基于LMI的H_∞控制在电液力控制系统中的应用

电液力控制系统中由于柔性负载的存在 ,传递函数的分子中通常含有一个振荡频率很低的二阶微分环节 ,这不仅严重影响系统的频宽 ,而且易使系统特性趋于振荡甚至不稳定 .同时 ,典型的电液力控制系统属于奇异H∞ 问题 ,传统的H∞ 控制算法无法求解该问题 .为了提高系统的频宽 ,获得希望的系统特性 ,结合液压式全自动地震波输入振动三轴装置 (以下简称动三轴 ) ,采用基于线性矩阵不等式 (LMI)的H∞ 控制方法进行求解 ,并给出了控制器的具体推导过程和求解过程 .在文章的最后还给出了动三轴在基于LMI的H∞控制器作用下的仿真结果 .结果表明 ,基于LMI的H∞ 控制对改善动三轴的性能是非常有效的     

基于LMI的H∞控制在电液力控制系统中的应用

电液力控制系统中由于柔性负载的存在,传递函数的分子中通常含有一个振荡频率很低的二阶微分环节,这不仅严重影响系统的频宽,而且易使系统特性趋于振荡甚至不稳定。同时,典型的电液力控制系统属于奇异H∞问题,传统的H∞控制算法无法求解该问题。为了提高系统的频宽,获得希望的系统特性,结合液压式全自动地震波输入振动三轴装置（以下简称动三轴）,采用基于线性矩阵不等式（LMI）的H∞控制方法进行求解,并给出了控制器的具体推导过程和求解过程。在文章的最后还给出了动三轴在基于LMI的H∞控制作用下的仿真结果。结果表明,基于LMI的H∞控制对改善动三轴的性能是非常有效的。     

基于高斯基的广义CMAC在机器人轨迹跟踪控制中的应用

介绍了基于高斯基的广义小脑模型关节控制器（CMAC）的快速算法，实现CMAC学习速率的自适应模糊调整，使其能根据控制系统的动态特性优化CMAC的学习控制，以适应控制系统工况的变化和不确定因素的干扰，并把它与自适应神经元PID控制器相结合实现前馈反馈复合控制，避免了控制器的输出产生振荡或进入饱和状态，增强了系统的鲁棒性．仿真结果表明：这种控制方案能够准确的实现系统的高精度实时位置跟踪和力的控制．     

基于LMI的约束Hammerstein系统最优控制器设计

针对具有输入约束的Hammerstein系统,提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的最优控制器设计方法.运用非线性分离两步法控制策略,首先通过线性矩阵不等式(LMI)技术给出Ham-merstein模型线性子系统的状态反馈最优控制;其次,通过求解非线性方程组计算实际控制量.两步法策略充分利用了Hammerstein模型的特殊结构,把控制器设计问题仍归结在线性控制系统范围内.进一步,利用Lyapunov稳定性理论建立了闭环稳定的充分条件.最后通过聚丙烯牌号切换的仿真验证笔者算法的有效性.     

基于隶属度函数偏差的非线性网络控制系统的H_∞跟踪控制

研究带有丢包和时滞的非线性网络控制系统的输出跟踪控制问题,用带有外部干扰的T-S模糊模型表示被控对象.不同于现存的基于T-S模型的网络控制系统的跟踪控制方法,在设计跟踪控制器的过程中考虑了隶属度函数的偏差信息.根据网络特性和非平行分布补偿(non-PDC)方案建立跟踪控制模型.基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技术给出了隶属度函数偏差依赖的控制器存在的充分条件,保证了闭环网络控制系统的给定H∞跟踪性能.通过一个数值例子证明了所提方法的有效性.     

