基于复合干扰观测器的轧机液压伺服位置系统终端滑模控制

针对轧机液压伺服位置系统,考虑参数不确定性、负载扰动和输入饱和非线性的影响,提出一种基于复合干扰观测器的终端滑模控制方法。将轧机液压伺服位置系统中的参数不确定性、负载扰动以及输入饱和非线性视为复合干扰,通过选用快速终端滑模干扰观测器对其进行逼近估计,并将输出的估计值引入到所设计的控制器中进行补偿。通过稳定性理论分析表明,在所设计的控制器的作用下,闭环系统全局渐趋稳定。最后,基于某650 mm可逆冷带轧机液压伺服位置系统的实际参数进行仿真研究,结果表明,所设计的控制器能够实现系统输出对期望位置的准确跟踪。     

PMSM伺服系统参数自适应全局滑模变结构位置控制器设计

针对PMSM(永磁同步电动机)伺服系统滑模变结构控制器设计过程中存在的滑模切换函数到达阶段不具有鲁棒性及控制器输出存在抖振问题,设计了具有全程鲁棒性的参数自适应全局滑模变结构位置控制器。首先设计一个系统动力学特性表现为状态反馈控制系统的滑模面,然后在选定的全局滑模面下,根据到达条件给出控制器的设计方案。对PMSM伺服系统的仿真试验证明,所设计的参数自适应全局滑模变结构位置控制器克服了伺服系统不确定因素带来的影响,实现了具有一定自适应能力的高性能PMSM伺服控制系统。     

冷连轧过程中机架间张力控制研究

冷连轧过程是一个具有内外不确定性和显著扰动的非线性复杂系统,带材的最终输出质量取决于中心线厚度和机架间张力的控制策略。重点研究了5机架冷连轧机架间张力控制问题,张力动力学可以用不确定性扰动的参数模型来描述。为了克服模型的不确定性和外部扰动,提出并设计了鲁棒控制器,并通过仿真验证了所提出的控制器的性能。     

基于AEPSO算法优化的大型浮选机用PMSM非奇异终端滑模控制研究*

针对大型矿山中浮选机所采用的永磁同步电机（PMSM）控制系统具有强耦合、强干扰、非线性、不确定性的问题，提出一种基于自适应进化粒子群（AEPSO）算法优化的大型浮选机用PMSM滑模控制方法。首先，介绍工程背景并建立出大型浮选机用PMSM的转矩数学模型。其次，通过设计非奇异终端滑模面和指数趋近律控制律推导出滑模控制器的结构，并利用AEPSO算法优化滑模控制器的性能参数。第三，通过Simulink仿真研究该控制方法下电磁转矩控制情况。结果表明，相对于PID控制和传统滑模控制方法，采用AEPSO算法优化后的滑模控制方法极大地提高了PMSM的控制性能，满足大型矿山中浮选机的应用需求。最后，通过江西铜业武山铜矿现场的工程试验，验证了所提方法实际应用的可行性。另外，该控制方法具有较强的通用性和灵活性，其设计思路、仿真分析和试验经验为电机控制领域的研究人员提供了参考。     

挠性卫星姿态快速稳定智能控制

针对挠性卫星本身存在的参数不确定性和外部扰动的控制问题,设计了以径向基函数神经网络和小脑神经网络为基础的复合变结构智能控制器.该控制器利用变结构控制系统对被控对象的模型误差、参数变化及外扰等的不敏感性的优点,再结合神经网络能够迅速逼近未知函数、泛化能力强的特点,可以适应挠性卫星参数不确定性和抑制外加干扰,实现对挠性卫星的有效控制.仿真结果表明复合控制能够提高卫星姿态的稳态精度和快速性.      

基于自适应滑模的多螺旋桨浮空器容错控制

针对多螺旋桨浮空器执行机构易发生故障的容错控制问题,同时考虑系统所受到的未知外部扰动和螺旋桨输入幅值的饱和约束,提出一种自适应滑模容错控制方法。建立浮空器的四自由度运动模型,系统分析矢量螺旋桨的故障类型,分为输出力的大小故障和矢量转角故障,得到浮空器执行机构的故障模型。基于自适应和滑模控制理论,由跟踪目标与系统当前状态偏差设计积分滑模面。针对未知外部扰动和执行机构偏移故障,设计相应的自适应律进行处理;针对螺旋桨输入饱和约束,应用Sigmoid函数设计跟踪轨迹进行处理。由此设计一种自适应滑模容错控制策略,利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的全局渐近稳定性能。以上海交通大学的多螺旋桨浮空器为模型,仿真验证了故障容错控制方法的有效性和鲁棒性。      

基于分段模糊Lyapunov函数的轮式移动机器人轨迹跟踪控制

研究了具有控制输入约束和外部干扰的轮式移动机器人的轨迹跟踪问题.在轨迹跟踪位姿误差的T-S模型和并行分布补偿框架下,利用分段模糊Lyapunov理论给出了满足控制输入约束的H_∞控制器设计方法,并证明了闭环系统的稳定性.仿真结果验证了所提方法的有效性.      

