多延迟多瓶颈网络拥塞鲁棒控制研究

研究了具有多延迟用户源端和多瓶颈链路端的复杂网络的主动队列管理控制器的设计和稳定性分析.建立了具有非线性、输入带有时滞和不确定参数扰动的通用网络TCP/AQM动态模型.在平衡点线性化后,采用还原算法进行延迟补偿和预估,将该模型转化为无时滞的线性模型.在系统状态矩阵和输入矩阵参数扰动不满足匹配但有界的条件下,采用积分滑模变结构控制算法,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法给出了滑模可到达和渐进稳定的可行条件,根据该条件设计鲁棒主动队列管理算法.理论证明了该算法的稳定性.     

四旋翼无人机的滑模自抗扰姿态控制器设计

针对四旋翼无人机姿态控制过程中存在模型不确定和外界风干扰的问题,提出了一种内外环控制算法.内环设计了自抗扰控制器,利用扩张状态观测器以及非线性状态误差反馈控制器实时估计和补偿系统的总扰动;外环设计了非奇异终端滑模控制器来提高系统的响应速度;并对内外环的控制算法进行了稳定性证明.由姿态角跟踪仿真结果表明,所设计的控制器具...     

一类非均匀采样非线性系统的无模型自适应控制

对一类未知的非均匀采样离散时间非线性非仿射系统,基于在受控系统当前工作点处的等价数据模型,利用输入输出数据对伪雅可比矩阵（PJM）的在线估计,设计出相应的无模型自适应控制器.所提出的控制方法具有如下特点：控制器的设计仅需要非均匀采样的输入输出数据,不包含系统模型的任何信息;控制算法计算量小,算法容易实现.最后,通过一个非均匀采样离散时间非线性系统仿真结果验证提出方法的有效性.     

新型混联式涂装输送机构的PD滑模控制

针对一种新型混联式汽车电泳涂装输送机构,为解决滑模控制过分依赖于动力学模型的问题、弥补传统PD控制在强耦合强非线性系统中存在的不足,采用时延估计技术对动力学模型进行线性化处理,据此设计一种线性化PD滑模控制器。首先采用拉格朗日法建立机构的动力学模型,然后针对采用时延估计技术线性化的动力学模型设计滑模控制器,同时把时延估计误差作为扰动处理,通过PD控制保证系统的全局渐定稳定。其次,运用Lyapunov稳定性理论证明了所提出控制算法的稳定性,为PD滑模控制律参数的选择提供了准则。最后,分别对滑模控制和PD滑模控制进行MATLAB仿真比较。结果表明,所提出的PD滑模控制方法不仅使系统获得更好的跟踪性能,而且结构简单、易于实现、计算量小,从而实现对新型混联式汽车电泳涂装输送机构的高性能跟踪控制。     

基于改进伽马曲线的星载长波红外焦平面非均匀性校正算法

随着长波红外探测器技术的进步,通过选用宇航级大阵列长波红外探测器,天基红外遥感卫星技术得到快速发展。长波红外探器响应强非线性导致传统的基于线性模型的非均匀性校正算法校正误差大,从而影响卫星在轨使用效能。针对该问题,结合大量实验室数据和卫星在轨数据的统计分析结果,建立了一种新的长波红外探测器非线性响应模型,据此提出了一种基于改进伽马曲线的非均匀性校正算法,以有效克服探测器响应强非线性对校正精度的影响。该算法首先建立基于改进伽马曲线的探测器非线性响应模型,依据此模型对获取图像进行非线性压缩映射,实现探测器响应的线性化,然后利用星载基于定标技术的线性化算法实施非均匀性校正,同时,定标温度点根据所建立模型参数动态更新,最后通过逆非线性化压缩映射还原出实际的非均匀校正后的图像。基于人造黑体和在轨实景红外图像的实验结果表明,该算法有效解决了探测器响应强非线性对校正精度的影响,校正后图像的视觉效果和定量化指标均优于传统的星载非均匀校正算法。     

一种基于干扰观测器的永磁同步电机线性化反馈控制

永磁同步电机在转速控制中当存在较强非线性或外界干扰时,传统控制算法难以对电机实现高精度的跟踪控制.因此,本文提出一种基于干扰观测器的永磁同步电机线性化反馈控制,在建立的电机模型上引入外界干扰,通过线性化反馈控制和干扰观测器的方法对外界的非线性和干扰进行补偿.仿真结果表明,该方法能够有效地提高永磁同步电机的跟踪控制精度.     

