变结构控制理论在机器人控制中的应用

本文首先简述了机器人控制所存在的问题.阐明了变结构控制的基本原理,然后综述了变结构控制理论在机器人控制中的应用情况.讨论了它们的特点,存在的问题及今后发展的方向.     

工业机器人的学习控制

加速度传感器装在机械手手部,各关节的加速度由加速度分解算法得到.然后,提出了一种学习控制法,这种控制法利用加速度误差校正驱动器运动.并提出了一种基于几何级数的极限条件估计学习控制过程收敛条件的理论方法.本文所提出的学习控制理论的有效性通过 PUMA-562 机器人的计算机仿真实验得到了证实.     

人口控制

这是一篇有关人口控制理论的综述性文章.人口问题是人类,特别是发展中国家面临的 问题.本文的英文稿曾收集在1987年出版的"系统与控制百科全书"中,文中扼要地叙述了有 关人口控制的一些最近的研究结果.理论的主要部分--人口指数,稳定性理论,人口增长的 最优控制等,取材于作者所进行的研究.     

开拓者的足迹

在纪念关肇直先生诞辰80周年之际,本文回顾了关先生从年轻时代爱国忧民直至重病缠身之际仍然为我国的控制事业和系统科学而鞠躬尽瘁的光辉一生.特别是用许多具体、翔实的事例揭示了他在开拓和发展我国控制理论及其应用的事业中披荆斩棘、呕心沥血的生涯. 同时也展示了控制理论在中国发芽、生根、茁壮成长的整个历史进程.     

模型预测控制——现状与挑战

30多年来, 模型预测控制(Model predictive control, MPC)的理论和技术得到了长足的发展, 但面对经济社会迅速发展对约束优化控制提出的不断增长的要求, 现有的模型预测控制理论和技术仍面临着巨大挑战. 本文简要回顾了预测控制理论和工业应用的发展, 分析了现有理论和技术所存在的局限性, 提出需要加强预测控制的科学性、有效性、易用性和非线性研究. 文中简要综述了近年来预测控制研究和应用领域发展的新动向, 并指出了研究大系统、快速系统、低成本系统和非线性系统的预测控制对进一步发展预测控制理论和拓宽其应用范围的意义.     

运行控制系统集中式容错控制方法

本文针对运行控制系统,建立了运行优化控制过程的双层结构模型.在此基础上,通过建立相应的自适应故障诊断算法,提出了保证在系统有故障和干扰时仍能渐近优化指标的集中式容错控制方法,利用李雅普诺夫稳定性理论分析了自适应故障诊断算法的构建.已证明:该方法通过调整已优化的设定值来保证在回路控制层出现故障时整个运行控制仍可收敛到其原有的优化控制效果.该方法属于非完备容错控制,仿真结果验证了所提方法的有效性.     

离散时间系统变结构控制基于衰减控制的趋近律

讨论了利用离散趋近律设计离散时间系统的变结构控制问题, 在衰减控制的基础上, 提出了衰减变速趋近律和衰减幂次趋近律. 理论分析和仿真结果表明, 本文所提的方法是有效的, 既保证了闭环系统的渐进稳定性, 又大大减少了系统的抖动现象.     

一类混沌系统的自适应控制(英文)

本文借助于功能函数研究了一类混沌系统的跟踪控制问题.首先,通过坐标变换将Chua's混沌系统转换为一种严格反馈控制系统的通用形式.其次,结合自适应鲁棒控制技术和Backstepping方法设计了参数自适应控制律,对存在的不确定性和未知干扰的非线性系统实现了输出跟踪控制.基于Lyapunov稳定性理论对每一步的虚拟控制进行分步设计,得到的控制器不仅使系统输出跟踪给定的期望输出,而且使得系统对于所允许的不确定系统状态全局一致有界.最后,严格地理论证明表示了所设计方法的有效性。     

面向轴控制器非线性特性的模糊滑动控制器设计

本文针对数控系统轴控制中存在的非线性问题,从变结构理论的角度,应用边界层滑动控制理论设计了一个模糊滑动控制器.滑动控制具有不依赖控制对象的精确数学模型的特性,适用于很多非线性控制问题.另外,应用滑动控制理论也保证了所设计的模糊控制器的稳定性.仿真结果表明可以较好地解决反向间 隙等非线性的控制问题.     

基于不确定逼近的机械手自适应鲁棒预测控制

针对具有参数不确定性和未知外部干扰的机械手轨迹跟踪问题提出了一种多输入多输出自适应鲁棒预测控制方法. 首先根据机械手模型设计非线性鲁棒预测控制律, 并在控制律中引入监督控制项; 然后利用函数逼近的方法逼近控制律中因模型不确定性以及外部干扰引起的未知项. 理论证明了所设计的控制律能够使机械手无静差跟踪期望的关节角轨迹. 仿真验证了本文设计方法的有效性.     

现代控制理论在火电厂热工过程控制中的应用

控制理论和计算机技术的发展,大大促进了过程控制技术的提高,现代控制理论正在火电厂热工过程控制中得到实际应用.本文概述了最优控制、预测控制、状态反馈控制、不确定性控制等在火电厂热工过程控制中的研究和应用现状,并对今后的发展方向作了简单的预测.     

