船舶航迹控制鲁棒自适应模糊设计

研究了船舶直线航迹控制问题.基于Lyapunov稳定性理论,将Nussbaum增益技术融入Backstepping设计方法之中,利用模糊系统逼近系统中的未知非线性,提出一种鲁棒自适应模糊控制算法.该算法保证了闭环系统的信号是一致最终有界的,使得系统输出收敛到零的一个较小邻域,从而能够实现船舶的直线航迹控制;而且,该算法不需要高频增益符号的任何信息,还解决了可能存在的控制器奇异值问题.计算机仿真结果验证了控制器的有效性.     

基于U-LMS算法的船舶自适应逆控制

自适应逆控制的基本思想就是要用一个来自控制器的信号去驱动对象,而该控制器的传递函数就是参考模型与该对象建模函数的商.按照某一种自适应算法,用对象和指令输入之差的误差信号来调节控制器的参数以使该误差信号的均方差最小.根据IIR算法的快速收敛性,该文设计了基于U-LMS算法的IIR控制器,并把其应用到船舶模型控制上,仿真结果表明这种控制器大大减少了计算量,快速性得到了提高,并且权值的失调较小,对于参考模型的输出具有非常优良的跟踪性能.     

Active Queue Management算法研究

主动队列管理算法对于IP网络的性能影响重大,是网络拥塞控制一个主要手段。介绍了目前主要的主动队列管理算法如RED、改进的RED以及P控制器、PI控制器、模糊控制器、鲁棒控制器、内模控制器。通过对这些算法的分析,指出其中的不足之处,并对AQM算法的设计提出了一些思路。     

电厂锅炉除氧器系统的解耦广义预测控制研究

由于除氧器具有非线性、大迟延、强耦合和模型时变的特性,传统的PID调节器难以使除氧控制系统达到理想的控制效果。为了使除氧器水位和冷凝泵出口压力的控制取得满意的效果,采用解耦广义预测控制方法。该算法首先利用预测模型得到系统未来时刻的输出,然后将设定输出值和预测值间的预测误差变化率作为自适应控制器的输入,控制器利用最小二乘算法推理得到控制输出,并在系统中增加一个相互耦合项,来调整原有的自适应控制规律,获取未知参数信息并有效地抑制强耦合造成的控制量波动。通过仿真表明,该算法计算简单、鲁棒性较强、控制品质较高,运用此算法的该除氧系统比常规系统具有更优越的性能。     

基于自抗扰控制的伺服系统摩擦补偿研究

伺服系统中由于摩擦的非线性和不确定性,严重影响了系统的控制性能。为抑制摩擦对系统性能的影响,设计了一个线性的自抗扰控制器进行摩擦补偿控制。该控制器无需任何系统的模型信息,可将摩擦作为扰动实时估计,并加以补偿。算法简单,鲁棒性强,易于工程实现。对某炮控伺服系统的仿真结果表明,该算法是有效的。     

基于增量式Q学习的固定翼无人机跟踪控制性能优化

针对固定翼无人机纵向控制的高性能需求,提出一种控制系统性能优化结构.该结构包括一个使系统稳定的标称控制器和一个参与性能优化的增量式控制器.控制系统增量式的实现不会改变原有的控制系统,而是仅对标称控制系统做控制输入的补偿与控制性能的优化.基于Q学习理论进行增量式控制器设计,针对状态信息完全可获得的系统,设计一种基于状态反馈的增量式Q学习算法.当状态信息不能完全获得时,利用系统输入、输出和参考信号数据,设计一种基于输出反馈的增量式Q学习算法.两种增量式控制器均是在数据驱动环境下自适应学习增量式控制律,无需提前知道系统动力学模型以及标称控制器的控制增益.此外,证明了增量式Q学习方法在满足持续激励条件的激励噪声下,对Q函数贝尔曼方程的求解没有偏差.最后,通过对F-16飞行器纵向模型实例的仿真验证该方法的有效性.     

非线性系统的蚁群优化预测PID控制

针对非线性、时变及大惯性系统的控制问题,提出了一种基于蚁群算法的预测PID控制算法。该算法以神经网络作为预测模型,将预测控制和PID控制相结合,并用蚁群算法在线优化控制器参数,其中以常规的Ziegler-N ichols方法整定的控制器参数为基础,选取蚁群优化变量的动态搜索区间。该算法考虑了控制能量受限情况下,非线性系统的预测控制问题。计算机仿真结果表明,该非线性控制方案具有较好的鲁棒性,相对传统PID控制策略还表现出了良好的动态性能,能够满足对再热汽温对象的控制要求。     

基于多步控制集的鲁棒预测控制器设计

针对有约束多胞不确定系统, 本文提出多步控制集的概念, 并将其作为终端集进而设计鲁棒预测控制器. 由于设计了一系列可变的反馈律, 鲁棒预测控制器可以得到更好的控制性能和更大的初始可行域. 另外, 利用多步控制集的特性, 本文提出了一种将预测控制器的在线计算量转移到离线完成的算法. 通过该算法, 可以有效地平衡鲁棒预测控制器的控制性能、在线计算量和初始可行域. 仿真算例验证了这些算法的有效性.     