自平衡机器人的机械建模与自平衡算法

针对高阶次、多变量、非线性、欠驱动的单轮机器人系统,提出了一种最优控制算法。首先采用机械方程推导出力学模型,通过将其在平衡位置处进行线性化,得到系统的线性化标称方程,然后用对称根轨迹（SRL）配置极点的控制方法实现了独轮机器人的动态稳定和平衡控制。仿真的结果验证了力学模型的正确性和反馈线性化控制算法的有效性。     

基于自适应反步跟踪的反馈调整稳定性控制算法

当飞机在大回环飞行中,由于受到空气动力学的扰动较大,需要进行飞行姿态稳定性控制,传统方法采用分段线性化控制方法,在大扰动条件下,飞行过程中各段的控制误差不断方法,导致飞行稳定性不好。提出一种基于自适应反步跟踪的飞行器反馈调整稳定性控制算法。构建大回环飞行中的飞行稳定性控制的参量模型系统,考虑外界干扰的情况下,进行飞行器反馈调整稳定性控制目标函数构建,采用自适应反步跟踪方法拟合控制过程的状态误差响应,实现控制器优化设计。仿真结果表明,采用该算法进行飞行器的稳定性控制,系统误差受到外界扰动的影响较小,控制器的自适应收敛性较高,展示了较好的应用性能。     

自适应滑模控制在变形翼飞行器上的应用

针对变形翼飞行器提出了一种自适应滑模控制算法。对形变造成的模型不确定性,采用自适应补偿算法消除其对系统稳定性的影响。将外界的扰动分解成匹配项和不匹配项,设计积分滑模控制完全消除匹配项对系统的影响,同时使不匹配项满足鲁棒性能指标。通过李雅普诺夫稳定性证明自适应积分滑模控制能使跟踪误差一致渐近稳定。最后,在含有不确定项的变形翼飞行器模型上进行仿真,验证算法的可行性和有效性。     

一类非线性不确定系统的滑模反演控制

针对一类存在未知复合扰动的高阶非线性系统,提出一种基于有限时间干扰观测器的反演非奇异快速终端滑模控制方法。采用有限时间干扰观测器对复合扰动进行快速精确估计并设计控制器鲁棒项进行补偿。采用反演控制处理高阶非线性系统,结合动态面控制设计虚拟控制律;同时设计非奇异快速终端滑模控制律,提高系统的收敛速度和控制精度,并通过Lyapunov理论证明了系统跟踪误差一致最终有界。通过数值仿真验证了所提控制方法的有效性和可行性。     

基于扩张状态观测器的管桩自动焊接机滑模控制

针对管桩自动焊接机中齿轮传动结构带来的齿隙非线性问题，文中提出一种基于扩张状态观测器的改进滑模控制器设计方法。将非线性、时变齿隙模型等价为全局线性化模型，并证明建模误差上限有界。基于该模型，考虑到输入齿隙未知以及外界干扰未知的情况，文中分别设计了滑模控制器和基于扩张状态观测器的改进滑模控制器。前者能够渐进稳定的跟踪输入信号，抗干扰能力强，但存在较大抖振；后者利用扩张状态观测器观测出未知扰动并直接补偿给控制器，在保证跟踪误差在期望精度范围的同时减少了抖振，便于工程实现。仿真实验证明了相较于传统滑模控制器，基于扩张状态观测器的改进滑模控制器系统到达滑模面的速度更快、抖振更少。     

基于滑模算法的航空稳定平台控制

由于机载稳定平台工作中会受到飞机振动、风阻力矩等外界干扰因素的影响,导致探测设备出现指向不稳定、跟踪精度低等问题。研究了滑模控制算法在航空稳定平台上的应用,利用Matlab/Simulink建立了永磁同步电动机伺服系统的滑模控制仿真模型,通过仿真和在试验系统上测试,实验结果表明滑模控制算法与普通PI算法相比较,不容易受到外界干扰力矩的影响,具有较好的鲁棒性,在相同外界干扰的情况下可以保持较好的跟踪精度。     

含风电的多区域互联电力系统负荷频率控制

针对含风电的互联电力系统运用粒子群优化的滑模变控制(PSOSMC)算法进行负荷频率控制,风力发电作为负的负荷与常规火电机组和水电机组都参与到负荷频率控制中。PSOSMC控制火电和水电状态变量,维持各项参数的稳定。对常规粒子群算法进行改进,并用改进的粒子群算法优化滑模变结构控制算法中不确定参数的设计。同时,考虑电力系统的非线性问题,以四区域互联电力系统为例,在系统存在阶跃负荷扰动的情况下,验证了滑模变结构方法和改进的粒子群算法的有效性。     

