加速度观测器设计与仿真

介绍了利用状态反馈综合带加速度反馈的最优控制系统，利用系统所检测的位置量和速度量设计了加速度观测器，并对综合的最优控制系统进行仿真，包括系统幅频、相频特性及状态估计值与真实状态之间的误差，最后给出了有、无加速度观测器反馈时系统跟踪晃动误差曲线。带加速度观测器反馈系统使晃动误差减小84％，滤除噪声的效果也比较好。     

非线性动态控制系统的全局调节

考虑非线性动态控制系统的全局调节问题,提出了一种状态反馈调节方法,使非线性系统是全局稳定的.当稳定状态误差为0时,系统的解有界,这反映了实际系统要求在完成跟踪任务的同时,系统的内部能正常运行.此外,在给定的假设下利用不变流形理论,得到了非线性控制系统的全局调节问题使状态反馈可解的充分必要条件.对于非线性系统的局部调节问题,使非线性系统满足系统稳态误差为0时,系统的解是渐近稳定的,它意味着在解决调节问题的同时,系统内部也趋于稳定.应用结果表明,该反馈调节方法适用于控制具有参数及结构不确定的非线性控制系统.     

太阳跟踪控制系统设计

为了提高跟踪式聚光光伏系统的发电效率,在实验室现有控制系统的基础上设计了一种基于Cortex-M3内核的太阳自动跟踪控制系统.该系统采用视日运动和四象限传感器反馈相结合的太阳方向传感方法,并增加了独立的光强传感器来确定是否启用跟踪系统(如阴天、雨天);详细论述了跟踪控制系统的机械机构,硬件电路设计和软件设计.测试表明:该跟踪系统功耗低、性能可靠、控制精度理想,可实现太阳跟踪,满足聚光光伏发电的控制要求.     

动态解耦条件下异步电机的近似逆系统及应用

在动态解耦条件下 ,证明了异步电机非线性系统模型的解析性 ,并根据非线性系统理论求出了异步电机近似逆系统 .然后 ,以逆系统为前馈控制器 ,提供基本的控制信号 ,用 PID控制器为反馈控制器 ,产生补偿信号克服不完全逆系统误差和扰动 ,构成了异步电机复合速度控制系统 .仿真结果证明了该系统具有很好的速度跟踪性能和较强的鲁棒性能     

非完整轮式移动机器人轨迹跟踪控制研究

根据机器人的运动学模型 ,对具有非完整特性的移动机器人轨迹跟踪控制进行了研究 .采用基于积分backstepping时变状态反馈方法 ,引入具有双曲正切特性的虚拟反馈量 ,设计机器人轨迹跟踪控制算法 ,并且利用Lyapunov方法证明系统的全局稳定性 .考虑到机器人的动力学约束 ,控制律中引入机器人系统速度、加速度受限策略以保证机器人运动平滑 .仿真证明该算法具有快速、精确、全局稳定的良好特性     

基于反馈线性化的 PMSM非线性控制器设计

针对永磁同步电机（ PMSM）绕组相电流与转速存在强耦合的特性,基于 PMSM精确的数学模型,采用反馈线性化的方法设计了一非线性控制器。该设计方法不但实现了电机系统的完全解耦,而且有效抑制了参数摄动、负载扰动等不确定因素对系统性能的影响。仿真结果表明,采用反馈线性化方法设计的 PMSM 控制系统具有很好的速度跟踪效果,可以获得良好的稳态精度与动态性能。     

用户卫星天线跟踪指向自抗扰控制方法

为同时解决用户卫星天线控制系统的鲁棒性、解耦控制和高跟踪速率下的高精度跟踪控制等问题,采用非线性自抗扰控制方法,提出了一种新型的用户卫星天线跟踪指向控制系统.设计该控制系统,无需精确的天线数学模型.采用扩张状态观测器对天线模型实现动态补偿,则在方位和俯仰通道上被简化为两个近似解耦的积分系统.仿真结果表明,提出的天线控制系统具有较高的跟踪指向性能且对干扰及不确定性具有较强的鲁棒性.该控制方法有效地解决了天线跟踪指向控制问题.     