一种新型附加学习控制器及电力系统应用实例

维纳的《控制论》和钱学森的《工程控制论》共同奠定了经典控制理论的基础.在此基础之上,现代控制理论在性能优化和处理不确定性等方面对经典控制理论作了进一步的发展.本文提出一种融合经典控制与现代控制的控制方法,将属于现代控制的近似动态规划学习控制器以并联的方式附加到经典控制器上,从而形成一类新型附加学习控制器.该控制器采用基于策略迭代近似动态规划的训练算法和基于最小二乘的代价函数逼近算法,从而具有高策略搜索效率和高样本利用效率,其中动作依赖代价函数的引入使得在线学习不依赖系统模型.总之,所提附加学习控制器一方面融合了已有经典控制器的先验知识,另一方面为已有经典控制器提供了可设计的目标函数和自趋优机制.论文进一步从理论上严格证明了所提附加学习控制方法的稳定性和收敛性.针对双馈风电场暂态无功控制问题的仿真研究验证了所提附加学习控制器的正确性和方法的有效性.     

存在未知时滞非线性系统的迭代变区间预测迭代学习控制

本文针对机理模型未知的非线性非仿射多入多出(multiple-input and multiple-output,MIMO)离散时间系统, 研究了系统同时存在未知时滞和迭代变化运行时间区间的预测迭代学习控制(predictive iterative learning control,PILC)问题. 首先利用未知时滞的上下界信息建立了一种新型的动态线性化(dynamic linearization,DL)模型, 理论分析表明该模型能够等价描述本文所考虑的存在未知时滞的未知非线性系统. 同时, 设计一种新的数据补偿机制用以处理由于系统运行时间区间迭代变化而引起的数据丢失问题. 基于所建立的DL模型和数据补偿机制, 设计了能够同时处理未知时滞和迭代变化运行时间区间的预测迭代学习控制方法. 通过严格的理论分析同时给出了建模误差和跟踪控制误差的收敛性质. 最后, 通过仿真进一步验证了所提方法的有效性.     

滑动控制理论在机器人运动轨迹控制中的应用

本文提供了滑动控制理论在机械手运动轨迹控制中的最新研究成果,对具有线性插入的滑动控制方法的实际应用进行了有意义的研究和探索.实验结果表明,滑动控制方法对机械手运动轨迹的控制有较强的实际意义.     

预测控制定性综合理论的基本思路和研究现状

通过引入最优控制理论和Lyapunov方法, 预测控制的理论研究在最近十多年中发展迅速, 取得了丰硕成果. 本文总结了预测控制定性综合理论的基本思路, 回顾了近十年关于具有稳定性和性能保证的预测控制的主要研究成果, 并根据近年来预测控制研究的发展趋势, 指出高效预测控制的研究已逐渐成为这一领域研究的热点.     

跨座式捷运车辆编组分布式固定时间协同巡航控制

为解决跨座式捷运车辆编组协同巡航控制问题,本文提出了基于固定时间理论的跨座式捷运车辆编组分布式协同巡航控制方法.首先,文章建立了跨座式捷运车辆编组动力学模型,明确了编组队列的控制目标,构建了分布式固定时间协同巡航控制架构,提出了跨座式捷运车辆编组分布式固定时间协同巡航控制方法.然后,本文运用代数图论描述编组间的通讯拓扑关系,应用了分布式固定时间终端滑模估计器估计领航编组的位置和速度,设计了分布式固定时间滑模控制器,并基于Lyapunov稳定性理论证明了控制器的稳定性.最后,文章进行了加速–巡航常规工况仿真实验,验证了所提出控制方法的有效性.     

带有不匹配干扰的二阶多自主体系统有限时间包容控制

针对多自主体系统群集运动问题,本文研究了带有不匹配干扰的二阶系统有限时间包容控制.运用现代控制理论,设计了非线性观测器,对系统未知状态和干扰进行估计.在状态估计的基础上,构建了基于干扰观测器的多自主体系统的协同控制算法.应用代数图论和齐次性理论等方法,分析了二阶多自主体系统有限时间包容控制.数据仿真中应用基于观测器的包容控制算法,使得系统的运动状态最终都收敛到由多个领导者所围成的目标区域中,验证了本文结果的有效性.     

Internet端到端拥塞控制研究综述

本文描述了Internet中端对端拥塞控制技术的内容和特点,分析了标准化拥塞控制算法所涉及的技术难点及不足,概括了拥塞控制算法的发展历程,并根据目前最新的研究情况,提出把控制与优化理论引入网络拥塞控制的思路,最后总结出进一步的研究趋势和方向.     

船舶混沌运动的周期脉冲参数微扰控制

针对海上航行船舶非线性运动中存在的混沌现象,为实现对航行船舶的高精度航向控制,本文将脉冲参数微扰方法与横截同宿点理论相结合,提出了一种基于Melnikov方法的简捷船舶混沌运动周期脉冲参数微扰控制方法.该控制方法利用Melnikov函数确定控制脉冲参量关系及取值范围,基于该方法设计的控制器克服了脉冲参量取值难以确定的不足.仿真结果表明,本文所提方法能将混沌系统快速稳定到不同的周期轨道,具有较好的控制效果.     

小型无人直升机浸入–不变集自适应控制

本文基于浸入–不变集理论,针对小型无人直升机存在的参数不确定性问题,设计一种新型的自适应控制器.利用基于Lyapunov的分析方法和La Salle不变性原理,进行闭环系统的稳定性分析,确保无人直升机姿态角的跟踪误差全局渐进收敛,以及闭环系统的稳定性.在无人直升机姿态飞行控制实验平台上,进行了无人机姿态跟踪控制实验.实验结果表明,本文所提出的控制方法具有良好的跟踪控制效果.