用闭环反馈周期脉冲抑制分叉和混沌运动

提出一种抑制分叉和混沌的方法.该方法用控制目标与实时检测的系统状态量之间的差值作为控制脉冲信号,用闭环反馈方式作用于受控系统,达到控制分叉或混沌的目的.首先介绍了该方法的基本原理,然后将该方法用于含间隙往复碰撞振动系统的分叉和混沌异常运动的抑制.利用一个二自由度往复碰撞振动模型作为研究对象,用随机数模拟随机扰动,通过数值仿真的方法对该系统在无扰动和有扰动条件下的分叉及其混沌运动进行抑制.结果表明该方法对这类分叉和混沌异常振动有明显的抑制作用.该方法也适用于其他混沌系统.     

基于混沌理论的工业过程控制

通过改变系统李雅普诺夫指数对工业过程控制 中的混沌现象进行控制，并提出了一种确定控制区域的方法．理论分析和仿真实验结果表明 ，该控制策略是有效的，可以实现系统的快速稳定．     

PWM型DC/DC变换器中混沌控制的仿真研究

该文研究如何利用OGY混沌控制技术来消除DC/DC变换器的混沌状态.首先利用数据采样方法得到系统的离散模型,利用计算机技术由该离散模型进行可以得到系统的分叉图,从分叉图中可以看到DC/DC变换器发生了混沌、分叉等非线性现象,然后从理论上说明了如何利用OGY混沌控制策略把工作在混沌状态的DC/DC变换器控制到周期状态,最后利用计算机对DC/DC变换器进行仿真研究,仿真结果证明了该文中基于OGY方法DC/DC变换器混沌控制策略的有效性.     

基于变结构思想的OGY同步控制器

为扩展混沌控制方法在混沌同步中的应用, 设计了一种基于变结构思想的Ott-Grebogi-Yorke(OGY)同步控制器. 基于变结构控制的思想, 将OGY混沌控制方法进行了扩展, 通过误差系统近似的线性模型寻找合适的稳定流形, 进而通过变结构控制器将误差系统的轨迹控制到稳定流形上面, 实现混沌系统的同步. 这种变结构控制策略使得OGY方法可以应用到混沌同步当中. H′enon映射的仿真结果验证了该控制策略的有效性.     

超混沌系统的逆系统滑模跟踪控制研究

根据逆系统设计方法,对超混沌系统进行线性化并解耦,构造出一个伪线性系统;并基于指数趋近律,设计了伪线性系统的滑模变结构控制策略,从而推导出超混沌系统的目标跟踪控制器.以一个四维超混沌系统为例进行控制研究,仿真结果表明,在控制作用下,超混沌系统能实现对平衡点、周期状态目标的稳定跟踪控制以及对混沌信号的同步控制.研究结果为实现其他超混沌系统的控制与同步提供了借鉴.     

PWM型DC/DC变换器的Washout滤波器混沌控制方法

研究如何利用Washout滤波器控制技术来控制PWM型DC/DC变换器中的混沌现象．首先分析了利用Ott-Grebogi-Yorke(OGY)方法对DC/DC变换器进行混沌控制存在的不足， 然后以Hénon系统为例说明了如何利用Washout滤波器进行混沌控制．最后,应用Washout滤波器对两种采用不同控制策略的DC/DC变换器实施控制,将其从混沌状态控制到周期状态．理论分析和计算机仿真表明，该控制技术不但可以很好用于DC/DC变换器中的混沌控制，而且能够克服OGY方法的不足．     

基于两级算法的混沌控制

提出了一种两级算法,可以解决连续混沌系统的最小能量控制问题,首先,给出一个二次目标函数,同时把混沌系统分解为线性部分和非线性部分.上级算法对混沌系统中的非线性部分进行预估,并把整个原系统表为带有常系数的线性系统;下级算法用极小值原理解决这个典型线性二次最优控制问题,并把解返回到上级算法,上级算法根据下级的解对非线性部分重新预估.这样通过两级间不断的信息交换,最终得到混沌系统的最优控制律.该方法不仅实现了对混沌系统的控制,而且在整个控制过程中保证控制能耗为最小.证明了算法的收敛性和闭环系统的稳定性.对统一混沌系统的仿真结果表明了控制策略的有效性.     

