磁悬浮飞轮磁轴承系统变增益H∞控制器设计

针对磁悬浮飞轮转子的陀螺效应问题和转子不平衡质量引起的同频扰动问题,在对磁悬浮飞轮进行了系统分析与建模后,将转速变化引起的陀螺项看作系统的参数变化项,将转子系统看作是线性参变(LPV)转子系统,应用凸优化原理和线性矩阵不等式方法(LMI)设计了变增益H∞控制器.仿真结果表明:由于在控制器设计时考虑了陀螺效应和同频干扰的影响,系统在减少了保守性的基础上具有很好的动静态特性和鲁棒性.     

高精度磁悬浮反作用飞轮自适应神经网络控制

针对磁悬浮反作用飞轮存在的干扰噪声以及非线性等问题,设计了自适应神经网络机构,实现了对磁悬浮反作用飞轮的稳定控制,并利用其能够逼近复杂的非线性函数和自学习能力等特点,实现了对磁悬浮反作用飞轮系统的噪声抑制作用及非线性补偿。对某磁悬浮飞轮系统的仿真研究表明,该控制机构可有效消除飞轮系统的干扰噪声,抑制控制对象的非线性,提高磁悬浮反作用飞轮的控制精度。     

磁悬浮反作用飞轮系统模态分析及试验研究

介绍了一种角动量为50Nms工作转速在±5000rpm的磁悬浮反作用飞轮系统,利用有限元分析软件ANSYS对其定、转子及系统进行了模态分析,利用COMBINE14单元模拟磁轴承使模型更加接近实际,最后通过模态测试试验测出了转子的一阶弹性固有模态,与理论计算结果相近,误差仅为0.66%,验证了理论模型的正确性。模态分析及测试的结果对磁悬浮反作用飞轮系统的振动特性研究,控制方案设计及总体优化设计有着重要意义。     

飞轮电池磁悬浮控制系统的仿真和实验研究

提出了一种用于飞轮电池的电磁和永磁混合磁悬浮轴承设计方案，其轴向位移由电磁铁主动控制，其余自由度由永磁铁以吸力方式给以约束，同时由永磁铁提供电磁控制的偏置磁场。对电磁力和永磁力进行了有限元计算和线性化，建立了磁悬浮控制系统的模型。对系统在不同的PID控制器参数下。受到阶跃扰动力的位移响应进行了仿真。采用上述磁悬浮方案和PID控制器，完成了一个单自由度磁悬浮实验，洲试了飞轮转子轴向脉冲力位移响应．实验结果证实上述磁悬浮方案和控制器能够实现飞轮转子的稳定悬浮。     

带钢热连轧活套系统的H∞控制及仿真研究

针对一类线性不确定系统,基于Riccati方程,给出了系统的鲁棒H∞控制器存在的条件。并采用H∞控制对热连轧活套多变量控制系统进行设计。通过建立了相应的数学模型,在存在参数摄动的情况下,设计了鲁棒H∞控制,使得系统在参数摄动和外界干扰下仍具有鲁棒性能好,抗扰动强等优点。最后,通过与LQ控制仿真结果比较,验证了分析、设计以及控制的有效性。     

反作用射流控制导弹的自动驾驶仪H∞设计方法

空气舵与反作用射流复合控制的导弹，由于侧向喷流与外流场的相互作用，其空气动力学特性比传统空气舵控制要复杂的多，一般难以建立较为准确的数学模型，因此要求其自动驾驶仪具有更好的鲁棒性。用H∞控制理论，对具有这种复合控制的自动驾驶仪进行了设计，通过权函数的合理选择，可以控制空气舵和反作用射流发动机的混合工作方式，同时具有满意的鲁棒稳定性能。仿真结果表明，H∞控制理论用于这类导弹的自动驾驶仪设计是可行的。     

