基于离散趋近律的变结构系统控制

探讨了离散线性系统的变结构控制问题,分析了传统趋近律方法的缺陷,提出了一种新的离散变结构趋近律。该趋近律不但能使系统滑模轨迹渐进收敛于零,而且其确定的准滑动模态区在趋近过程中能够分成为两个区域。分析了滑模轨迹在两个区域内的不同趋近特性,通过调整参数改变两个区域的宽度,尽量减少滑模轨迹穿越切换面的次数,确保系统的抖振削弱和鲁棒性。仿真结果证明,该离散趋近律方法对离散线性确定系统和离散不确定性系统都有良好的控制效果。     

基于变结构方法的机器手臂自适应控制

针对二自由度机器手臂的轨迹跟踪控制中出现的运动学模型参数可能发生改变以及外部状况变化和负荷变化等不确定因素,提出基于滑模变结构补偿方法的径向基神经网络自调节控制律,其中径向基神经网络抵偿了系统参数不确定性和外部扰动量,滑模变结构方法抵消了径向基神经网络的逼近误差,较好地消除了系统未知不确定性的影响。仿真结果表明,该控制律能保证轨迹跟踪误差的快速收敛性及对参数不确定性和外部扰动的鲁棒性。     

基于PD方法的不确定机器人神经网络变结构控制

针对不确定机器人轨迹跟踪控制,提出基于PD方法自适应神经网络变结构控制律,利用RBF神经网络补偿系统参数不确定性,用滑模变结构控制器消除神经网络的逼近误差.仿真结果表明,该控制律能保证轨迹跟踪误差的快速收敛性及对参数不确定性和外部扰动的鲁棒性.     

改进参考轨迹的滑模预测控制在磁悬浮轴承的应用

研究了不确定离散时间系统的滑模预测变结构控制器的设计问题,针对常规滑模变结构控制方法在电磁轴承控制当中引起的抖动问题,提出了一种能有效削弱系统抖振并保证系统渐近稳定的幂指数趋近律,将该趋近律作为滑模参考轨迹,以不确定系统的名义模型作为滑模预测模型,将预测控制中滚动优化、反馈校正的思想引入离散准滑模变结构控制系统的设计,实现了滚动优化求解.建立电磁轴承动力学模型,并对其进行了仿真,结果表明:该方案可以有效减弱抖动对系统的不利影响,实现了转子的快速调整和稳定悬浮,其跟踪性能快速精确,同时对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性.     

多时滞离散广义不确定系统的变结构控制

研究一类离散多时滞广义不确定系统的变结构控制的综合与设计问题.首先把所给系统受限等价分解成两个低维的不确定子系统.其次设计了带有差分补偿器的切换函数,使得系统在准切换流形上的运动渐近稳定.然后设计了离散变结构控制律,使得在此控制作用下,系统从状态空间中任意一点出发的解的轨迹,或者在有限步内到达准切换流形,此后在其上渐近滑向原点;或者在有限步内进入准切换流形的一个较小的邻域内并稳定于原点附近的某个小抖振.给出数值例子说明该综合方法的有效性与实用性.     

磁悬浮球系统的滑模变结构鲁棒控制器设计

为了实现对磁悬浮球系统的精确控制,根据变结构理论,设计了一种具有更强鲁棒性的二阶动态滑模控制器。其中新切换面含有系统输入的高阶导数,降低了趋近律中不连续项的影响,改善了普通滑模控制器存在严重抖振的缺陷。通过与普通滑模控制器进行仿真比较,结果表明,所设计的二阶动态滑模变结构控制器能使系统有较好的动态性能并能较好地实现系统稳定悬浮。     

一类非线性动力学系统的变结构混沌控制

对于Duffing模型非线性动力学系统,当系统处于混沌时,引入带扰动补偿的变结构控制律,能使系统快速到达滑动模态,并沿着滑动模态渐进到达系统的平衡点,从而保证了混沌控制的稳定和鲁棒性。理论分析和仿真验证表明了混沌控制算法的有效性。     

建筑结构基于Kalman滤波器的趋近律离散变结构控制

针对在大型的建筑结构中安装过多的传感器进行主动控制是不切实际的,基于Kalman滤波器具有较准确估计系统部分未知状态的特点,提出一种基于Kalman滤波器的趋近律离散变结构控制方法,对一维地震动作用下建筑结构的振动控制问题进行了研究.以一个三层剪切型结构模型验证了该控制方法的有效性.仿真结果表明:利用Kalman滤波器算法和离散指数趋近律所设计的变结构控制器在系统状态信息不完备的情况下,具有较好的控制效果和鲁棒性.     

车辆半主动座椅悬架滑模变结构控制

针对三自由度的车辆座椅悬架模型,以近似天棚阻尼系统为参考模型,运用滑模变结构方法设计了半主动座椅悬架的滑模控制器.首先将实际被控系统和参考模型间的广义误差动力学引入渐近稳定的滑动模态中;采用极点配置法确定滑模切换面的参数,根据滑模控制理论推出滑模面上的等效控制力,再选择等速趋近律确定实时控制阻尼力.仿真结果表明在时域和频域中,该滑模控制器性能较稳定,较被动及PID控制的座椅悬架系统其减振效果得到明显改善,具有较好的鲁棒性和跟踪性能.     

