运载火箭的抗干扰分数阶控制器设计

针对火箭的姿态控制问题,基于自抗扰理论和分数阶控制,提出了一种控制器设计方法。通过设计扩张状态观测器,充分利用惯组平台和速率陀螺的复合量测信息对系统的内部和外部干扰进行估计。设计分数阶控制器对估计的干扰进行实时补偿,实现火箭的姿态控制,通过引入可调参数使得控制器参数调整范围变大,保证控制器具有更好的控制精度。考虑到控制器参数多且难以被确定,采用一种基于遗传算法和粒子群优化的混合算法对参数进行调整;通过仿真验证了所提算法可以获得良好的动态性能、抗扰性和鲁棒性。     

飞机纵向姿态自抗扰控制器的设计及参数优化

将自抗扰控制器用于飞机的纵向姿态控制。在自抗扰控制器(ADRC)参数优化方面,根据参数变化对系统性能的影响,采用二进制遗传算法自动优化,弱化了ADRC参数整定对经验的依赖程度。在两种飞行状态下的仿真及抗干扰测试表明,控制器具有较强的鲁棒性和抗干扰性,系统具有良好的动态和稳态性能。     

基于改进粒子群算法的USV航向分数阶控制

针对欠驱动水面船舶（underactuated surface vessel,USV）航向保持稳定性问题,对船舶自动舵控制系统设计了分数阶PIλDμ控制器。积分阶次λ和微分阶次μ的引入使得分数阶比例积分微分（proportion integration differentiation, PID）PIλDμ控制器具有更好的鲁棒性和抗扰动能力,但同时也加大了算法设计的难度。使用改进粒子群算法对分数阶PIλDμ控制器参数进行整定,即解决了粒子群算法容易使粒子陷入局部最优问题,又解决了分数阶PIλDμ控制器整定参数多、设计复杂问题。通过仿真对比实验,结果表明,该控制器能很好地根据船舶动态特性变化,自动进行适应性参数优化,具有跟踪速度快、航向控制超调小以及抗扰性强等优点。     

基于免疫粒子群算法的飞行控制器参数寻优

提出了一种免疫粒子群混合优化算法.该方法将免疫算法中的基于浓度的抗体繁殖策略与粒子群优化算法相结合.对浓度低的粒子进行促进,对浓度高的粒子进行抑制,因而保持了粒子的多样性,克服了PSO算法易于陷入局部最优点的缺点,寻优速度快.将该方法用于飞行控制器的参数优化设计.仿真结果表明：使用该方法进行参数优化设计获得了优良的飞行控制效果,能够较大地提高飞行控制器参数的设计效率.     

航天器姿态机动的自抗扰控制器设计

基于三阶扩张状态观测器、安排过渡过程和非线性反馈技术,设计了三通道耦合的航天器姿态机动自抗扰控制器,完成了自抗扰控制器的参数整定。从对模型的依赖程度、抗干扰性、鲁棒性和燃料消耗等四个方面对比了自抗扰控制器和PD控制器。仿真结果表明自抗扰控制器在解决存在非线性和耦合特性的航天器姿态控制问题上能够取得理想的控制效果,具有较高的控制精度和较快的系统响应。     

车载稳瞄系统的自抗扰控制器设计

采用自抗扰控制器来设计稳瞄控制系统,将自抗扰控制器的结构同最佳控制传递函数相结合,参照ITAE最佳控制律来调节参数.该参数调节方法适用于其它不同阶数的控制系统,且物理意义明确,易调易用,便于现场操作.该控制器具有较好的稳态精度、跟踪性能和较强的鲁棒性,仿真结果证实了该方法的合理有效性.     

基于神经网络的自抗扰控制器

将神经网络与自抗扰控制器相结合,提出一种新的控制器,并深入分析了该控制器结构。仿真研究表明,该控制器较单一的自抗扰控制器具有参数适应性更大、动态特征更好等优点。     

基于AGA的ADRC及其应用研究

提出了自适应遗传算法（AGA）选取与优化自抗扰控制器（ADRC）参数的方法，较好地解决了其过多参数难以调节的问题，采用一阶ADRC对连续搅拌反应釜（CSTR）系统进行控制，并用简化的一阶ADRC控制平面两连杆机械手水平方向的正弦运动，仿真结果验证了算法的可行性和有效性。     

舵机自抗扰控制应用研究

根据制导武器电动舵机的使用特点,研究了将自抗扰控制用于舵机控制回路的设计方法.给出了自抗扰控制器的设计算法,分析了其控制特性,并在实际系统中进行了仿真实验.实验结果表明,和PID控制器相比较,自抗扰控制具有更好的动态性能、稳态精度以及抗干扰能力.     

超机动飞行自抗扰控制律设计与仿真

提出了一种利用自抗扰控制器算法设计超机动飞行控制系统的新方法。根据自抗扰控制器可以动态补偿系统模型扰动和外扰的特点,在超机动飞行快回路和慢回路中引入自抗扰控制器,实现了快变量和慢变量的动态解耦控制。直接针对飞机超机动飞行条件下的强耦合、强非线性模型进行控制律设计,符合超机动飞行控制的非线性、模型摄动大、模型不精确等特点,在很大的包线范围内不需要改变控制器的结构和参数,简化了设计过程。大包线范围内的大迎角机动仿真结果表明,系统具有良好的动态和稳态性能,控制器具有很强的鲁棒性,为解决超机动飞行控制问题提供了一种新的途径。     

基于ADRC的经济增长分析

中国经济目前位于高储蓄、低消费的发展路径,如何安排合适的经济转型路径,使得经济走向长期最优均衡,具有重要的现实意义.然而,由于经济系统的复杂性,人们很难运用基于受控对象精确信息的控制方法来设计合理的增长路径.自抗扰控制(ADRC)是一种独立于模型的误差反馈控制方法,其自然地反映了理性人的决策思维.本文首先对比了当经济增长模型的均衡解存在显示表达式时,运用ADRC与最优控制这两种不同方法所取得的控制效果.研究表明,ADRC有助于合理安排经济发展路径以降低效用损失.如果再考虑到经济周期、技术进步等因素对经济带来的影响,此时通过最优控制方法就只能获得均衡解的稳态值.本文以稳态资本存量作为参考目标,运用ADRC对此进行分析.结果表明,ADRC仍然可以给出较优的经济发展路径,使得经济在"稳与快"间保持平衡,引导经济走向长期稳态均衡.     