不确定时延网络控制系统的建模与稳定性研究

针对网络控制系统(NCS)中存在的不确定性长时延问题,讨论和分析了系统的建模和稳定性问题。假设网络控制系统的传感器采用时间驱动,执行器与控制器采用事件驱动,传感器的数据采用单包传输,网络控制系统可建模为一类线性离散时延系统。根据Lyapunov稳定性理论,给出了闭环系统渐近稳定的充分条件,并基于相应的线性矩阵不等式(LMI)可行解,求解出状态反馈控制律。仿真结果说明了此方法的有效性。     

不确定大系统分散鲁棒H∞控制的LMI方法

针对一类由N个子系统构成且存在参数不确定性的大系统，研究其分散鲁棒H∞控制器的设计方法．目标是分别设计状态反馈控制器和基于状态观测器的输出反馈控制器．使大系统在允许的参数不确定时鲁棒稳定，并且满足H∞性能指标．采用线性矩阵不等式(LMI)的方法，分别给出了状态反馈和输出反馈分散H∞控制器存在的充分条件，利用LMI控制工具箱可方便地求解．仿真结果表明了该方法的有效性和优越性．     

多缸电液调平系统相邻交叉耦合同步控制

针对某导管架平台电液调平系统多缸运动同步控制问题,引入最小相关轴数控制思想,基于相邻交叉耦合控制和滑模变结构控制理论,设计了多缸运动同步控制器,该同步控制器由1个单通道跟踪误差控制器和2个相邻同步误差控制器构成.对单通道子系统中由于长管路存在导致的时延问题,提出了一种具有滑模预估结构的误差跟踪控制器,并以四缸运动同步控制系统为例进行了仿真研究,结果表明该同步控制方法具有较好的控制效果和较强的鲁棒性,证明了方法的有效性.     

被动力伺服系统摩擦非线性控制

提出了一种用于补偿力伺服系统中摩擦力作用的基于非精确模型的非线性控制器。摩擦力是影响系统性能的一个重要因素,针对摩擦非线性对被动式电液力伺服系统跟踪性能的影响,提出一种用于力控制系统摩擦非线性补偿控制器。其基于Lyapunov稳定性定理,不需摩擦力矩的准确模型,只需参数上界值,是一种基于非精确摩擦模型的非线性控制器。仿真与实验结果表明:与一般的PID控制相比,该控制器能更好地消除摩擦非线性的影响。此算法对力控制系统的摩擦力抑制具有一定的借鉴作用。     

永磁同步电机新型矢量控制

为消除交流伺服系统运行易受电机参数变化和负载扰动等不确定性的影响,使其动态响应和抗扰能力能很好地兼顾,提出了一种基于预测控制的新型矢量控制方案．该方案引入自动微分法,使预测控制中泰勒级数计算变成简单的数值运算．选择系统误差为二次型性能指标,并对性能指标和永磁同步电机数学模型进行泰勒展开,把求解雅克比矩阵问题转化为求解泰勒级数的灵敏度．结合Levenberg-Marquardt算法对永磁同步电机进行速度控制,运用德斯拜思实时仿真系统进行半实物仿真实验验证．实验结果表明,所设计的控制器提高了系统鲁棒性,整个控制系统具有较好的动、静态特性．     

Force Control of Electro-Hydraulic Servo System Based on Load Velocity Compensation

In an electro-hydraulic servo control system, the force servo system is an important component. However, due to the nonlinear characteristic of hydraulic systems, traditional control methods cannot achieve satisfactory control performances. To deal with this issue, a load velocity compensation algorithm based on the structural invariant principle is proposed in this paper. First, the theoretical analysis of the hydraulic and cylindrical force control system is presented, and the mathematical model of the force control system is established. Then the open-loop frequency response characteristics of the system are analyzed, in which the Bode diagram shows that the bandwidth of the system is obviously expanded after adopting the load velocity compensation algorithm. Finally, a practical hydraulic and cylindrical force servo system is introduced to validate the feasibility of the proposed controller, the experimental results demonstrate that the proposed method can improve the performance of force control and eliminate the influence of load stiffness on the dynamic characteristics of the system through a set of comparative experiments with different elastic loads.     