基于Modelica语言的反作用飞轮多领域建模与仿真

反作用飞轮是三轴稳定小卫星高精度姿态控制系统的首选执行机构。针对反作用飞轮多领域耦合特性及其高置信度数值仿真问题,探索了基于Modelica语言实现反作用飞轮多领域建模与仿真的可行性。在反作用飞轮控制领域、电气领域、力学领域等不同领域数学模型的基础上,采用Modelica搭建了相应的反作用飞轮多领域仿真模型,并在设定工况下对其动态特性进行了数值仿真分析,得到了飞轮系统的多领域耦合特性。该仿真模型实现了飞轮系统不同领域模型之间的无缝集成和数据交换,能够有效分析各领域间的耦合特性。     

基于扰动补偿的伺服系统H∞优化设计与仿真

针对双轴伺服系统中存在较强的内部不确定性和外部干扰的特点,建立了系统的不确定性数学模型.在此基础上,提出基于扰动补偿的鲁棒两自由度H∞控制器的设计方法,并利用MATLAB软件对系统进行优化设计与仿真.设计与仿真结果表明:该控制器具有好的鲁棒性,解决了伺服系统性能要求和鲁棒稳定性要求两者之间的综合平衡问题,并获得了良好的扰动解耦效果.     

空间飞行器姿态控制用磁轴承飞轮研究

以空间飞行器姿态控制用磁轴承飞轮为研究对象,在论述磁轴承飞轮结构特点的基础上,介绍了该磁轴承飞轮试验模型的工作原理和系统组成,推导了其动力学模型,给出了磁轴承设计中的关键参数轴向恢复刚度、径向不平衡恢复刚度、旋转刚度的计算方法.最后对磁轴承的主动悬浮控制系统进行了设计,给出了试验结果,所涉及的问题对其它类型的磁轴承设计有参考价值.     

电动汽车再生制动H∞鲁棒控制仿真研究

分析了当前几种电动汽车再生制动方式的不足，为防止过大的充电电流对蓄电池造成损害，提出了以蓄电池充电电流为控制对象的再生制动方案。另外，根据电动汽车电机反电动势、电池电压、道路状况，以及初始车速有较大范围变化的特点，设计了电动汽车再生制动H∞鲁棒控制器，并利用SIMULINK建立了电动汽车再生制动系统模型以进行不同条件下的仿真研究，结果表明H∞鲁棒控制器比传统的PI控制器具有更好的稳定性、更强的鲁棒性和抗干扰能力。     

基于H∞鲁棒控制的挠性卫星姿态控制

针对存在未建模动态、模型参数不确定性和外力矩扰动的挠性卫星，通过选择合适的加权函数将挠性卫星姿态控制问题转化为H∞混合灵敏度问题。采用H∞优化方法设计了鲁棒控制器。最后对卫星姿态控制系统进行了仿真研究，结果表明采用鲁棒控制器的姿控系统较传统的PID控制的姿控系统具有更好的鲁棒稳定性和抗干扰性能。     

基于改进H∞算法的电动转向控制系统仿真研究

首先对电动助力转向系统（EPS）进行了建模、分析及合理的简化。根据该系统特性,选择基于H∞的控制方法。在对S/T奇异值曲线的深入观察和研究的基础上,提出一种根据系统频域关键参数先构造闭环函数然后反推出系统控制器的方法。EPS系统频谱分析及干扰和模型参数摄动下的仿真结果表明,该方法设计的控制器简单有效,具有很好的鲁棒稳定性和鲁棒性能。     

不确定离散时滞系统的鲁棒H∞滤波与仿真

研究了一类不确定离散时滞系统的鲁棒H∞滤波问题，其中不确定性存在于系统的状态矩阵和输入矩阵当中，且满足范数有界条件，对于所有容许的参数不确定性，构造一个线性滤波器，使得滤波误差系统渐近稳定且满足一定的H∞性能指标，给出了滤波器存在的充分条件，并通过矩阵变换得到了设计滤波器的LMI方法。 为了使得滤波器具有良好的稳态性能，本文考虑了LMI的优化问题。通过求解一组LMI，可以得到最优滤波器。最后，仿真结果很好地说明了本文方法的有效性。     