多自由度参数振动混沌控制方法研究

基于耦合倒立双摆模型,本文采用Liapunov-Floquet变换,将周期时变系统转化为时不变系统,并引入反馈和极点配置,对该多自由度系统做参数振动进行主动控制.对研究的系统结合单位脉冲响应进行了稳定性分析,并成功地应用于系统混沌控制.     

基于免疫算法的混沌多模型微扰控制

A.Duchateau et al的多模型控制策略是一种改进的OGY方法,为扩大控制器在吸引子中的作用范围,需要在混沌系统的一条无控收敛轨道上设置一系列的局部线性模型,由线性反馈控制律把混沌系统引导到不动点,这要求控制器的结构和控制量的大小是可变的.本文应用人工免疫算法的参数和结构双重可塑性来产生多模型控制策略控制律,由此提出了一种新的混沌控制方法.对Hénon映射仿真的结果表明:与其他方法相比,新方法能在较短的混沌暂态时间内把系统控制到预定轨道.因此,基于人工免疫算法的混沌多模型微扰控制方法能对混沌系统实施有效控制,且能够应用于系统全局动力学模型未知而仅获得实验数据的情况.     

输入有界的自由漂浮柔性空间机器人轨迹跟踪控制

针对自由漂浮柔性空间机器人轨迹跟踪控制问题, 首先利用拉格朗日和假设模态法建立了动力学模型. 分析系统动力学模型, 综合考虑欠驱动、柔性振动等特点, 将其简化为一种带有柔性振动扰动完全可控的动力学模型; 在此基础上, 考虑控制输入受限, 提出一种自适应状态反馈控制策略. 该策略采用自适应技术实时在线学习柔性振动扰动参数, 从而保证控制律对柔性振动扰动具有良好的鲁棒性; 最后, 基于Lyapunov方法证明了该控制策略能够实现关节期望轨迹的跟踪. 仿真验证了该控制策略对控制输入受限系统轨迹跟踪控制的有效性和可靠性.     

基于运动控制的加减速阶段减振方法研究

运动控制系统起停时的振动抑制一直都是运动控制系统设计的难点.设计了一个二阶运动控制系统,研究实际工程中引起系统起停时振动的原因,发现在实际工程中,运动控制系统并不是关于电机的单输入系统,还有摩擦或者系统连接等引起的系统振动.由拉格朗日-欧拉方程建立系统运动微分模型,设置约束条件抑制系统起停时的振动,通过约束条件来规划S型加速度各段的参数值.仿真验证表明,算法保证了运动控制系统在起停时的振动为零,从而使所设计的控制算法提高了工作效率.所设计的算法计算量少,方便应用于各种简单的控制器设备中.     

柔性支撑Stewart平台自适应交互PID隔振控制

为了实现500 m口径球面射电望远镜(five hundred meter aperture spherical radio telescope, FAST)二级精调稳定平台对馈源舱隔振控制的定位和指向精度, 首先提出了基于并联机构学原理的3维机动目标跟踪预测算法, 对柔性支撑Stewart平台的基座运动进行跟踪预测. 进而,在Stewart平台关节空间设计了自适应交互PID控制器, 引入自适应交互算法解决PID参数的实时调整, 以适应柔性支撑Stewart平台的参数变化对不同控制参数的需求. 采用现代机电系统仿真策略, 对柔性支撑Stewart平台隔振系统的动力学与控制问题进行了仿真, 结果表明: 与传统的PID控制器相比, 自适应交互PID控制器大大改善了隔振效果, 完全满足隔振目标的要求.     

Speed control strategy of dual flexible servo system considering time-varying parameters for flexible manipulator with an axially translating arm

Many factors lead to fluctuations of output speed in the motor side during the movement processes in a flexible manipulator with an axially translating arm. These factors include the time-varying characteristics of manipulator parameters, external disturbance, and flexibility in the manipulator. The vibration of flexible manipulators is strengthened by fluctuations of output speed, which seriously affects the motion accuracy. Therefore, a variable parameters proportional–integral (PI) control strategy based on disturbance observer is adopted to reduce fluctuations of output speed in a dual flexible servo system. First, the dynamic model of the dual flexible servo system is established by the assumed mode method. Then, the variable parameters PI control strategy is applied to the servo system, and the controller parameters in different conditions are selected by pole placement strategies. Finally, numerical simulations and control experiments of the servo system are carried out. The results show that the control strategy using the variable parameters and disturbance observer could reduce fluctuations of output speed and improve the motion accuracy of flexible manipulators.     

