基于反步法的板球系统自抗扰控制器设计

针对板球系统中存在的未知扰动、板与球之间的摩擦力等因素影响轨迹跟踪精度这一问题,研究了板球系统的自抗扰控制策略。首先建立板球系统的数学模型,通过适当简化、线性化与解耦得到线性模型;然后采用全程快速微分器对带有噪声干扰的输入信号进行滤波处理,进而设计高阶扩张状态观测器估计系统内部未知扰动;最后基于反步法设计非线性反馈控制器,并利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明,改进的自抗扰控制器能够有效滤除噪声干扰,提高了轨迹跟踪精度。     

带有指令滤波的板球系统反步滑模控制的研究

为解决滑模控制中出现的抖振现象影响板球系统轨迹跟踪控制性能的问题,提出了一种结合指令滤波的板球系统反步滑模控制方法。首先建立板球系统数学模型,根据系统误差方程设计总滑模控制规律。然后组建带有指令滤波的复合系统,设计误差反步控制器。最后利用Lyapunov理论证明了整个闭环系统的全局渐进稳定性。仿真结果表明,该方法有效的抑制抖振现象,进一步加强了抗干扰能力。     

基于指令滤波的板球系统误差反步控制器研究

针对存在未知扰动条件下板球系统的轨迹跟踪控制精度不高的问题,研究了一种基于指令滤波的误差反步控制方法。首先,建立板球系统模型,引入二阶指令滤波器,滤除小球位置和速度状态变量的噪声干扰。其次,逐步选取李雅普诺夫函数,设计误差反步控制器,克服系统受到的外界干扰,实现对输入信号的渐进跟踪控制。最后,通过李雅普诺夫理论证明系统稳定性。仿真结果表明,该控制器能够有效抑制干扰,精确地完成轨迹跟踪任务。     

引入加速率改进板球系统RBF-PID轨迹跟踪控制

板球系统是一个典型的两输入两输出的非线性系统.针对板球系统RBF-PID控制算法存在响应速度慢、小球轨迹精度低等问题,在忽略干扰因素的条件下对板球系统应用拉格朗日方程进行数学建模,提出引入加速率(Acceleration rate)的概念,以缩短板球系统的响应时间,进而优化系统整体控制时间,提高控制精度.由此设计出的AR_RBF-PID算法整定PID控制参数,在板球系统实验中分别对RBF-PID算法和AR_RBF-PID算法进行对比,并借助MATLAB软件完成算法的定点和定圆轨迹仿真,实验结果表明所提控制算法提高了系统的响应速率和控制精度,能够确保板球系统跟踪控制有较快的响应时间和良好的稳定性.     

基于扩张状态观测器的板球系统误差反步控制

为提高板球系统的轨迹跟踪精度和抗干扰能力,提出了一种基于扩张状态观测器的误差反步控制策略。首先设计扩张状态观测器,估计出系统受到的不确定扰动。然后将观测出来的平板转角和角速度状态变量与反步法相结合,设计出带有低通滤波性能的误差反步控制器。实验结果表明,所设计的控制器具有良好的轨迹跟踪性能,验证了该控制策略的有效性。     

机器人系统鲁棒轨迹跟踪控制器设计

针对机器人系统的轨迹跟踪控制问题,考虑实际系统中存在的不确定性,基于动态系统终值有界性引理,采用连续状态反馈的方法,设计出一种鲁棒轨迹跟踪控制器。仿真结果表明,此法设计的控制器对机器人系统的参数不确定性具有较好的鲁棒性,可保证不确定性存在情况下跟踪误差的终值有界性。     

基于视觉反馈的板球系统定位控制

建立了板球系统的数学模型,针对视觉反馈环节进行了摄像机标定及小球位置解算,采用PID算法实现了小球的定位控制。在实物板球系统上进行了定位实验,达到了定位误差均在1 mm以内的控制效果。     

板球系统的反步时变快速终端滑模控制

为了提升板球系统的抗干扰能力,提高轨迹跟踪控制精度,基于反步法(backstepping)研究了时变快速终端滑模控制。首先建立板球系统的运动学模型,在分析系统特性及控制要求的基础上确定了合理的控制方案,进而以X轴为例设计包含双曲正切函数的时变滑模控制规律及低通滤波器,并在李雅普诺夫(Lyapunov)框架下证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明,该方法控制精度更高,抗扰能力更强,控制效果更好。     