基于自适应动态规划的鲁棒最优导弹自动驾驶仪滑模控制

利用自适应动态规划算法,研究了带有扰动的导弹自动驾驶仪系统的鲁棒最优控制问题.首先,设计了非线性扰动观测器估计系统中的未知扰动;接着,考虑一类积分滑模面,根据扰动观测器的输出,设计积分滑模控制器,使得系统沿着滑模面进入滑动模态运动;然后,针对等效滑动模态系统,设计带有新权值更新律的评价网络,利用自适应动态规划技术自适应学习最优控制律,通过Lyapunov方法证明了闭环系统的稳定性和权值估计值的收敛性;最后,运用导弹自动驾驶仪系统验证了算法的可行性和有效性.     

一种幕墙清洗机器人姿态控制算法的研究

幕墙清洗机器人在玻璃表面清洗时,在空中的姿态会发生很大的晃动,会影响机器人在壁面的清洗和能否安全的越过障碍物.根据以上问题设计出一款多涵道幕墙清洗机器人,对其姿态控制算法进行研究,设计出增量式滑模控制器.通过数据传感器采集到一定量的姿态角度值,利用MATLAB进行仿真,研究出姿态角度随时间变化的曲线图,在有外界扰动和未受到外界扰动的情况下,通过滑模控制算法保证幕墙清洗机器人在空中沿X轴,Y轴,Z轴的姿态角度不会发生大范围的晃动,保持稳定,该控制算法具有良好的鲁棒性.     

DC/DC开关变换器滑模变结构控制的新方案

本文在滑模等价控制的基础上,考虑实际控制中的非理想切换条件,提出了一种适合PWM型DC/DC开关变换器的滑模变结构控制算法简单的新方案.该控制算法依开关工作周期,动态地对滑模误差进行修正,从而动态地补偿控制量的大小,将有利于近似地保证系统沿着切换面运动,并可以减少系统稳态误差,达到削弱乃至消除高频抖动的目的.以Boost变换器为例的仿真结果表明,本文的控制方案可以减少系统超调,缩短过渡过程时间,改善系统的动态品质,并有效地解决滑模控制中的高频抖动问题.     

基于递阶原理的非均匀采样非线性系统的模糊辨识

针对非均匀多采样率非线性系统的建模问题,提出了基于递阶原理的模糊辨识方法.首先,分析了非线性系统在输入信号非均匀周期刷新,输出信号周期采样的情况下,非线性系统可以通过提升技术,利用多个局部线性模型加权组合的模糊模型来描述.在此基础上,利用GK模糊聚类确定模糊模型前件结构,利用基于递阶原理的递推最小二乘辨识算法辨识模糊模型后件参数.同时,通过鞅定理对辨识算法的收敛性进行了研究.最后,通过仿真实例证明了本文方法的有效性.     

基于RRNN的破障武器滑模控制

为了提高某破障武器随动系统响应的快速性和准确性,对其进行神经网络滑模控制研究.结合伺服系统的模型,引入脊波递归神经网络(RRNN)对模型动态自适应逼近,可有效提高响应速度和鲁棒性.通过脊波递归神经网络滑模控制器(RRNN-SMC),有效地抑制了扰动、参数变化等非线性因素的影响.最后,采用粒子群优化算法对脊波参数和链接权...     

高超声速飞行器递阶滑模控制研究

针对高超声速飞行器轨迹高度和速度跟踪控制问题,基于纵向动力学的输入/输出线性化模型,设计了递阶滑模控制器和非线性扰动观测器,用于解决系统存在不确定性问题和执行机构带有死区非线性问题,对于所设计的控制器和观测器进行了稳定性分析,并且通过仿真验证了本文提出的方法能够提高系统的收敛速度和收敛精度并能克服执行机构死区的影响。     

基于UKF的星载GNSS地球静止卫星定轨算法

针对星载GNSS接收机的采样间隔较长以及EKF处理非线性问题会引入线性化误差的问题,提出了利用UKF进行GEO星定轨计算的方法。依照GEO轨道动力学特性建立了状态模型,并对星载接收机进行了可见性分析,将UKF算法应用于接收机输出信息的处理。仿真结果表明该算法比EKF更适用于定轨计算,尤其当因采样间隔较长而使得系统非线性较强时,仍可保证定轨结果拥有较高的精度。