一类非匹配不确定纯反馈非线性系统新型变幂次趋近律滑模控制

针对以熔化极气体保护焊（gas metal arc welding,GMAW）为代表的一类非匹配不确定纯反馈非线性系统的输出问题,提出一种基于变幂次趋近律的滑模控制方法。首先,采用滑模微分器得到含系统非匹配不确定性干扰的输出一阶导数。得益于终端滑模有限时间稳定的性能,该方法具有估计精度高、估计误差收敛速度快的优点。然后,提出一种新型的变幂次趋近律,并证明在相同增益下,其趋近速度均快于现有各种趋近律,且具有自适应调节趋近速度的能力,既保证了在全局范围内系统轨迹有限时间趋近滑模面,又避免了在滑模面附近出现抖振。最后,采用变幂次趋近律滑模变结构控制方法和传统趋近律滑模变结构控制方法分别对带有非匹配干扰的GMAW中的弧长进行控制仿真,并对比弧长跟踪效果,分析稳态误差。结果表明,变幂次趋近律滑模变结构方法能够有效的提高系统收敛的快速性,滑模控制方法对于非匹配不确定非线性系具有强鲁棒性。     

电—气比例/伺服控制系统的控制方法研究

本文在简要地回顾了电—气比例/伺服控制技术的发展历史后,研究了采用最小二次型性能指标设计并由实时优化系统进行实验优化的最优状态反馈控制系统。并针对这一系统所存在的问题,采用了鲁棒控制方法,提出对原不稳定系统的鲁棒控制器设计方法。此外,本文还深入地研究了自适应控制和鲁棒自适应控制方法。实验证明本文研究的控制方法均收到预期的效果。     

基于CARMA模型的多变量远程预测自适应控制器

本文采用CARMA模型,建立多变量远程预测控制器,并采用状态空间法分析其闭环系统的稳定性。这种控制器以远程预测多步滚动优化取代最小方差和广义最小方差控制器中的一步预测优化,并引入控制时域的概念,从而可应用于非最小相位和开环不稳定系统;在自适应算法中,对模型验前知识要求少,不需要知道系统的交互矩阵,计算量小。数字仿真结果证实了控制算法的以上特性。     

自适应控制与过程控制泛论

本文讨论自适应控制与过程控制之间的相互联系问题,自适应控制的思想确实应当用于过程控制系统的设计,但过程控制的复杂问题使得已经有很大发展的自适应控制理论仍显得力不从心。为追求理论的和实际的完善解,尚需发展更先进的理论和工程技术。     

一种新型的机械手PID鲁棒控制方案

为了满足机器人在恶劣工作环境下的高精度作业,需要把原有的PD控制改为PID控制。为此,本文采用一般的机械手非线性耦合模型,并仔细考虑构造了一个不同于Arimoto所用的新的李亚普诺夫函数。通过应用李亚普诺夫函数的稳定性分析方法,作者不仅严格证明了所提PID控制方案的鲁棒性和渐近稳定性;而且给出了一个确定PID反馈阵所必循的规律。该PID鲁棒控制方案具有结构简单、可靠性高的特点。PUMA-600机械手的模似仿真也给出了令人满意的结果。     

控制力矩受限的卫星姿态有限时间鲁棒控制算法

为了解决在卫星姿态控制问题中经典滑模控制器所存在的收敛速度慢、指数收敛的缺陷,同时为增强控制器对外部干扰与系统不确定性的鲁棒性,提出了一种对系统模型具有鲁棒性的快速收敛有限时间控制算法.针对传统滑模面角速度下降过快导致的收敛速率慢的缺陷,基于Lyapunov方法设计了一种具有三段式结构的有限时间滑模面,提升收敛速率并保证稳态精度,同时利用欧拉轴的特性消除有限时间控制中的奇异性问题;通过引入符号函数项,解决系统转动惯量的不确定性与外部干扰力矩问题;通过放缩控制律中的比例项解决控制力矩受限的问题;通过Lyapunov函数证明本文提出的控制律的有限时间稳定性,同时给出系统收敛的时间估计.理论分析与仿真结果均表明,提出的控制算法能够在大幅提升收敛速率的同时保证稳态精度.同时也表明了提升系统性态的关键是规划姿态角速度,即通过合理设计滑模面与期望角速度曲线可以实现提升系统收敛速率与鲁棒性的目的.     

结构控制技术发展现状与展望

总结了近年来国内外结构控制技术的发展现状与其新进展，简要介绍了结构控制系统优化理论和分析方法的研究成果，对其应用前景作了展望，提出了有待解决的若干重要的技术性和实用性问题。     

蒸纱锅系统中模糊PID复合控制方法的应用

对蒸纱锅系统的温度控制特点进行了研究，提出了一种PID，FUZZY复合控制的控制方法，并应用Matlab做了仿真研究。仿真结果和实际应用都证明该方法控制效果良好。     

自适应复合控制方法的研究

针对传统的PID控制参数确定繁锁及对控制对象的参数变化缺乏自适应性的缺陷，在介绍了Fuzzy控制和PId控制的基础上，结合工程实例对采用Fuzzy-PID复合控制方法的一些控制方案分别进行了研究，结果表明：采用复合控制系统具有鲁棒性好、动态品质优良和精度高的特点。     

基于C＋＋ Builder的锅炉监控系统的设计与实现

针对上海新奥托实业有限公司的EFPT-1-01型过程控制实验装置开发了一套计算机监控系统,该系统能够对锅炉运行中的温度、液位、压力、流量、阀门开度以及马达频率等参数进行在线检测,并可实现对锅炉液位和温度的定值控制。在监控系统中对实验装置的不同对象模型采用了不同的控制算法,其中锅炉液位系统采用了改进的PID算法,锅炉温度系统采用了模糊算法,通过实验调试,控制曲线超调小,过渡时间短,控制效果比较理想。     

液位过程控制方案浅析

液位控制是通过控制液体的液位、流量等来实现生产过程中的自动控制。液位过程控制是自动化技术的重要的组成部分,它被广泛应用于现代化的工业生产中。文章介绍了四种不同的液位控制方案。