高阶微分控制器及其在交流调速中的应用

传统PID控制器由于它提取微分信号的方法过于简单，微分信号品质较差而不易满足高品质性能要求。而现代控制理论由于过分依赖于被控对象的精确数字模型，在工业过程控制的应用中受到了极大地限制。本文利用不依赖于被控对象的高阶微分器（HOD），提取了信号高品质的微分信号及其高阶微分信号。并将基于HOD设计的高阶微分反馈控制器（HODFC）编制成相应控制算法，组成了由计算机为控制器的交流电机调速系统。通过仿真和实验，验证了HOD及HODFC理论的正确性和实用性。     

基于观测器的非线性系统神经网络鲁棒控制

提出一类不依赖于模型的状态观测器，通过分析其根轨迹和极点要求配置合适的参数，该观测器本身是一个能提取高阶微分的高阶微分器．基于Lyapunov稳定性理论设计了使闭环系统渐近稳定，对模型变化和扰动具有鲁棒性的神经网络自适应控制器．该控制器不仅考虑了闭环系统的输出和设定输入误差的微分，而且考虑了误差的高阶微分，从而提高了控制品质．最后通过仿真例子验证了所提出理论的正确性．     

非线性离散随机时变系统比例微分滤波

扩展卡尔曼滤波（EKF）是从极小化状态估计误差的方差得到的，没有考虑状态误差的变化率，因而对非线性时变系统EKF估计方法惯性作用 较大，从而产生估计滞后，提出了非线性离散随机系统比例微分滤波（PDF），PDF联合考虑极小化状态估计误差和状态误差变化率的方差，克服了EKF对非线性时变系统估计滞后的缺点，估计具有适时性，提出了高估计的精度，仿真例子证明了所提出的估计方法的有效性。     

广义系统降价Wiener状态估值器

应用现代时间序列分析方法，基于ARMA新息模型和白噪声估计理论，利用奇异值分解，提出了广义系统降价Wiener状态估值器。它可统一处理滤波，平滑和预报问题，且具有渐近稳定性。在计算上与非降阶的方法相比明显地减少了计算负担，同多项式方法相比避免了求解Diophantine方程。仿真例子说明了其有效性。     

小型无人直升机姿态混沌动力学分析

为了避免在构建小型无人直升机混沌模型时机体结构设计上发生混沌振荡,分析了悬停状态下系统的动力学特性,包括平衡点的稳定性、奇异吸引子、李雅普诺夫指数、Poincaré截面等,通过双参数分岔分析,给出了系统产生混沌振荡,拟周期振荡和稳定悬停的转动惯量参数值和参数区间;通过三线摆实验发现随意的配重可能导致系统转动惯量处于引起混沌的范围。结果表明:当转动惯量J_(xx)=0.29、J_(yy)=0.233、J_(zz)=0.236时,小型无人直升机结构失配,机体产生混沌行为,造成机身振荡甚至损毁;当转动惯量J_(xx)=0.29、0.310≤J_(yy)≤0.625、0.325≤Jzz≤1时,系统稳定,机体结构设计合理,使以后控制器设计的难度降低。     

AHODFC在交流调速中的应用及其软件实现

基于提取微分信号在工业控制及航天控制中的重要作用,介绍了一种可提取高品质微分信号的自适应高阶微分反馈控制器(AHODFC),并将其应用于交流调速系统中。考虑到在工程应用中,VC++易于实现交互界面、数据采集和端口操作等操作,基于VC++平台编制了该调速系统的控制界面,并介绍了高阶微分控制器算法的编程过程,还详细介绍了该调速系统的控制界面操作。通过仿真运行和实际系统的运行,证明高阶微分反馈控制与PID控制相比,具有控制效果好,参数调节容易,鲁棒性能好等特点,具有可行性及实用价值。     

pH过程的FNNC-PI控制研究

在化工、生物及废水处理工程中 ,大量存在着的 p H过程需要得到精确的控制。由于 p H过程是一个具有严重非线性及滞后性的被控对象 ,传统的 PID控制或非线性 PID控制难以达到理想的控制效果。这里给出了一种模糊神经网络控制器与传统 PI相结合的控制方法 ,即 p H过程的 FNNC- PI控制方案 ,该方案能很好地处理 p H过程的严重非线性和滞后性 ,而且具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。     

非线性系统智能状态估计研究进展与展望

综述了近年来基于智能方法的非线性系统滤波器和观测器的设计方法.关于滤波器,一方面介绍了基于智能方法辨识系统模型而设计的间接滤波器,分析了模型偏差修正的重要性;另一方面探讨了基于智能方法设计的直接滤波器的研究进展.关于观测器,重点介绍了基于神经网络的广义Luenberger观测器的设计方法,总结了该观测器稳定性和鲁棒性的理论分析结果,并进一步介绍了适用范围更广的智能自适应鲁棒观测器的设计方法.最后,对非线性估计问题的进一步研究提出了几点展望.     

一种求取闭环脉冲传递函数的简易方法

提出了一种求取闭环采样系统脉冲传递函数的简易方法，该方法是在求出对应的连续系统传递函数的基础上，再利用采样开关在采样系统中的位置进行求解，具有简便、易掌握的特点，为求取采样闭环脉冲传递函数提供了方便。     

基于超混沌的伪随机数发生器的FPGA设计

针对基于超混沌的伪随机数发生器占用资源高、迭代次数多等问题,设计了一种基于Qi超混沌系统的单精度浮点数伪随机数发生器.采用分时复用的思想以节省系统资源占用,并且利用高维混沌及计算机浮点数格式的特点,可以有效地减少系统迭代次数.采用Verilog HDL、模块化设计思想实现了超混沌系统的设计.仿真结果表明:本设计占用资源少,仅占4 947个逻辑单元;伪随机序列生成速率最高可为23.8 Mbps;给出了在Cyclone IV ep4ce15f17c8开发平台实现结果,并且NIST统计测试结果表明该伪随机数发生器产生的伪随机序列能够通过15项测试.