

为了解决基于信号补偿的鲁棒控制方法在实际系统中的设计和实现问题,将该方法应用于实际机械臂系统的控制器设计。在分析了实际控制器设计与理论设计之间的差异的基础上,针对实际系统对控制器设计的约束,提出了可采取的措施,并提出了相应的控制器设计及调节方法,即首先设计单关节子系统标称控制器和鲁棒补偿器,然后再进行多关节鲁棒控制器的统调。将该方法用于实际的二自由度平面机械臂系统的鲁棒控制器设计,进行了物理实现和控制实验,获得了期望的控制结果。     

温室环境下多变量模糊控制系统

针对温室环境系统常规控制方法难以取得理想的控制效果的问题,采用模糊从之方法对该问题进行研究。提出了将传统的模糊控制系统分解为控制器和模糊推理器新控制思路,一般控制器是完成系统执行机构的动态性能的优化,模糊推理器完成被控对象的测量信号与控制信号的转换。该方法简化了控制系统的设计和实现,又充分利用了模糊推理器和传统控制方法的优点,采用这种方法设计的温室环境下多变量模糊控制系统,具有消除系统的稳态误差的作用,提高了模糊控制器的控制精度。本系统经仿真,达到了控制要求。     

基于单片机的照明系统远程控制

本文主要阐述了无线远程控制设计原理和实现方法,从硬件和软件设计两个方面描述了设计过程,控制器采用51系列单片机,通过无线数据模块实现照明灯的无线遥控,实现了无线数据传输、控制和显示的功能,从而达到照明灯具的智能控制。     

不确定分数阶Genesio混沌系统的反演滑模同步

针对带有参数不确定与外部扰动的分数阶Genesio-Tesi混沌系统,采用反演控制和滑模控制相结合的策略,设计了一种新的分数阶反演滑模控制器,实现了此类分数阶混沌系统的同步问题。首先,基于反演设计方法给出子系统的李雅普诺夫函数和虚拟控制量;其次,在反演设计过程中引入滑模变结构控制策略,基于李雅普诺夫稳定性理论,设计能够使分数阶驱动Genesio系统与分数阶响应Genesio系统全局渐近同步的分数阶反演滑模控制器。所设计的控制器为单一控制器,在实际应用中与多输入控制相比更易于实现系统的同步。最后,通过数值仿真验证了所设计的分数阶反演滑模控制算法对于参数不确定与外部扰动的鲁棒性及控制器设计方法的有效性。     

基于DFL的地面运动基座轨迹跟踪控制

为解决地面运动基座的轨迹跟踪控制问题, 基于其动力学模型, 利用动态反馈线性化技术实现了系统的完全状态反馈线性化。根据线性系统理论设计轨迹跟踪控制器, 并采取时变控制器增益的方法在满足控制力矩饱和约束的同时取得了良好的跟踪效果。Matlab 仿真结果显示, 采用该方法设计的轨迹跟踪控制器可使系统跟踪期望轨迹, 采取时变控制器增益的方法可使系统在跟踪过程中既满足了控制力矩饱和约束, 取得了良好的跟踪性能。与其他设计方法相比, 该方法能很好地将控制力矩饱和的情况考虑在内, 控制器设计简单且具有良好的稳定性。     

四旋翼飞行器姿态与高度控制器的设计

由于微型飞行器(micro aerial vehicles,简称MAVS)能够在人类难以接近的地方收集情报,因此,其吸引了越来越多的关注.以四旋翼飞行器为平台,以实现飞行器姿态和高度控制为目的进行研究.在姿态控制上,采用一种不依赖于具体模型的记忆控制方法设计控制器.在高度控制上,采用一种线性二次高斯(linear quadratic Gaussian,简称LQG)控制方法设计控制器.实际飞行结果表明,设计的控制器具有良好的稳定性和跟踪性.     

航天器姿态机动的滑模变结构控制与仿真*

针对航天器姿态机动的控制问题,设计了一种滑模变结构控制器,实现了航天器姿态对时变期望的跟踪。给出航天器姿态的数学描述,采用滑模控制思想设计了控制器,并基于Lyapunov稳定性理论给出控制器的稳定性证明。以推力器为姿态机动的执行机构,给出了控制信号的PWM调制方法。最后在Simulink环境下构建了仿真系统,仿真结果表明在该控制器下,航天器姿态可以实现对期望信号的跟踪。     

倒立摆控制的无扰切换

针对倒立摆控制问题,改进了Fantoni和Lozano所设计的控制方法,提出一种近似实现控制器无扰切换条件。建立两个切换控制器的控制量等式,在最高点邻域采用Taylor展开方法求解这个非线性方程,得到一个近似无扰切换点集,根据倒立摆的物理模型特点,在这个集合中选择一个切换点,并在它附近取一个区间作为控制器切换的条件。采用倒立摆的位移、平移速度、角度、角速度作为调度变量,根据这些量和切换条件选择控制器参数。仿真结果说明:这种方法基本实现控制器的无扰切换。     