一类纯滞后系统模糊Smith控制策略的研究

针对工业控制过程中普遍存在的大惯性、纯滞后对象的控制问题，提出用模糊控制器与Ｓｍｉｔｈ预估器相结合的控制策略。仿真结果表明：这种控制器的可知效果良好，特别是解决了系统的振荡问题，且比自适应模糊控制器结构简单，易于理解和实现。     

Active vibration control of a flexible beam,based on flow source control

This paper presents a new method of actively controlling the vibration of a flexible beam by using a rigid body motion actuator based on flow source control. The proposed flow source controller generates a control input of a rotating angle instead of a torque that acts as an effort source control input. It is shown that the proposed flow source control improves the vibration suppression performance when disturbance forces such as friction forces are involved in the rigid body motion dynamics. The stability and the robustness to disturbance of the flow source controller are compared with an effort source controller. An optimal control theory is used to design the flow source vibration controller and a conventional PD controller is used for the motor position controller. Computer simulations and experimental results on a rotating beam system show that the vibration control performance achieved by the proposed flow source control method is superior to that of an effort source control method.     

Modeling and robust control of a twin wind turbines structure

The control of a new structure of twin wind turbines (TWT) is presented in this paper. This new concept includes two identical wind turbines ridden on the same tower, which can pivot face the wind with no additional actuator. The motion of the arms carrying the TWT is free. The control law based on sliding mode controller is designed to track the maximum power, by controlling the rotor speed of the TWT and the yaw rotation but without yaw actuator. Finally, performances of the proposed control strategy are compared to standard proportional integral controller, for several scenarios (time varying direction or magnitude of the wind, error on the inertia of the system, …).     

宏微复合运动平台的自抗扰控制研究

摩擦是影响机械导轨运动平台精度的主要原因.宏微复合运动平台将无摩擦的柔性铰链与直线平台结合在一起,利用柔性铰链的弹性变形补偿摩擦死区.然而,柔性铰链的固有频率低,其非线性弹性振动严重影响微平台定位精度.为此,本文设计视弹性振动为扰动的自抗扰控制策略,该方法避免了建立非线性弹性振动精准数学模型的困难,利用扩张状态观测器主动估计弹性振动及不确定性,并在微平台位置环补偿之,以保证微平台定位精度.与此同时,在控制律中加入加速度前馈以提高系统响应速度.对于宏平台,采用PID控制作为宏平台位置环的控制策略,并通过宏微双级驱动方式补偿受机械导轨非线性摩擦带来的影响.实验对比结果表明,自抗扰控制在受非线性弹性振动影响时,其抗扰性能、跟踪性能优于传统的PID控制,可保证微平台良好的定位精度.     

一种离散型非线性自适应反馈控制器的设计与实现

针对运动控制低速跟踪系统中存在的非线性摩擦力影响的实际问题, 采用结构和参数完全未知的离散时间不确定非线性系统的反馈控制策略, 具体地进行了控制器的设计, 并利用MATLAB环境下的SIMULINK仿真来检验其控制效果, 进而运用到实际的电机控制系统中, 分析其控制性能, 并将其控制效果与PID控制相比较, 最后得出结论.     

A novel levitation control strategy for a class of redundant actuation maglev system

In most maglev (magnetic levitation) systems, redundant electromagnetic actuators are usually used to increase the stability and robustness of the levitation motion. However, the obvious interactions generate between the redundant actuators and other general electromagnetic actuators. In this paper, a new and efficient redundant levitation control strategy is developed to overcome the interactions in this maglev system. In the strategy, some separate general controllers are designed for all general actuators, and then some special controllers are used to real-time track the electromagnetic forces of all general actuators, and accordingly they create control signal for the redundant actuators to counteract the interactions among general actuators and redundant actuators. To further illustrate the strategy, a novel redundant actuation maglev system is then demonstrated, and a simplified expression of the redundant control strategy is investigated for the maglev system. The experimental results show that the redundant levitation controller successfully removes the interactions between redundant actuator and general actuators, and the redundant levitation controller maintains good robustness under disturbance.     

基于DSP的振动主动控制系统的设计与实现

介绍了阻尼元件与压电陶瓷作动器相结合的主被动混合振动控制系统，讨论了以定点数字信号处理器TMS320F240为核心的数字控制硬件系统的构成以及A／D，D／A等外围电路的设计，并给出了软件设计流程。实验表明，以TMS320F240为核心的数字控制系统不仅能够满足实时控制的要求，而且易于实现各种先进的控制策略。