多回路不同采样周期的离散系统的稳定性分析

在计算机控制系统中,多回路不同采样周期的系统是经常遇到的。对于这种系统,不能按离散系统的一般方法来分析。通常是采用这样的分析方法:通过联系两个不同采样周期的控制回路的零阶保持器,把两个回路的时间序列联系起来,以便消去其中一个整数变量,得到两个回路统一的差分方程,然后进行系统的稳定性分析。对于多回路的系统,也可用同样的方法进行处理。这种分析方法是可行的,但比较麻烦。特别是当回路数较多时,采用这种分析方法就相当费事了。本文介绍另一种分析多回路不同采样周期的系统的方法。其基本思想是,利用两个回路的Z变换算子的关系,消去其中一个算子,得到只包含一个算子的系统的闭环Z传递函数,并导出其状态方程,然后进行系统的稳定性分析。这种方法分析简单,容易掌握,而且具有普遍性。因此,它是分析计算机控制系统动态特性的一种较好的方法。     

双率控制系统指数镇定的一个切换系统方法

由于各种传感器的不同采样周期,线性系统的状态变量被分为两类,每一类状态变量有一个采样周期.根据两类状态变量不同的采样周期,提出了一个周期的切换控制器.因此双率控制系统可以被建模为一个带有时变的锯齿状时滞的切换系统,并给出了使系统镇定的充分条件和相应的控制器设计方法.     

具有不同采样周期的双闭环采样系统的数字仿真

本文主要叙述对微型计算机控制的双环系统——具有不同采样周期的双环采样系统进行数字仿真的程序;用该程序对目前在传动系统中广泛使用的双环微机控制系统在内、外环不同采样周期时系统的跟随性能进行了仿真计算,给出了计算结果及初步分析。表明用该程序分析具有不同采样周期的双环系统是十分有效的,对正确设计双环采样系统的数字调节器提供了一种较为方便的方法。利用该程序配合参数寻优程序也可以进行双环采样系统的计算机优化设计。     

网络控制系统的变采样周期调度算法

综合考虑网络控制系统的误差、误差变化率、网络利用率及采样周期对系统性能的影响,设计了一种基于模糊反馈的变采样周期调度算法.该算法由网络利用率预测和采样周期调节两部分组成:网络利用率预测部分根据当前网络运行状况预测新的网络利用率;采样周期调节部分包含网络利用率分配和采样周期的计算.采样周期调节部分的网络利用率分配,用于重新分配各控制回路的网络利用率,分配时考虑系统各回路的误差和误差变化率,利用模糊控制理论调整各回路对网络的需求程度,完成分配;而采样周期计算是根据所得的网络利用率及数据的传输时间,动态调节系统各回路的采样周期.最后,结合EDF调度算法利用TrueTime工具箱对所研究的调度算法进行了仿真,结果表明采用本文所研究的变采样周期调度算法的控制系统性能要优于采用固定采样周期调度算法的控制系统性能.     

用状态变量法计算多网孔振荡回路的过渡过程

文中介绍了运用状态变量法计算多网孔振荡回路的过渡过程的具体作法。     

二级倒置系统稳定性初探

本文主要对模糊控制二级倒置的稳定性进行了初步分析，绘制了不同控制方法及不同输出参量下的位相图，并据此对系统控制状态（初始状态、采样周期等）进行了稳定性分析。提出了Ｆｕｚｚｙ控制多变量系统的一种分析方法，并应用该方法设计了参变量Ｆｕｚｚｙ控制器，且用之对二级倒置系统进行实时控制，取得了较好的效果。     

二级倒置系统稳定性初探

本文主要对模糊控制二级倒置系统的稳定性进行了初步分析，绘制了不同控制方法及不同输出参量下的位相图，并据此对系统之控制状态（初始状态、采样周期等）进行了稳定性分析。提出了Ｆｕｚｚｙ控制多变量系统的一种分析方法，并应用该方法设计了参变量Ｆｕｚｚｙ控制器，且用之对二级倒置系统进行实时控制，取得了较好的效果。     

车辆主动悬架系统的双率采样H_∞控制

研究了车辆主动悬架系统的双率采样H∞控制问题。系统的状态变量是由采样频率不同的两类传感器进行采样的,且假设两个采样频率的比值是一个正整数。根据两个不同采样率下的采样状态是否同时可利用,设计了一个周期切换控制器。利用输入时滞方法,将车辆主动悬架系统建模成一个带有不同输入时滞的切换系统。根据Lyapunov稳定性理论,得到具有特定H∞性能的系统指数稳定的充分条件以及关于切换控制器存在性的一个时滞依赖判据。最后,通过一个仿真例子说明了本文所提方法的有效性。     

应用采样保持器和低通滤波器控制混沌

提出了应用采样保持器和模拟低通滤波器控制混沌的方法.将混沌系统的某一可测状态变量通过采样保持电路和模拟低通滤波器后反馈给系统的其他子系统,通过调整采样频率和滤波器的带宽可以将混沌系统稳定到不动点和各种周期轨道.Lorenz系统和Chua电路的仿真结果证实了该混沌控制方法的有效性.     