采用比例谐振和状态反馈的三相逆变器最优控制

针对常规线性二次型调节器方法设计的三相逆变器控制系统无法实现指令跟踪,而根据线性二次型最优跟踪方法设计的控制系统虽然能实现指令跟踪,却无法消除系统非线性模型带来的稳态误差这个问题,提出了一种比例谐振和状态反馈控制策略.该策略根据内模原理,首先将输出反馈转化为状态反馈,其次将线性二次型最优控制的输出跟踪问题转化为状态调节器问题,从而解决了线性二次型调节器方法解决指令跟踪问题的两个不足,成功对三相逆变器控制参数进行了最优整定,通过仿真和430 kW样机验证了该策略不仅实现了指令跟踪要求,而且消除了稳态误差,控制系统具有良好的稳态和动态性能,输出电压总谐波畸变率小于1％,带30％不平衡负载时电压不平衡度小于1.5％.     

状态反馈预估控制系统研究

应用线性系统理论对预估控制系统进行了理论分析。结果表明 ,在状态反馈预估控制系统设计中 ,预估控制律对非奇异的线性变换及非奇异的输入变换具有不变性 ,并且状态反馈预估控制不改变系统的零点。该结果为状态反馈预估控制系统的分析与设计及实际应用提供了理论依据。     

一种快速极点配置方法及其应用

提出一种快速有效的基点配置方法,以此为基础设计硬盘驱动器状态反馈控制器.该方法在仿真和实验中有效地克服了跟踪扰动信号的影响,极大地提高了硬盘驱动器的跟踪速度,使系统稳态和动态性能都得到了很大的改善.     

基于DSP的永磁同步电动机控制系统的研究

介绍了一种新颖的永磁同步电动机速度闭环控制系统,该系统以数字信号处理器（DSP）为核心器件,采用速度、电流双闭环控制策略.阐述了系统的工作原理、硬件结构和软件编程,最后进行了实验研究.实验结果表明,该系统具有硬件设计独特、抗干扰能力强以及动态响应快等优点.     

基于DFL的地面运动基座轨迹跟踪控制

为解决地面运动基座的轨迹跟踪控制问题, 基于其动力学模型, 利用动态反馈线性化技术实现了系统的完全状态反馈线性化。根据线性系统理论设计轨迹跟踪控制器, 并采取时变控制器增益的方法在满足控制力矩饱和约束的同时取得了良好的跟踪效果。Matlab 仿真结果显示, 采用该方法设计的轨迹跟踪控制器可使系统跟踪期望轨迹, 采取时变控制器增益的方法可使系统在跟踪过程中既满足了控制力矩饱和约束, 取得了良好的跟踪性能。与其他设计方法相比, 该方法能很好地将控制力矩饱和的情况考虑在内, 控制器设计简单且具有良好的稳定性。     

Ⅱ型位置控制系统的一种设计方法

本文提出了运用状态观测器理论和通过状态反馈实现系统极点配置的原理,设计Ⅱ型位置控制系统的方法。理论分析和实验结果表明,用这种方法设计的Ⅱ型位置控制系统,可以达到起动无超调、跟踪速度快、稳态精度高的技术性能指标。文中还给出了这种系统的实验线路、系统参数、以及实验结果。     

具有不确定时延切换广义网络系统稳定性分析

研究了一类正则且无脉冲的切换广义网络控制系统的状态反馈稳定性分析问题.针对系统中的不确定传输时延,假设传感器采用时间驱动,控制器和执行器采用事件驱动,且不确定传输时延小于采样周期,切换广义网络控制系统被建模为异步动态系统,利用李雅普诺夫函数和线性矩阵不等式的方法,给出一个充分条件,得到状态反馈控制器.当反馈控制律作用于该系统时,闭环系统是稳定的.理论研究和仿真实例证实了理论结果的有效性.     

