有限字长对数字控制系统极点的影响

本文应用扩展状态模型研究了多输入多输出(MIMO)闭环数字控制系统因受计算机字长限制而产生的系统极点漂移问题,推导出了系数量化误差引起的系统单极点(包括共轭复极点)漂移的简单计算公式,根据此公式编制了计算机程序,并给出了对实际数字控制系统的分析结果.     

线性随机系统基于观测器的反馈镇定

针对控制系统测量输出产生的乘性噪声问题,提出基于观测器的反馈控制设计算法.首先,引入状态误差变量,导出反馈控制下It8型随机微分方程描述的闭环系统.其次,运用复合Lyapunov函数方法并结合随机分析技术,分析闭环系统的均方指数稳定性和几乎必然稳定性,并建立输出反馈控制器存在的充分条件.基于此条件给出了控制增益矩阵和观测器增益矩阵的参数化设计算法.最后,通过倒立摆模型的数值仿真,验证所提出控制策略的有效性.     

有网络限制的MIMO网络化控制系统的稳定性 分析与控制器设计

为了解决网络约束的情况下多输入多输出(MIMO)网络化控制系统(networked control systems, NCSs)的镇定分析和控制器设计问题,在有限网络接入通道的条件下,为MIMO网络化控制系统建立一个离散切换时滞模型. 基于所建立的新型切换Lyapunov-Krasovskii方程,提出一个新的线性矩阵不等式的稳定标准;在获得稳定条件的情况下,应用迭代算法设计出静态输出反馈控制器. 数字仿真结果表明了所提出方法的创新性和有效性.     

基于集员估计的线性MIMO系统故障检测方法

考虑了一类具有未知有界噪声的线性多输入多输出(MIMO)系统的故障检测问题,提出了一种基于集员估计的故障检测方法.通过当前时刻系统状态范围和测量输出值的一致性检验来检测系统是否发生故障.如果系统正常运行,则利用系统测量输出信息校正当前时刻系统状态范围.利用三容水箱系统模型进行了仿真研究,结果表明了所提方法的有效性.     

分布式MIMO雷达优化布站研究

针对分布式多输入多输出(MIMO)雷达各发射站和接收站的优化布站问题,提出了一种分布式MIMO雷达布站的优化模型.首先给出了分布式MIMO雷达的信号模型;然后分析了收发天线位置对分布式MIMO雷达的空间分集能力和信道电压散射系数方差的影响,在此基础上提出了用空间分集度和空间分散度指标对分布式MIMO雷达的空间分集能力和天线分散程度进行量化评估;接着提出了在空间分散度一定的条件下,使空间分集度最大的布站原则并给出了相应的目标函数;最后仿真分析了信号频率、探测距离、探测方位、信道数目等因素对分布式MIMO雷达布站的影响.研究结果对分布式MIMO雷达的系统配置和实际应用具有重要的参考价值.     

小信号模型Superbuck变换器控制系统的设计

为了进一步减小超级变换器—Superbuck变换器的输出纹波,本文针对Superbuck变换器进行控制系统的设计。根据典型的Superbuck变换器主拓扑结构开环频率特性,设计出一种双闭环控制系统,给出了方案、系统设计图和设计后的系统开环传递函数。本文对设计的控制系统进行了仿真,仿真显示,与国内外设计的Superbuck控制系统相比,系统输出性能得到了提高。     

一类最小相位随机非线性系统的输出反馈控制及扰动抑制

对于一类具有模型不确定性的最小相位随机非线性系统,研究输出反馈控制使闭环系统状态响应对噪声具有扰动抑制作用,并且无噪声时闭环系统是随机渐近稳定的.首先假设模型系统中的一个子系统随机输入状态稳定,并且系统的漂移项与扩散项分别依赖于该子系统的状态和输出信号,在此假设前提下设计一个降阶观测器,得到一个等价系统,再由递推的方法得出等价系统的输出反馈控制律,使得最终得到的闭环系统对噪声方差是输入状态稳定的.     

遭受执行器攻击的工控系统输出反馈滑模控制

针对工业控制系统存在测量噪声及外界执行器攻击问题,提出一种基于无偏状态估计的输出反馈离散滑模控制方法。在执行器攻击存在的情况下,构造等效滑模控制律。由于攻击信号与系统状态未知,通过引入无偏状态观测器从遭受噪声干扰的传感测量数据中获得系统真实状态的最小方差无偏估计量。在此基础上,利用一步延时攻击估计得到攻击信号的近似估计值,使所设计的鲁棒滑模控制律得以实现。给出了在此控制律作用下滑模面的收敛性分析及闭环系统最终有界稳定的证明。数值仿真实验结果验证了面向执行器攻击的无偏状态估计器的有效性,也表明与传统滑模控制方法相比,提出的输出反馈滑模控制方法对执行器攻击具有更强的抑制力,能够有效提高系统的鲁棒性能。     

基于电路网络参数的宽带MIMO系统模型

该文提出了一种基于电路网络参数的宽带多输入多输出(MIMO)系统分析模型,该模型考虑了天线阵列的互耦和阻抗畸变、匹配网络、接收机噪声和外部干扰噪声的影响,以及传播信道的特性,可以准确地分析和比较不同MI-MO系统的性能。利用该模型对MIMO系统的传输链路进行建模,说明了如何在分析模型中使用标准的基于多径的传播信道模型,并且比较了使用不同天线阵列的宽带MIMO系统的性能,分析了匹配网络和不同系统噪声对于系统性能的影响。结果表明,阵列的尺寸对宽带MIMO系统的性能有重要的影响,匹配网络只能有限地提高物理尺寸受限的MIMO系统的性能。     