搅拌机的分散鲁棒控制

基于鲁棒频域响应近似设计方法与序列控制器设计方法，提出了一种线性多变量系统分散鲁棒控制器的设计过程，在序列控制器设计的每一步，单个鲁棒控制器用鲁棒频域响应近似法获得，并使用频域响应近似法进行控制器降价，整个过程应用于非最小相应搅拌机系统的分散鲁棒控制器设计。     

基于ARM的公交优先控制器的设计

将RFID识别技术与交通灯信号控制机有机地结合,提出基于ARM微处理器的公交优先控制器的设计方案,并详细阐述各个模块的硬件电路以及主要软件设计流程。设计的控制器实现RFID技术与传统交通灯信号控制机的融合,使公交运行自动化、智能化。     

基于有限时间控制的高超声速飞行器控制律设计

针对高超声速飞行器的飞行控制问题,提出了一种基于有限时间控制技术的控制方法.根据高超声速飞行器纵向模型的特点,将高度控制和速度控制看作2个子系统分别设计控制器.采用非线性动态逆与有限时间控制技术相结合的方法,分别设计了速度控制器和高度控制器.速度控制器设计时考虑了发动机的动态,使得飞行速度在有限时间内收敛到给定值.飞行...     

基于MSP430系列单片机的电子配料控制器设计

介绍一种电子配料控制器的设计方案,该电子配料控制器以TI公司的MSP430F149单片机为控制核心,集成了电源模块,放大器及输入输出驱动模块,通信模块,键盘和显示模块等,并针对单片机抗干扰性能较弱的特点,不仅采用光电耦合技术、加接去耦电容以及合理布线的硬件抗干扰设计,而且采用看门狗技术和数字滤波技术等软件抗干扰技术。该设计方案的特点是控制器整体结构紧凑,体积小,功耗低,操作灵活方便,使用安全可靠。     

一类MIMO网络控制系统的时滞相关控制器设计

针对一类具有多个独立传感器和执行器的多输入多输出(MIMO)网络控制系统(NCS),首先在传感器和执行器采用时钟驱动,控制器采用事件驱动的条件下将系统建模为具有多输入时延的连续时间系统,然后利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法给出系统状态反馈控制器的设计方法.这种方法可直接通过求解一组线性矩阵不等式获得相应的控制器.     

工程船舶电力调速系统鲁棒控制器的设计

针对海洋工程船舶电力调速系统的数学模型,设计满足凸约束条件的状态反馈控制器,主要是基于李雅普诺夫稳定性理论,推导使系统稳定且满足H∞性能控制器存在的条件,利用线性矩阵不等式技术将其转化为可求解的形式,通过Matlab对其求解仿真,得到状态反馈控制律、扰动抑制度及单位阶跃响应曲线,表明笔者所采用的鲁棒控制器的设计方法对船舶电力调速系统的数学模型进行控制是可行的．     

中立型时滞系统耗散性控制

研究了一类中立型时滞系统的耗散控制问题，基于线性矩阵不等式(LMIs)方法导出了耗散控制器存在的充分条件。通过线性矩阵不等式的可行解构造出耗散状态反馈律，相应的闭环系统是严格耗散的。其特殊情形可以为控制和无源控制。     

不确定多时滞广义系统的鲁棒控制器设计

研究了针对一类不确定性多时滞广义系统的鲁棒控制问题,系统的奇异矩阵满足一定假设条件的。提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒控制器的设计方法,并证明了该鲁棒控制器可以保证原系统与其组成的闭环系统是全局一致指数稳定的。该控制器既消除了多时滞所带来的不良影响,又使系统具有很强的鲁棒稳定性,设计方法简单,求解容易。通过一个数值算例,说明了所给方法的有效性。     

单片微机CAN控制器的应用与实践

介绍了C8051F020单片机内部CAN控制器的应用。叙述此控制器的构成及其访问方式,并重点介绍了其在电机监控系统中的应用。阐述了CAN控制器外围硬件和通信软件的设计与实现,并给出了CAN通信软件的流程图,实践证明了该设计的正确性。     

二次型性能的优化降阶控制器设计

在静态输出反馈控制器设计的基础上,设计线性系统在二次型性能指标下的优化降阶动态输出反馈控制器.动态反馈控制器可表示为一个最优降维状态估值器和一个最优静态反馈增益阵.控制器的输入阵,可用全维控制器输入阵的一个线性组合来表示.通过求解利用降维状态观测器的静态输出反馈,可得到降阶控制的最优反馈增益阵.最后,通过一个例子,说明本文提出的给定解控制器设计方法.