一种新的变采样周期策略在不确定负载NCS中的应用

由于网络本身以及网络中应用节点的不确定性,使得网络控制系统工作在一个可变负载、开放、不稳定的环境中。为保证网络控制系统在可变负载的网络环境中稳定运行,提出了一种基于多输入多输出支持向量机(MIMO-SVM)的变采样周期策略,根据网络负载的变化,动态地更新各控制回路的采样周期。仿真结果表明:该策略可以使可变负载的网络控制系统始终稳定运行,并且在提高网络控制系统控制性能的同时也提高了网络的可调度性。     

基于双率采样的一类线性时不变系统的H_∞控制

本文研究了一类线性时不变系统的双率采样控制问题。首先,考虑多个类型传感器系统的采样周期不同而引入双率采样方案;其次,通过以小采样周期重构状态信息来建立系统状态补偿机制,充分且实时利用不同时刻的采样信息,进而基于传感器采样时刻的信息设计切换控制器;最后,在Matlab/Simulink环境下通过仿真实验——智能车辆模型的轨迹跟踪仿真,证明了本文所提出的基于采样周期不同的切换控制方案的有效性。     

变采样网络控制系统的稳定性分析

目前网络控制系统多采用事件驱动方式,这种驱动方式适用于网络延时小于一个采样周期的网络控制系统。为了解决网络延时大于一个采样周期的问题,提出了事件-时间驱动方式。在采用事件-时间驱动方式下系统成为变采样网络控制系统。在网络时延大于一个采样周期情况下,系统中的控制值和反馈值不能准时到达时,该系统使用预测环节预测的预测值。在基于预测值的变采样网络控制系统中,给出了不同网络时延所对应的状态转移矩阵,分析了变采样网络控制系统稳定需要的条件,最后给出了一个例子说明了变采样网络控制系统采用预测值控制可以使系统稳定运行。     

FF控制系统时滞特性分析及相应参数设置规则

从控制和通信角度综合分析了基金会现场总线控制系统的时滞特性,并总结了在该时滞特性影响下的参数设置规则。以一个3节点的闭环单回路控制系统为例,通过研究其回路时滞的分布、大小及产生原因,找到了影响总线时滞的关键变量。并据此论证了总线时滞与采样周期和总线调度表参数的内在联系,给出了合理设置以上参数时需要注意的问题。最后在仿真平台上,通过比较不同参数配置对系统性能的影响,验证了以上分析。     

三维人手跟踪中微观结构的应用

为构建更准确、更自然的三维人手交互系统,提出基于状态变量微观结构的粒子滤波算法和基于交互微观结构的反馈机制。对三维人手跟踪系统中的人手交互行为数据和人手状态变量数据进行分析,确定有效的交互微观结构和状态变量微观结构;利用交互微观结构建立有效路径选择及交互反馈机制;应用状态变量微观结构建立各个动作采样模型,构造采样数据库,完成基于状态变量微观结构的粒子滤波算法;采用基于状态变量微观结构的粒子滤波算法和基于交互微观结构的反馈机制构建三维人手交互系统,完成虚拟装配任务。实验结果表明:微观结构应用于三维人手交互系统,提高了算法的精度。     

多脉冲调制系统的状态空间分析

本文研究多脉冲宽度调制系统的状态空间分析方法,给出了当系统结构或参数随开关状态变化时系统的稳态方程和调宽过程中系统的扰动方程,讨论了调宽的作用和系统的特点。并对多脉冲调制UPS系统主回路各状态变量的运动过程进行了机助分析。     

线性采样数据系统的稳定性分析

讨论了线性采样数据系统的稳定性条件．通过细致分析该系统的解,发现提高近似离散化阶数q可以达到并改善系统的稳定性。对于任意采样周期T,可以找到一个最小的近似离散阶数q,在设计采样控制时以q为近似离散化的阶数,此时线性采样数据系统可以稳定,而采样控制的存在性可由线性系统的能控性保证。     

一种提高晶体管间歇振荡器重复周期温度稳定性的措施

在普通间歇振荡器的基极回路内串入一个几百欧姆的电阻,可以提高其重复周期的 温度稳定性。对储能电容接在发射极回路的间歇振荡器进行了实验研究,重复周期在 ６０℃时的偏离量在１％左右。     

网络控制系统中任务与信息的优化调度

为了提高网络控制系统性能,解决网络控制系统中信息和任务相互约束的问题,设计了同时调度网络控制系统中任务与信息的算法.采用遗传算法优化调度序列,减小系统采样周期和端端延时,优化了系统整体性能.最终形成同步异构系统一个周期内的调度表,确定了系统每个子任务的执行时间和占用资源,解决了不同控制回路资源冲突问题和相同控制回路任务与信息执行顺序的约束问题,并且保证了每个子任务的实时性.仿真表明该算法是有效的.     

基于MATLAB/Simulink的采样系统虚拟仿真实验

为了克服物理实验系统的局限性,充分利用MATLAB/Simulink仿真软件的优势,分析了采样开关、采样周期、采样保持器对采样系统性能的影响.仿真实验结果表明了采样开关对常规系统和大惯性系统的影响是有差异的,采样周期的合理选择是影响系统性能的一大因素,而保持器虽能复原信号但降低了系统的稳定性.虚拟实验实现了理论知识到实践知识的转化,为设计性能优良的采样系统提供依据.     

基于同伦函数的水电站小波动特征值研究

建立了水电站引水发电系统负荷扰动后的稳定性分析模型,提出了利用同伦函数确定水电站小波动状态矩阵特征值与状态变量对应关系的方法,进而判断系统各环节的动态特性.结合实际算例,通过分析状态变量对应的特征值,研究了系统处于不同稳定性状态时的振荡特性及主导该振荡的因素.采用四阶龙格库塔法和快速傅里叶变换,得到系统振荡的时域过程和振荡主频,并与系统的特征值进行了对比分析.结果表明:同伦函数可有效辨识水电站引水发电系统中各特征值与状态变量的对应关系;特征值实部反映了系统的稳定性,当其为正值时,对应的状态变量即为系统发散的主导因素,从而可有针对性地给出改善系统调节稳定性的措施;特征值的实部数值大小反映了对应环节的收敛/发散程度,虚部的数值反映了对应环节的振荡频率.