多变量线性系统的一种简化测辨方法

本文讨论多输入多输出(MIMO)线性离散系统的一种简化测辨方法。针对一个具有可加噪声的一般差分方程模型结构,提出了重复单输入单输出(SISO)极大似然函数测辨方法,以测辨 MIMO 系统的各个参数。计算机模拟及工业数据应用均表明此法是可行的和有效的。由于此法此较简单,因而能在小型计算机上实现。     

无互联线逆变器并联控制技术

传统的有互联线逆变器并联方式容易引入干扰.为此,研究了一种有利于采用全数字化有功功率、无功功率检测的逆变器无互联线下垂控制并联运行方案.在双闭环控制逆变器并联的系统模型下对功率理论进行分析,引入了基于频率和电压的下垂控制方程并推导下垂控制参数,介绍了一种有功功率、无功功率检测(PQ)调节方式并得出相应计算公式.仿真结果表明,该控制方案可以使逆变器间在无互联线的情况下获得良好的动态和静态特性,使负载的有功功率及无功功率得到了均分.     

Robust Adaptive Neural Control of a Class of MIMO Nonlinear Systems

In this paper we present a robust adaptive control for a class of uncertain continuous time multiple input multiple output (MIMO) nonlinear systems. Multiple multi-layer neural networks are employed to approximate the uncertainty of the nonlinear functions, and robustifying control terms are used to compensate for approximation errors. All parameter adaptive laws and robustifying control terms are derived based on Lyapunov stability analysis so that, under appropriate assumptions, semi-global stability of the closed-loop system is guaranteed, and the tracking error asymptotically converges to zero. Simulations performed on a two-link robot manipulator illustrate the approach and its performance.     

一类网络化离散系统的H∞输出跟踪控制

考虑了具有量化和数据丢失的一类网络化离散系统的H∞输出跟踪控制问题。系统和参考模型的状态在传输前需要量化处理,量化误差处理为扇形有界不确定性,数据丢失建模为Bernoulli过程。基于线性矩阵不等式,得出了系统存在H∞跟踪控制器的充分条件,保证了系统的输出在H∞意义下,跟踪指定的参考模型输出。最后,数值例子表明该方法的有效性。     

移相全桥的重积分间接滑模控制策略

为了改善移相全桥直流变换器的输出性能,提出一种重积分间接滑模控制策略.给出了移相全桥的动态模型,同时采用李导数给出重积分间接滑模控制器的设计过程.分析了间接滑模控制过程中的降阶现象;在三维相空间中描述了滑模存在域和滑动过程,并给出滑模系数的整定公式.仿真和实验结果表明,该控制策略可提升移相全桥变换器的鲁棒性和动态品质,在保留滑模控制优点的同时有效消除间接滑模控制导致的输出残差.     

一种新型光纤电压互感器数字闭环控制系统模型研究

介绍了一种新型光纤电压互感器的原理以及闭环相关检测算法在其中的应用,给出了数字输出的变比计算公式。把光纤电压互感器作为一个数字闭环控制系统进行建模,得出系统输出和误差输出的传递函数模型,并分析了该模型的稳定性、误差指标及频率特性。通过样机进行实验验证,该模型能够很好地吻合实际系统,能够对样机的性能改进起指导作用。     

油田开发系统规划的策略

依据石油开发系统的特点，引入状态方程和多变量控制方法，分析了油田开发系统的投入产出问题，提出了油田开发最优规划方法，建立了多输入多输出油田开发优化模型，提出了多输入多输出油田开发最优决策准则。在确定开发方案时，应选取影子价格较小值的油井进行开采。     

机床加工精度的自适应控制

本文采用直接检测加工区域误差的全环控制方法,分析了加工误差与测量信号的关系及加工误差的表现形式;对机床加工精度的控制(尺寸精度与形状精度);首次提出了用趋势性差分方程描述加工误差;应用自适应控制理论,确定了模型结构形式;并通过在线辨识系统参数,设计了系统的自校正调节器。在实际加工过程中,取得了较为满意的结果。本文为提高数控机床的加工精度提供了一套行之有效的方法,同时也为研究机床加工过程,建立综合性数学模型提供了一条可行的途径。     

基于几乎干扰解耦的非线性系统自适应模糊输出反馈控制

研究了一类基于几乎干扰解耦的MIMO非线性不确定系统的输出反馈控制问题.研究的非线性系统具有嵌入式下三角结构,比严格反馈形式的非线性系统更具一般性,非线性系统的状态部分不可测.通过综合应用模糊逻辑系统和命令滤波反推控制技术,构建自适应模糊输出反馈控制器,命令滤波技术的引入消除了传统反推控制方法运算中存在的计算膨胀,设计的控制器不仅保证整个闭环系统的稳定性,而且在L2增益的意义上抑制了干扰对输出的影响.仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于非均匀采样的模拟退火随钻电磁波电阻率测井检波系统研究

在以往的随钻电磁波电阻率测井仪器检波系统中,仪器采样过程大多为均匀采样,检波方法多采用数字相关法或数字相敏检波(DPSD)法,其检波结果往往受采样量化误差以及频谱泄漏影响。针对这一问题,提出一种基于非均匀采样的模拟退火(SA)检波方法,并研制快速检波电路系统,选取基于均匀采样的DPSD检波结果进行对比。结果表明,基于非均匀采样的SA检波方法选频能力强,能更加有效地抑制量化误差相关性以及频谱泄漏带来的检波误差,更适用于恶劣多变环境下的随钻测井仪器检波。