磁悬浮系统的鲁棒切换控制方法

考虑磁悬浮非线性系统在质量变化和空气间隙大范围变化情况下的空气间隙控制问题。将空气间隙的变化区域分为若干小区域，再对每个小区域设计动态输出反馈鲁棒控制器，并将控制器设计问题转化为H∞控制器综合问题，控制器根据气隙所处的区域进行切换，使得系统在空气间隙大范围变化区域内保持稳定，并对质量和气隙变化具有鲁棒性。这种切换控制方法克服了采用非线性系统反馈线性化方法和滑模控制方法设计的控制器需要空气间隙变化速度信息的缺点及反馈线性化方法对参数变化鲁棒性差的不足，降低了系统复杂性，提高了系统的性能。     

基于参数相关Lyapunov函数的鲁棒H2/H∞控制

研究凸多面体不确定连续系统的鲁棒H2/H∞优化控制问题。为降低设计的保守性,提出一种具有参数相关Lyapunov函数的鲁棒H2/H∞性能准则。基于该性能准则,推导出鲁棒H2/H∞状态反馈控制器存在的充分条件,并以双线性矩阵不等式（BMI）的形式给出。给出了用于鲁棒H2/H∞控制器优化设计的迭代线性矩阵不等式（ILMI）算法。对某卫星姿态控制系统的仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于窗口H∞范数的时滞系统分析与设计

介绍了线性时滞系统的窗口№特性,通过GK冲引理和窗口H∞概念引出对滞系统广义界实定理;并给出了不同频率区间下己脚成立奈件;然后,基于有限频率分析给出了带记忆的状态反馈控制器设计。最后通过实例说明窗口频率分析的有效性。     

可再生资源开发与投资的H∞控制策略研究

基于文「１」可再生资源存量动态系统模型的基础上,针对系统中不确定性因素的存在,建立了具有不确定性扰动因素的可再生资源离散时间系统模型,应用离时间Ｈ∞控制理论方法,探讨了可再生资源系统中资源存量,经济开发以及投资恢复的优化设计问题,给出了不同开发阶段的Ｈ∞优化开发与投资策略,为资源经济的可持续发展提供了新的理论方法。     

扑翼微型飞行器非线性H∞姿态控制

给出了扑翼微型飞行器姿态控制系统的数学模型,并提出了一种新颖的非线性H∞控制方法。飞行过程的复杂性使得姿态控制极具挑战性,主要困难是系统表现为非线性、时变参数以及各种干扰。为此提出了一种全局非线性H∞控制策略,系统控制综合是基于李亚普诺夫理论而非求解HJI偏微分方程。该方法克服了时变参数及未知干扰对系统的影响。证明了控制器的全局渐进稳定性并将其用于扑翼微型飞行器非线性H∞姿态控制系统的仿真,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

不确定离散广义系统的H∞保成本控制

利用Riccati不等式,给出了H∞保成本离散广义系统和H∞保成本控制的定义,设计状态反馈H∞保成本控制器,使得闭环系统不仅对于容许的参数不确性保持正则、稳定、因果,而且使相应的闭环系统的二次性能指标具有上界及给定的H∞性能γ.基于线性矩阵不等式(LMI)给出了H∞保成本控制器的表达式。最后用数值例子说明设计方法的有效性和可行性。     

基于H∞控制理论的BTT导弹自动驾驶仪设计

针对三通道耦合BTT导弹自动驾驶仪设计问题,提出了应用H∞控制理论对其设计的方法。该方法把俯仰、偏航及滚动通道间耦合作用看作是干扰项,这样从H∞标准状态方程形式上看,导弹模型没有了耦合,从而可以对滚动、俯仰和偏航三个通道独立进行设计。给出了应用该方法的具体步骤。通过三通道导弹控制系统联合仿真研究表明,该设计方法可行,可以很好的抑制耦合干扰,满足设计指标。