前馈厚度控制的外部自激励定量反馈调节

分析了板材轧制过程中出口厚度变化的成因.将不确定扰动的影响归结为轧机刚度系数摄动和轧件塑性系数摄动,建立了双摄动厚度控制模型.综合考虑轧机系统的外部不确定扰动,针对轧制道次间的不确定性,在频域内将板厚信息转化为轧机系统边界性能指标,设计抑制前馈扰动的外部自激励定量反馈控制器.仿真实验表明,设计的控制器能有效抑制轧制过程中的外部扰动,具有良好的鲁棒性能,并能直观保证系统调整时的鲁棒稳定性,适于工业生产.      

广义系统的快速终端滑模控制

研究了一类广义系统的快速终端滑模控制问题.通过非奇异线性变换把广义系统变换成受限等价形式,利用Lyapunov函数的方法,提出了一种新的指数型快速终端滑模控制策略,给出了特殊的指数型终端滑模超曲面,设计了相应的终端滑模控制器,使得闭环系统渐进稳定,实现了滑模运动,保证了系统状态变量以较快的收敛速度在有限时间内到达平衡点.给出了数值算例,说明了设计的可行性和有效性.     

微型机双模Fuzzy控制系统的仿真研究

本文提出一种预测模糊控制器,这种控制器具有简单、实用、性能较好等特点,特别适用于那些参数未知或缓慢变化及有随机干扰的系统,文中给出了该控制器的工作原理、结构及软件设计方法。最后给出了仿真研究的结果。     

基于模糊滑模方法的不确定机器人神经网络控制

针对不确定机器人轨迹跟踪控制,提出了基于模糊滑模方法下的神经网络自适应控制,其中RBF神经网络集中补偿系统的不确定性,利用带边界层滑模变结构方法消除了神经网络的逼近误差,并通过模糊方法动态确定边界层宽度,很好的解决了滑模控制中的抖振现象。仿真实例表明,该控制律能保证误差的快速收敛性及对参数不确定性和外部扰动的鲁棒性。     

一类不确定时滞大系统的分散模型参考自适应控制

运用分散模型参考自适应控制方法研究了一类不确定时滞大系统问题.在选择参考模型时,根据系统所期望的性能指标,考虑各子系统的相互作用,保留了互联项.这类不确定大系统的关联及干扰是时变不确定的.在这种不确定性界存在但却未知的情形下,基于Lyapunov稳定性理论,给出了其分散自适应控制律,并证明了整个互联大系统是一致最终有界的.     

基于新型趋近律和扰动观测器的永磁同步电机滑模控制

为了提高永磁同步电机的转速控制性能,克服扰动对伺服控制的影响,提出了一种基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法.设计了一种新型趋近律,以解决传统趋近律滑模面趋近时间和系统抖振之间的矛盾,提高系统响应快速性.综合考虑系统存在内部参数摄动和外部负载扰动,设计了滑模扰动观测器,并将观测值前馈补偿到速度控制器输出端;将观测器切换增益设计为扰动观测误差的函数,以削弱滑模观测值抖振.仿真结果显示,与传统趋近律相比,采用新型趋近律可有效提高系统的响应速度,快速准确的跟踪速度阶跃信号;滑模观测器可准确的观测系统扰动的变化;当系统加入负载扰动时,PI控制最大转速波动值为75 r·min-1,而基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制最大转速波动值较小为30 r·min-1,鲁棒性更好.实验结果显示,采用基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法可以快速跟踪400 r·min-1的速度指令,调节时间为0.12 s,稳态跟踪误差为±4 r·min-1,且转速无超调;滑模观测器可准确无超调的估计系统扰动值,进一步提高系统的抗扰动性能;当电机以400 r·min-1稳速运行时,加入0.6 N·m的负载扰动,基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法最大转速波动为23 r·min-1,与PI控制相比,转速波动减小了8%.上述仿真和实验结果具有较好的一致性,表明基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法可以有效抑制滑模控制系统的抖振,提高转速控制系统的鲁棒性和动态响应性能.      