SDN控制器部署中的可靠性优化研究

软件定义网络(SDN)将传统网络结构中的控制层和转发层解耦,其将所有转发设备与一个逻辑集中的控制器相连接。为避免网络规模不断扩大引起的单点失效,向分布式控制结构发展成为Open Flow广域网部署的趋势,其中控制层多控制器的部署问题是SDN设计中的一个关键环节。提出基于控制路径连通度的控制器部署方案来最大化SDN控制器部署的可靠性,并使用3种不同的算法对比控制器部署性能。仿真结果表明,该方案可以在可接受时延范围内提升部署SDN控制器的可靠性。     

基于GPC算法的网络控制系统研究

针对具有随机时延的一类网络控制系统(NCS),文章设计了一种基于时延补偿和广义预测控制(GPC)算法的控制器。该控制器根据数据包的时间戳计算传感器-控制器时延,通过时延补偿得到被控对象当前的状态和输出,采用GPC算法计算控制量。仿真结果证实了该控制器的有效性。     

含正反馈振动主动控制系统的混合自适应控制

对于存在结构正反馈的振动主动控制系统,传统的基于有限冲击响应的自适应前馈控制器设计方法难以同时保证控制系统稳定与良好的控制性能.本文在分析正反馈对前馈控制系统影响的基础上,基于无限冲击响应控制器设计模式,提出一种结合前馈自适应控制器和反馈自适应控制器的混合自适应振动主动控制方法.其中前馈自适应控制器采用参考传感器采集到的扰动相关信号作为参考信号,反馈自适应控制器通过构建扰动的估计量作为参考信号,控制器参数更新采用Landau参数递推算法.以一典型的具有固有正反馈性质的机械振动系统为控制对象,给出了该混合自适应控制算法的详细推导过程以及稳定性和收敛性分析过程,得到了算法稳定与收敛的严格正实条件以及相应放松严格正实条件的要求.在此基础上,通过构建实时振动主动控制实验平台,针对多种振动扰动开展对比实验分析.相关实验结果验证了本文提出的混合自适应振动主动控制方法的可行性和有效性.     

基于遗传算法和模糊逻辑的智能飞控技术研究

设计了基于遗传算法和模糊逻辑控制的智能飞行控制系统及采用论域自调整的模糊控制器，控制器以角度跟踪误差及其微分信号为输入来控制相应的气动舵面偏转，实现对该姿态的跟踪控制。文中给出了控制器输入输出的隶属函数，设计了相应的规则库。并在此基础上进一步利用遗传算法对模糊控制器进行优化设计，给出了遗传算法各个参数的选择原则。仿真结果表明，基于遗传算法和模糊逻辑的智能飞控系统具有良好的控制效果。     

某机载雷达智能环境控制器模糊算法设计

为了提高某机载雷达环境控制系统控制品质,设计了一种基于PID控制与模糊控制相结合的智能控制器。文章介绍了该智能控制器的基本原理、系统组成,详细论述了温度控制算法。该算法具有更大的灵活性、更快的响应速度、抗干扰性强和鲁棒性高的优点,特别适用于非线性、时变和大滞后的控制系统。试验表明,采用该算法的环境控制系统,具有良好的控制性能,对机载设备冷却或加热取得了满意的效果。     

基于改进量子粒子群算法的NCS模糊控制器参数优化

针对网络化控制系统中模糊控制器的量化因子和比例因子采用传统经验方法难以整定的问题, 提出了一种改进量子粒子群（IQPSO）算法对模糊控制器量化因子和比例因子进行优化。该方法将ABC算法中的搜索算子作为变异算子引入到QPSO算法中, 使得IQPSO算法较好地克服了QPSO算法保持种群多样性差容易早熟收敛的缺陷, 并以ITAE指标作为IQPSO算法的适应度函数对模糊控制器进行优化。典型工业过程仿真结果表明, IQPSO优化的模糊控制器具有比PID控制器和标准QPSO优化的模糊控制器更好的控制性能和适用性。     

基于遗传算法的预测自整定P I D 控制器

提出一种基于遗传算法的预测自整定ＰＩＤ控制算法。利用预测技术克服时滞,利用遗传算法优化ＰＩＤ控制器参数。对工业过程中典型的大时滞被控过程的仿真表明,这种控制算示鲁棒性强,响应速度快,抗干扰能力强,可构成较实用的工程控制器。     

利用BP算法的一种自适应模糊预测控制器

提出一种由模糊预测器和模糊预测控制器组成的自适应模糊预测控制方案,采用ＢＰ算法训练模糊预测器和模糊预测控制器,并给出这种模糊预测控制器的训练算法。控制系统对于具有纯时延的非线性被控过程有良好的控制性能。     

基于数字温度传感器的模糊温度控制系统

应用数字温度传感芯片LM74和单片机设计了一种自优化规则模糊温度控制系统应用于环氧树脂基纳米复合材料固化温度控制,该控制器应用带灵敏度因子的全论域参数自调整算法在控制过程中实现控制规则自动优化。通过离线计算将控制规则优化信息融合于控制查询表中,在不增加在线计算量的前提下依据控制状态动态优化控制规则,增强了对控制对象参数变化的适应性,改善了动态性能。仿真和实际应用证明了该温度控制器的有效性。     

一类基于Smith预估器的神经元控制器的实现研究

本文提出一种基于Smith预估器的神经元控制器的实现方法,该神经元控制器的控制算法是不完全微分先行PID控制.利用MATLAB仿真软件对该控制器在电加热炉中的应用进行仿真研究.仿真结果表明,该控制器具有Smith预估控制和神经元控制的优点.     

飞行模拟器视景图象补偿控制系统的实现

详细介绍了飞行模拟器视景系统图象补偿控制系统的设计原理及方法,应用了改进的模糊算法,并结合传统的前馈控制,成功地解决了图象旋转问题,改进的模糊控制器设计方法不比一般的模糊控制器复杂,但改进的模糊系统除具有一般模糊控制系统鲁 性强的特点外,还具有超调小,控制精度高的优点,实验结果表明,此系统的主方法在工程实践中有一定的应用价值。