活套关联系统建模及滚动时域控制

本文分析了热连轧活套系统下游机架轧制速度对活套张力系统的影响和热连轧多机架协同工作的特性,建立了活套关联系统模型;基于分散控制思想,为每个活套系统单独设计控制器.对于每一个活套子系统,活套高度和张力是强耦合系统,本文采用一类基于滚动时域优化原理的多路控制策略,在每个周期内顺序求解活套高度和张力子系统的控制律后及时更新系统,从H∞观点出发,将解耦问题转化为干扰抑制和多目标优化问题.仿真结果证实了该方法具有良好的解耦效果和控制特性.     

基于LM I 的H ∞解耦及活套高度张力控制

通过对全解耦、近似解耦和能量解耦的分析并结合工程实际,提出一种基于LMI的输入输出H∞解耦控制方法.该方法综合考虑了耦合通道和控制通道的控制效果,将解耦问题视为干扰抑制和多自由度跟踪的复合控制问题.在解耦控制设计中有更多的自由度,可依工程实际要求作相应调整,获得最优的综合指标.将该解耦方法应用于热连轧高度和张力控制系统,仿真结果表明可获得良好的解耦效果和控制特性.     

基于HM非线性模型的滚动时域H∞控制

基于HM(Heterogeneous Model)非线性系统模型,提出并研究了滚动时域H∞控制器的设计.给出了基于H∞性能指标的最优控制律和其存在的充分性条件,该控制律可以保证系统稳定和干扰衰减增益不超过某一上限.然后,为了减少计算量,设计了有上述相同性能保证的次优控制器.     

多速率分布式预测控制及其在热连轧活套系统中的应用

多智能体协调控制系统更适合采用分布式控制方式,但是处理智能体之间的耦合影响是分布式控制的一个难点.本文针对串联结构下的多智能体系统,提出一类多速率分布式预测控制策略,异步更新多智能体的控制律,能够充分考虑智能体之间的耦合影响,提高系统的稳定性,并给出了系统稳定的充分条件.最后,将多速率分布式控制算法应用到热连轧活套系统,仿真验证了方法的有效性和可行性.     

不确定系统的滚动时域H∞控制设计

针对存在状态矩阵、输入矩阵结构化摄动和外成动输入等不确定性的连续线性时变系统,给出滚动时域Ｈ＾∞控制律及其存在性的充分条件。该控制律使系统闭环稳定,且系统对扰动输入的增益不超过某一人为设定的上界。进一步考虑执行机构非线性特性,推导出上述系统当执行机构存在扇区非线性摄动时的稳定滚动时域Ｈ＾∞控制律及其存在性的充分条件。     

基于H∞控制理论的2-DOF内模控制器设计及其在电力系统中的应用

给出一种基于H∞控制理论的二自由度内模控制器设计方法.考虑了标称模型与实际模型之间存在乘性摄动时的失配性,利用适当的状态变换,将跟踪问题的控制器设计转化成一个调节问题的标准H∞控制器设计问题,再利用H∞输出动态反馈完成了控制器设计.以电力系统模型为例设计了一个二自由度H∞励磁控制器,仿真结果表明了此控制器的有效性.     

热带钢轧机活套多变量系统的控制

本文在传统活套控制研究的基础上，建立了活套支持器的多变量数学模型，并讨论了活套多变量系统控制方法。文中用实例说明了其基本性能，进行了仿真研究。结果证明，这种多变量控制系统实用、易行，在应用中可以得到良好的控制效果。     

基于HM非线性模型的滚动时域H_∞控制

基于HM(HeterogeneousModel)非线性系统模型,提出并研究了滚动时域H∞控制器的设计.给出了基于H∞性能指标的最优控制律和其存在的充分性条件,该控制律可以保证系统稳定和干扰衰减增益不超过某一上限.然后,为了减少计算量,设计了有上述相同性能保证的次优控制器.     

一类控制问题的降阶控制器设计

基于线性矩阵不等式(LMI,1inear matrix inequalities),考虑了线性时不变对象的一类控制问题的降阶控制器设计问题.给出了一个新的降阶控制器阶的上界,该上界适用于标准和奇异控制两种情形.证明是构造性的,可以给出降阶控制器的构造方法.给出了简单的例子,说明该方法的可行性和正确性.     

基于LMI的一类混合H2/H∞控制问题的降价控制器设计--连续情形

考虑连续系统的一类混合H2/H∞控制问题,对于含无穷远零点和有限虚轴零点的奇异广义对象,引入线性矩阵不等式(LMI)方法研究了降价控制器存在判据和设计准则.文中指出,对于所述对象,若混合H2/H∞控制问题可解,则它必存在降价控制器.存在准则和设计方法分别归结到LMI的可解性及其凸优法解法.     

一类随机混杂系统的鲁棒方差控制

对一类结构参数不完全已知的Markov跳变参数系统, 研究使得闭环系统的稳态状态方差小于某个给定的上界, 同时满足一定H∞性能的状态反馈鲁棒方差控制器设计问题. 运用线性矩阵不等式(Linear matrix inequality, LMI)方法, 对系统进行了方差分析, 给出并证明了控制器存在的条件, 进而用一组线性矩阵不等式的可行解给出了控制器的一个参数化表示. 通过建立一个具有LMI约束的凸优化问题, 给出了最小方差鲁棒控制器的设计方法. 最后仿真结果表明了该方法的有效性.     

