基于滑动窗实时小波降噪的扩张状态观测器及自抗扰控制EI北大核心CSCD

自抗扰控制技术应用已日渐成熟,但当系统中存在高频非平稳噪声信号时,线性自抗扰控制(LADRC)存在难以选取合适的观测器带宽的问题:当带宽较小时,线性扩张状态观测器(LESO)难以实现对总扰动的实时观测,会造成时滞;当带宽较大时,LESO又会放大噪声对系统的影响,从而造成总扰动观测失真.为了解决这一问题,将小波降噪环节加入LADRC中,通过设计基于滑动窗实时小波降噪的LESO,对含噪输出信号进行实时降噪.使用Simulink搭建系统模型,分别在输出信号中加入高斯白噪声或谐波等不同类型的高频非平稳噪声进行仿真实验,并将所提方法与滑动平均法进行对比,结果验证了所提方法的有效性.     

串级自抗扰控制器在纵列式双旋翼直升机飞行姿态控制中的应用

本文将自抗扰控制应用于直升机飞行姿态控制中,针对纵列式双旋翼直升机的飞行姿态控制问题,设计串级自抗扰控制器,并进行了参数整定,得到了优良的仿真结果.进而在实际装置上,调试出了令人满意的飞行姿态实时控制结果.对比于线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)控制算法,文中所设计的串级自抗扰控制器显然具有更加精准的控制精度,能更加满足快速性的要求,并且更具有鲁棒性、抗干扰性能以及对非线性强耦合系统的解耦能力.     

氧气调节器供氧浓度模糊控制方法的仿真研究

氧气调节器为航空供氧系统的核心部件,它以飞机的飞行高度的变化速率为依据,并且根据航空供氧准则的要求,为驾驶员动态地提供相应含氧浓度的混合气体或纯氧。本文首先通过分析航空供氧生理学理论以及氧气调节器的工作原理,建立氧气调节器的活门开度与飞机飞行高度之间关系的数学模型,并且设计一种应对供氧调节器的活门开度的模糊控制器。最后使用MATLAB软件平台的Simulink模块对模糊控制方法的可行性和有效性进行仿真实验验证。仿真实验结果表明,本文中所给出的模糊控制规则合理,能够使得氧气调节器为飞行员提供符合含氧浓度要求的混合气体。     

基于MAS的编队对海打击仿真系统设计与实现

针对编队对海打击仿真问题,设计了一种基于MAS(multi-agent system)的编队对海打击仿真系统;提出结合MAS和OPN(object-oriented Petri net)的思想,利用OPN设计系统的Petri网基网模型;在基网模型基础上,加入状态标示,建立系统Petri标示网的形式化模型;进而采用Petri网的关联矩阵对系统形式化模型的状态进行分析,从形式上确定系统的结构与状态,有效降低了系统初期开发的难度;利用JADE平台实现了编队对海打击仿真系统.仿真实例表明,仿真系统具有良好的人机交互功能,与实际符合较好,能够为对海打击提供决策参考.     

一种多智能体领航跟随编队新型控制器的设计

研究了基于离散时间模型的多智能体领航跟随编队控制算法。在该算法中,通过引入基于邻居的局部控制律以及基于邻居的状态估计规则设计了一种新型控制器,在该控制器中通过简单地设定跟随者和领航者之间的相对坐标即可方便地实现任意形状编队,同时该文引入了坐标旋转公式——用于实现整个队形能够随着领航者的运动方向的变化做相应旋转,且文中分别给出了固定拓扑和切换拓扑时系统稳定编队的充分条件。最后分别通过Matlab仿真和在Amigobot机器人平台上做实验来验证该算法的正确性及实际可行性。     

基于自抗扰的四旋翼无人机动态面姿态控制

针对四旋翼无人机姿态控制中非线性、强耦合以及对扰动敏感等控制问题,设计了一种基于自抗扰的动态面控制器。与反步控制相比,动态面控制器的设计过程更简单,且利用一阶滤波器来计算虚拟控制信号的导数项,避免了反步控制中的出现的微分膨胀问题。将动态面控制与自抗扰控制相结合,首先利用跟踪微分器可直接获取设定值的微分信号,简化了控制器的设计过程,然后利用扩张状态观测器将系统总扰动实时的补偿到控制器中,提高了系统的鲁棒性和抗干扰能力,并通过Lyapunov直接法对闭环系统进行了稳定性分析。仿真结果表明:本文设计的控制器可保证四旋翼无人机在有外界干扰的情况下能快速、准确地跟踪设定位置。     

一种新型的快速无超调预测控制器及其应用

该文采用一种比例积分型结构，建立了一种无超调预测控制器，通过钻杆热处理的退火过程控制的仿真研究，验证了该控制器的有效性。     

基于频域的多变量广义预测控制（MIMO-GPC）稳定性分析

提出了基于频域的多变量广义预测控制（MIMO-GPC）稳定性分析方法，推导了MIMO-GPC的闭环反馈结构，给出了基于闭环特征多项式的MIMO-GPC的稳定性判据和奈奎斯特稳定性判据。这些判据可作为MIMO-GPC控制器参数设计的重要依据。     

基于T-S模型的非线性多变量系统快速GPC控制

把T-S模糊模型辨识非线性对象和预测控制技术相结合,提出一种基于T-S模型的非线性耦合多输入多输出系统快速广义预测控制(GPC)方法,并给出了简化的规则选择方法.该方法在线调节参数少、计算量小.仿真结果表明具有控制平稳、超调小、跟踪快的特点.能够对非线性耦合多变量系统进行良好控制,适合工业过程在线应用.     

基于FPGA的无线传感器网络节点设计

针对应用日益广泛的无线传感器网络及其所面临的网络节点数据实时处理能力还比较有限的现状,提出了一种新的设计解决方案,即基于FPGA的无线网络传感器节点设计方法.采取应用广泛的基于ZigBee协议的无线传感器网络,将其使用的灵活性与FPGA的数据计算处理快速实时性与配置自由的特点结合起来,充分发挥两者的优势,完成一种更具优势的传感器网络节点设计.