平面视觉跟踪系统的研究

介绍了一套自主研制的平面视觉跟踪系统的原理和实现．设计了基于目标速度反馈的PID控制算法,将系统的控制空间由非线性空间转换到线性空间来实现,解决了普通图象直接反馈控制方法由于非线性原因而产生控制效果差的现象．并通过静态目标锁定实验和动态目标跟踪对比实验,检验了该视觉跟踪系统和速度反馈PID控制算法的性能．实验中系统静态目标锁定过程时间约为0．48s,动态跟踪响应时间约为0．5s．     

线性跟踪微分器及其在状态反馈控制中的应用

目的 给出线性跟踪微分器的设计方法,并研究将其用于控制系统状态反馈的效果。方法 利用积分器反馈方法,给出了α阶线性跟踪微分器（可实现对微分信号的α阶静态无差跟踪）及γ阶强跟踪微分器（可直接获得待微分信号的Ｉ￣γ阶微分估值）两种线性跟踪微分器设计方案,并将其用于直接获取状态及进行状态反馈控制的仿真研究。结果与结论 结果表明只要合理地选择跟踪微分器的类型及参数,无论对线性系统还是非线性时变系统,这一方     

一种机载天线驱控跟踪单元的设计实现

针对机载动中通天线结构空间受限、重量要求严格的特点,采用高速ARM+DSP+FPGA三种处理器的硬件架构与射频信道小型化技术方案,实现了一种集伺服控制、驱动与跟踪解调功能于一体的模块单元,不仅提高了系统的计算速度,而且实现了伺服跟踪系统的小型化,其空间利用率高,优化了传统的伺服驱动控制系统,提升了产品竞争力。     

时变不确定非线性系统的鲁棒输出跟踪

该文研究了一为具有时变参数或扰动的非线性系统的鲁棒轨迹跟踪控制问题,假定系统的标称模型是可以反馈线性化的,通过递推构造壮环系统地的Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数,给出了该类不确定系统鲁棒输出跟踪控制器设计方案。该控制器能保证闭环系统的状态是一致有界的,且通过对控制器参数的适当选择,可使闭环系统的输出跟踪达到指定的精度要求,最后由一机器人控制系统的仿真研究表明,该文提出了控制方案具有很强的鲁棒性,控制效果是令     

用GPS输出反馈实现大角度姿态状态跟踪控制

本文首次讨论并给出了利用星上GPS输出反馈,来实现卫星大角度姿态机动的自主非线性状态跟踪控制系统的设计.其中包括非线性状态反馈控制器的设计以及利用星上GPS伪距测量输出信息,采用修改的罗格里德参数描述姿态状态方程,实现星上实时状态跟踪控制的非线性估计器的设计.文中以EO-1/LandSat7卫星编队飞行为背景,给出了姿态测量信息的获取、姿态状态估计和实时跟踪控制的数学仿真结果,验证了控制系统设计的可行性和正确性,精度指标满足要求.     

高精度伺服稳定跟踪平台数字控制器研制

以陀螺伺服稳定跟踪平台为背景 ,介绍了以DSP为处理核心的平台数字伺服运动控制器的研制 .指出惯性速率环和电机速度环的本质不同 ;提出增加电机转矩 (电流 )环用于提高电机输出转矩线性度的方法 ,从而达到提高惯性速率稳定环的控制效果 ;介绍了以CCD图像或增量式码盘测角组成系统位置闭环 ,以光纤速率陀螺作为惯性速率反馈传感器组成系统速率闭环 ,附带电流反馈组成电机转矩 (电流 )环和速度、加速度前馈装置的前馈反馈复合控制系统 .组成伺服跟踪平台系统联调后测试结果表明 ,系统具有良好的动、静态性能指标和很好的控制效果 .