基于自抗扰与模糊逻辑的大攻角控制系统设计

针对直接力/气动力复合控制空空导弹的敏捷转弯问题,提出了一种基于自抗扰控制技术与模糊逻辑的自动驾驶仪设计方法。将导弹俯仰通道分解为攻角控制回路与俯仰角速度控制回路,使用自抗扰控制方法分别设计控制器,并将其串联组成完整控制回路。由攻角指令得到虚拟控制量,然后通过模糊逻辑将虚拟控制量分配给气动舵与直接力喷流装置。最后使用模糊控制方法对自抗扰控制器的反馈增益进行在线调整。仿真结果表明,所提出的控制方案对大攻角指令有良好的跟踪效果,适用于空空导弹的大攻角敏捷转弯控制。     

基于改进粒子群算法的快速反射镜自抗扰控制

为了提高快速反射镜(fast steering mirror, FSM)的跟踪精度和扰动抑制能力, 建立了基于自抗扰控制器(active disturbance rejection control, ADRC)的FSM闭环控制系统, 并对ADRC的参数整定方法进行研究。由于ADRC参数用试凑法整定效率低, 用粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法整定容易陷入局部最优, 因此提出一种惯性权重基于箕舌线调整的改进PSO(improved PSO, IPSO)算法。通过系统仿真实验, 在考虑卫星平台振动的情况下, 采用基于IPSO、PSO的ADRC和传统比例-积分-微分(proportion integration differentiation，PID)控制器分别控制FSM。结果表明, 在跟踪不同频率的高频正弦信号时, 采用基于IPSO的ADRC控制的FSM跟踪精度相较其他两种控制器控制FSM的跟踪精度均有明显提升。     

自抗扰控制在监控精轧宽度控制系统中的应用

针对利用机架间张力调宽的热连轧监控FAWC系统具有大时滞、不确定性、干扰因素多、难以获得精确的数学模型等特点，给出了一种全新的ADRC设计度实现方案。为满足快速性要求，设计了一种去掉TD，由ESO、NF两部分组成的ADRC，而且这两部分没有采用常规的非线性函数。而是用线性函数实现，且阶次比常规方法低一阶，近似误差可归结为扰动量。此外，给出了Simulink的编程实现。仿真结果表明这种方法的有效性。     

证券选择的极大极小设计方法

在现代金融理论的基本框架下,提出了证券选择的极大极小设计(即最差情况最优化)的概念与方法主要证明了当金融市场完备时使最差情况证券收益率最优的证券组合的存在性,给出极大极小收益率的大小及求解最优证券组合的方法最后还基于简单的算例讨论了极大极小证券选择方法的特点等问题.     

Active disturbance rejection control for PMLM servo system in CNC machining

Uncertain friction is a key factor that influences the accuracy of servo system in CNC machine. In this paper, based on the principle of Active Disturbance Rejection Control (ADRC), a control method is proposed, where both the extended state observer (ESO) and the reduced order extended state observer (RESO) are used to estimate and compensate for the disturbance. The authors prove that both approaches ensure high accuracy in theory, and give the criterion for parameters selection. The authors also prove that ADRC with RESO performs better than that with ESO both in disturbance estimation and tracking error. The simulation results on CNC machine show the effectiveness and feasibility of our control approaches.     

Active Disturbance Rejection Control of Second-Order Nonlinear Uncertain Systems with Guaranteed Transient and Steady State Tracking Error Bounds

This paper presents an active disturbance rejection control (ADRC) method for a class of second-order nonlinear uncertain systems with guaranteed transient and steady state tracking error bounds. To deal with the tracking error constraint, an output error transformation and sliding surface technique are introduced to transform the constrained second-order system into an equivalent unconstrained first-order one. Then, an ADRC method is developed to achieve output tracking of the transformed uncertain system. The author proves that the closed-loop system is semi-globally uniformly bounded and it is sufficient to guarantee the tracking error constraint for the original system. Simulation results of a system of two inverted pendulums connected by a spring and a damper demonstrate the effectiveness of the proposed control method.

     

SIMULINK中自抗扰控制技术自定义模块库的创建

在研究自抗扰控制技术的基础上,以MATLAB/SIMULINK为仿真平台,编写M_Funtion程序实现特殊非线性函数、应用S_Funtion定制跟踪微分器和扩张状态观测器等新型动态系统模块、利用子系统封装技术完成控制律组合和常用自抗扰控制器算法,按照模块化建模思想,创建了用户自定义的自抗扰控制器模块库。通过串级调速自抗扰控制系统的仿真实例,说明利用该模块库,实现了自抗扰控制技术的图形化建模,参数设置修改直观方便,而且创建方法简单易行、可扩充性强,不仅为自抗扰控制技术的仿真研究提供了有效工具,并且对相关领域的仿真模型库扩建具有参考价值。