电液力控制系统的自适应控制

电液力控制系统中非线性和时变因素引起的波形畸变等控制品质问题是电液控制系统中较难解决的问题。论文在板簧试验机上用参数补偿的模型参考自适应控制算法、Lyapunov稳定理论进行了推导,用微机实现了系统的控制。实验表明这种自适应控制方法明显地提高了控制品质,使系统的波形失真度下降,快速性增加。 论文还探讨了系统的鲁棒自适应控制问题。     

铜电解阴极板冲铆机电液比例控制技术研究

介绍电液比例控制技术在铜电解阴极板自动线冲铆机上的应用,分析了电液比例压力控制系统的设计特点。     

三轴飞行仿真转台外框的自适应模型跟随控制

三轴飞行仿真转台外框要求有相当宽的频带,因此用于外框的电液位置伺服系统的时滞就必须考虑,这对进一步提高系统频带有很大关系。本文针对电液伺服系统本身的参数变化及转台外框的时变负载,进一步考虑时滞,给出了其自适应模型跟随控制方案。该方法适合极点赢数大于2的系统,即具有不稳定逆系统的数字控制。仿真结果表明此方案对提高系统频带,抑制时变参数的影响有明显结果。     

有色金属电解阳极加工板厚电液伺服控制系统的应用研究

应用监控型液压AGC电液伺服自动控制系统,结合工程实际,介绍了电解铜加工的板厚控制系统工作原理,建立了数学模型,分析了系统动态特性。     

泵控马达系统微机控制的实验研究

结合自动控制理论研究了泵控马达系统的微机控制。设计了PID控制器和模型参考自适应控制方案,实验结果表明,当系统参数不变时,这两种控制器都能很好地工作。当系统参数变化较大时,模型参考自适应控制器的性能显著优于PID控制器。     

球面2自由度机器人的滑模变结构控制

球面2自由度5杆机器人的应用非常广泛,可用于机械数字化仪、微操作装置、灵捷眼和人体关节修复装置等。在球面2自由度5杆机器人运动学和动力学模型研究的基础上,提出了该类机器人系统的滑模变结构控制方法。介绍了球面2自由度机器人的机构和动力学模型。引入决定附加补偿力矩的指数趋近律,建立了球面2自由度机器人的控制算法。提出了外力、质量、转动惯量以及滑模控制参数等对球面2自由度机器人的控制精度和系统稳定性的影响规律,并对球面2自由度机器人进行了控制仿真。仿真表明,控制方法是有效的。在选择合理参数下能避免机器人系统的振荡,且能保持系统的稳定性、鲁棒性和提高系统的运动精度。     

铝箔轧机电液压力控制系统的动态分析

在近代工业生产中,由于铝箔具有优良的综合性能,因而被广泛用于包装行业、电器产品、日用品,建筑材料及卷烟生产等各个方面。国内市场的需求量每年在1.5万吨以上,提高铝箔质量和生产效率已成为铝箔轧机的发展方向,液压伺服系统的应用从根本上解决了轧机高速、高精度和高效率的问题,使轧制后的铝箔厚度达到0.007mm,轧制速度高达1200m/min,液压轧制力达到4000kN,由电液伺服系统保证工作压力和辊缝恒定,轧机工作的稳定性一方面取决于制定正确的工艺流程,另一方面取决于电液伺服系统的动态性能。本文针对具体的铝箔轧机,建立了电液压力控制系统的数学模型和传递函数,并从理论与实践的结合上,分析了影响系统稳定工作的各个参数之间的关系,提出了保证系统稳定工作的方案和措施。     

阳极板整形机电液力控制系统的设计研究

针对铜电解阳极板整形过程中,要求加载力可控的特点,设计了闭环控制的电液比例驱动力控制系统,建立了比例溢流阀－－柱塞缸的阀控缸数学模型,并进行了理论分析。     

双马达同步驱动系统自适应神经元网络控制

针对三轴飞行姿态仿真转台中枢架双电液伺服马达同步驱动系统的特点和技术要求,采用自适应神经元网络控制策略,实现了两通道的静态解耦。仿真结果表明,自适应神经元网络控制以其特有的自学习、非线性等优点,使控制系统具有良好的动态性能及强的鲁棒性与适应性,取得了良好的同步效果。