参数不确定离散奇异系统的鲁棒H∞控制

研究了不确定离散奇异系统的鲁棒H∞控制问题, 控制目标是设计一个状态反馈控制器, 对所有允许的不确定性, 闭环系统正则、因果、稳定且具干扰衰减度γ. 首次提出了该问题的充分必要条件, 并且设计方法归结为求一个严格线性矩阵不等式(LMI)的可行性问题. 最后, 通过一个数值实例证实了该方法的有效性.     

输入约束系统的滚动时域输出反馈控制方法研究

This paper addresses the H∞ output feedback control problem for discrete-time systems with actuator saturation. Initially, a constrained H∞ output feedback control approach is presented in the framework of linear matrix inequalities (LMI) optimization. Under certain assumptions on the disturbance energy bound, closed-loop H∞ performance is achieved. Furthermore, the moving horizon strategy is applied to an online management of the control performance so that the closed-loop system can satisfy control constraints in the case of unexpected large disturbances. A dissipation constraint is derived to achieve the moving horizon closed-loop system dissipative. Simulation results show that the constrained H∞ controller works effectively under the disturbance assumption and that the moving horizon H∞ controller can trade-off automatically between satisfying control constraints and enhancing performance.     

有限时间域的H∞预演控制

主要研究有限时间域的H∞预演控制问题. 我们从传统的解决最优控制问题的思路入手, 发现了经典方法解决该问题的症结所在后, 寻找并通过一个适当的线性变换来排除之, 获得了问题可解的充要条件和一个简单的预演控制器. 最后使用一个数值例子演示了H∞预演控制器改进系统闭环性能的有效性.     

区间变时滞不确定线性系统带记忆H∞状态反馈控制

一类存在范数有界不确定性的线性时变时滞系统, 其时变时滞仅给出时滞变化的上下界, 而对时滞变化率未作任何约束. 对于这类区间时变时滞系统, 给出了一种新型的 Lyapunov-Krasovskii 泛函讨论其稳定性, 通过分割平均时滞的方法减小保守性, 得到以线性矩阵不等式(LMI)形式给出的稳定性判据. 最后分析并给出了一种带记忆的 H∞ 状态反馈控制器. 数值实例表明了本文方法的有效性.     

活套多变量系统建模与智能解耦控制研究

活套系统控制的好坏,直接影响成品带钢的宽度、厚度等性能指标。活套系统的控制目标是恒定活套量下保持张力波动尽可能小,即降低活套张力控制和高度控制的相互干扰,使系统更加稳定。控制系统能够根据检测到的活套辊摆角的变化,一方面给出控制率去调整上游机架的轧辊速度以保持套量不变;另一方面在带钢轧制过程中,为了保持恒定带钢张力,活套输出的张力矩就必须随着活套角度的不同而相应地改变。针对活套系统非线性、强耦合、多约束等特点,以鞍钢1700热连轧精轧机组为背景,建立了活套系统的动态数学模型。针对该模型提出了一种新型控制策略--单神经元PID与小脑模型复合控制算法来实现活套系统的多变量解耦控制。仿真结果验证了本算法的有效性,其解耦响应速度和抗干扰能力明显优于传统PID解耦控制效果。     

制造系统的递阶滚动优化调度模型

研究的对象是只有一台不可靠（failure-prone)机器的非完全柔性制造系统，该系统能生产多种产品，但在同一时刻只能生产一种产品，并且当机器由生产一种产品向生产另一种产品切换时，需要考虑setup时间及其成本，待决策变量是setup序列及产品生产率，本文基于非完全柔性制造系统的特点，引入递阶层控的思想，采用新的递阶结构框架和阈值控制策略，对问题进行分解，建立了考虑setup时间及成本的递阶流率控制最优化调度模型，并给出了递阶的滚动优化算法，仿真结果表明，这种调度策略更易于工程实现。     

特征轨迹法解耦活套高度和张力控制系统

针对板带热连轧机活套高度和张力控制系统，给出一种新的多变量解耦控制策略．利用特征传递函数的轨迹来判定闭环系统的稳定性．利用失配角度曲线来检验系统的关联性．采用特征轨迹方法设计出的解耦控制器在最大程度上减弱了活套高度和张力控制系统的关联．最后，用Matlab中的系统仿真工具箱Simulink对活套多变量控制系统进行仿真实验，结果表明解耦后的活套控制系统可获得更好的控制性能．     

一类非线性系统的H2容错控制器的设计及其在空间飞行器的应用

针对存在执行器故障的不确定系统,本文研究了一种H2鲁棒容错控制的设计.控制器包括三个功能: 1)利用径向基函数(Radial basis function, RBF)神经网络估计得到的近似非线性函数构成闭环控制,抵消系统的非线性特征; 2)能实现H2性能指标的最优控制; 3)利用滑模控制抑制模型估计误差以提高控制精度, 并且控制器具有指定稳定裕度的设计功能.文中提出了用于执行器故障估计的调整规则, 故障估计信息用于控制律的设计.基于Lyapunov函数,推导了满足H2最优性能的充分条件:非线性二次矩阵不等式. 为了降低计算成本,给出了不等式求解的简化算法,避免了在线求解非线性矩阵不等式.通过一个空间飞行器模型的仿真, 验证了本文提出方法的有效性.     

基于窗口H∞范数的PID控制器优化设计

针对有限频段提出了窗口 H∞ 范数的新概念, 然后给出了有限频段的界实定理及其对偶形式. 按照模型匹配原则, 将 PID 控制器的设计问题转化为窗口 H∞ 范数优化问题, 通过求解 LMI 得到 PID 控制器参数. 仿真结果验证了设计方法的有效性.