球磨机制粉系统的线性自抗扰控制

球磨机制粉系统具有大惯性、大时滞和强耦合等特点,很难建立精确的数学模型.本文分析了球磨机制粉系统的动态特性,并为其设计分散线性自抗扰控制方案.该方案综合分散控制和线性自抗扰控制器的优点,结构简单,不依赖于对象精确模型,可以对被控对象中存在的耦合、干扰和不确定性等进行估计并补偿.根据实际现场要求,对球磨机制粉系统进行设定值跟踪实验、输入扰动实验和性能鲁棒性实验,并比较所设计方案与PID方案的控制性能.结果表明,分散线性自抗扰控制具有更强的解耦能力和抗干扰能力,且性能鲁棒性更优.      

矿热炉电极调节系统的双闭环自抗扰控制

对矿热炉电极系统提出了一种自抗扰控制策略的控制方法。设计了一种不依赖于对象模型的电极自抗扰控制器,并对其参数进行了整定,自抗扰控制器的扩张状态观测器可以实时观测系统状态和扩张状态,从而实现全状态反馈及系统不确定性和外扰的补偿控制。该系统与传统的单闭环恒流控制系统比较,增加了电极位置环。仿真实验表明,该控制系统不仅具有较强的鲁棒性,对内外干扰具有较强的抑制能力,更具有较优的动态性能。     

参数不确定网络拥塞系统的保性能控制

针对网络控制系统在建模过程中普遍存在的参数不确定性问题,在现有的网络拥塞控制模型基础上,考虑了系统具有时变参数不确定性的情况.通过对已有非线性动态TCP模型进行线性化,得到一个带有参数不确定性的线性时变系统,并且,该线性系统模型能够更精确描述原来非线性系统.对于已得到的线性系统,利用Lyapunov稳定性理论,以及结合线性矩阵不等式处理方法,给出了网络拥塞控制系统的状态反馈保性能控制器的凸的存在条件和设计方法.通过理论分析和对实例的仿真表明,同已有的方法相比,本文所设计的方法不仅可以满足给定的性能指标,还可以使系统具有较强的鲁棒性及较快的收敛性.     

基于TECS|H∞的无人机纵向着舰系统设计

针对无人机纵向自动着舰,运用总能量控制系统建立无人机纵向自动着舰系统,根据纵向着舰导引系统速度为常数且具有抑制纵向风干扰的要求,设计基于线性矩阵不等式的H∞输出反馈控制器,通过对所设计的先锋无人机的纵向自动着舰导引系统仿真表明:通过升降舵和油门的协调控制,实现了速度和航迹的解耦控制,且该设计能满足着舰要求,能有效地抑制纵向风干扰的影响,具有良好的鲁棒性能.     

基于H_∞混合灵敏度的冷连轧机多变量解耦鲁棒控制

冷连轧过程中的厚度和张力系统具有多变量、强耦合和不确定特点,为了提高系统的控制精度和控制性能,提出了基于不变性原理解耦的H∞混合灵敏度鲁棒控制策略.首先,建立了厚度和张力系统的动态耦合模型,并应用不变性解耦原理实现了对厚度和张力系统的解耦.其次,针对系统存在的建模误差、参数摄动和外部扰动等不确定性,采用H∞混合灵敏度方法设计了鲁棒控制器来保证系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能.仿真结果表明解耦后的厚度和张力系统可以获得更好的控制效果,验证了本算法的有效性.     

CAN总线在轧钢检测系统中的应用

介绍轧钢检测系统中的CAN通信模块的设计,主要介绍CAN总线通信模块的硬件设计和软件设计.硬件上采用Philips公司的CAN控制器SJA1000和收发器82C250进行数据的接收、发送以及对中断的处理.软件上采用主从节点的方式进行网络设计,并在应用层遵循HILONA协议实现数据的通信.CAN总线的高可靠性和实时性对于检测系统性能的提高具有重大的意义.     

集总干扰下六旋翼飞行器的轨迹跟踪控制

针对复杂集总干扰下六旋翼飞行器轨迹跟踪控制问题,给出了混合积分反步法控制与线性自抗扰控制的控制算法. 首先,通过牛顿-欧拉方程建立六旋翼飞行器的非线性动力学模型,并剖析系统输入输出的数学关系. 其次,根据六旋翼飞行器动力学模型的特点,将其分为位置与姿态两个控制环. 位置环采用积分反步法控制理论设计控制器,通过引入积分项来提高系统的抗干扰能力,消除轨迹跟踪的静态误差;姿态环采用线性自抗扰控制技术设计控制器,通过线性扩张观测器估计和补偿集总干扰影响,提高系统的鲁棒性. 最后,通过2组仿真算例和1组飞行试验验证了本文所提飞行控制算法的有效性. 研究结果表明:该控制算法对集总干扰有较好的抑制作用,能够使六旋翼飞行器既快又稳地跟踪上参考轨迹,具有一定的工程应用价值.