迟滞非线性系统的反演滑模控制器设计

为了消除迟滞对系统的不良影响,对一类Bouc-Wen模型表示的迟滞系统设计了反演滑模控制器。由于迟滞的非平滑、多映射等特性会引起系统振荡甚至造成系统不稳定,首先采用Bouc-Wen模型描述迟滞,分析了Bouc-Wen模型的特性并得到其上界值;然后引入滑模项以克服干扰,设计了反演滑模控制器,采用Lyapunov函数的设计过程以保证系统的稳定性;最后进行仿真实验,结果证明该控制方法有效。     

基于模糊PID控制器的磨煤机控制系统设计

磨煤机具有强耦合、非线性、大延迟等特性,采用常规PID控制器难以获得满意的控制效果.为此,将模糊控制和laiD控制相结合用于磨煤机系统的控制,提高了系统的控制品质.仿真结果表明了这种方法在磨煤机系统控制的可行性与有效性.     

一种基于单片机的全自动超级过滤系统的设计

阐述了全自动超滤控制系统的组成和功能，在超滤系统设计中采用了ＭＣＳ５１单片机，使整个超滤系统实现了自动顺序控制。     

太阳跟踪控制系统相位超前控制器的设计

利用MATLAB的SIMULINK设计平台设计了一个太阳跟踪控制系统的相位超前控制器．通过大量的仿真实验比较,得出了较适合的相位超前控制器参数．所设计的超前控制器可以使太阳跟踪控制系统达到良好的性能指标．设计过程和仿真实验表明该设计方法简易可行,可以投入实际利用太阳能的工程中．     

Analytical Design of Fractional Order Proportional Integral Derivative Controller and Fuzzy Proportional IntegralDerivative Controller for High Order System

In this paper, three tuning methods of the integer order proportional integral derivative （IOPID） controller, the fuzzy proportional integral derivative （FPID） controller and the fractional order proportional integral derivative （FOPID） controller for high order system are presented respectively. Both IOPID controller and FOPID controller designed by the two tuning methods can satisfy all the three specifications proposed, which can guarantee the desired control performance and the robustness of the high order system to the loop gain variations. From the simulation results, the three controllers meet the dynamic performance requirements of high order system. Moreover, the FOPID controller, with the shortest overshoot and adjustment time, outperforms the IOPID controller and the FPID controller for the high order system.     

网络控制系统的滑模控制器设计

针对网络控制系统中的网络诱导时延问题，设计了具有指数趋近律的滑模变结构控制器，并对其稳定性进行了分析，同时给出了系统的最大允许时延。仿真结果验证了该设计方法的可行性和有效性。     

嵌入式系统与嵌入式智能控制器设计方法

从硬件原理与软件系统结构两个方面介绍了嵌入式智能控制器的基本组成,简述了嵌入式系统的基本概念并给出了嵌入式智能控制器的设计思想.     

具有驱动饱和特性的线性化系统渐近跟踪控制器设计

物理系统中驱动饱和的存在对闭环系统的稳定性和性能具有较大的影响，因此在设计控制器时必须考虑到这一点。在系统的量测噪声和外部扰动已经通过其它办法消除的条件下，设计了一种抗漂移的状态反馈控制器，并将参考轨迹也加入到控制器设计中，这样极大地简化了控制器的参数设计并扩大了输入信号的范围，仿真结果表明，无论饱和发生与否，该控制器对于参考轨迹都具有较好的渐近跟踪性能。     

混沌系统的渐近跟踪控制器设计

目的设计Lorenz混沌系统渐近跟踪控制器,消除系统混沌现象,提高控制效果．方法基于微分几何方法中的同胚变换和状态反馈,对系统进行局部线性化处理,提出反馈控制律．在此基础上,设置跟踪目标,定义输出跟踪误差向量,设计系统渐进跟踪控制器．结果在所设计的反馈控制律作用下,系统输出实现了对给定信号的渐进跟踪,通过调整反馈强度,可改善跟踪速度．结论仿真结果表明,采用微分几何方法,可以使混沌系统输出渐近跟踪目标,即系统输出由初始混沌轨道转入非混沌轨道,最终进入目标轨道,且输出具有较好的暂态特性,同时可以灵活地调整反馈强度．