基于动态模型库的多模型切换控制

针对含有有界扰动和模型参数跳变的离散时间系统,提出基于动态模型库的多模型切换控制方法.在模型参数范围未知情况下,利用在线学习的多模型自适应控制算法自动建立多模型,并对模型库中的子模型进行优化.采用具有积分特性的指标函数作为切换准则.在每一采样时刻根据其最小值来选择与实际系统最接近的模型,并将基于此模型的控制器切换为当前控制器.文中证明了该算法能够保证闭环系统的稳定性和跟踪误差的渐近收敛性.计算机仿真结果表明该算法的有效性.     

基于切换和混合策略的多模型自适应控制

混合与切换是多模型控制器的两种主要设计方法,混合控制不能及时响应参数突变,切换控制的暂态响应不理想。因此提出了一种新的多模型自适应控制结构。首先利用各模型子集的中心点值代替未知参数值得到最小误差,并与当前参数估计值得到的误差进行比较,判断参数是否发生跳变。若参数没有发生跳变,采用混合控制;若参数发生跳变,则把参数估计值重构为子集的中心点值,控制器就切换到对应的子控制器,及时响应参数变化。最后的仿真结果表明,在参数发生跳变时,该方法的控制效果较混合控制有明显的改善。     

基于切换机制的多模型自适应混合控制

针对多模型自适应混合控制的性能依赖系统参数估计误差大小的缺点,本文提出了基于切换机制的多模型自适应混合控制.首先对被控系统进行辨识,然后根据参数估计值进行判断.当参数估计值不在最优参数集内时,实行切换策略,重置参数估计值到最优参数集内,用以减小暂态误差,提高暂态性能;当参数估计值在最优参数集内时,实行混合控制,用以平滑过渡过程.文中给出了系统的稳定性和收敛性的证明,最后的仿真实验结果验证了所提出方法的可行性.     

输入有饱和的轧机液压伺服系统的多模型切换控制

针对轧机液压伺服系统随工况变化而存在的弹性负载力和外负载力跳变所引起的结构跳变问题,建立并优化了考虑控制输入饱和特性的、系统连续工作时不同工况下的轧机液压伺服系统被控对象的多模型集.对每一模型采用线性矩阵不等式(LMI)方法设计了抗饱和状态反馈控制器,并制定了整个系统的切换策略,分析了具有饱和输入和外部扰动的切换系统的...     

基于分形测度的非线性系统多模型切换控制

对于一类可局域线性化和多模型表示的非线性系统,模型的切换会对系统的性能产生不利影响,为了减少这些影响,提出了采用分形测度作为切换判据的方法.非线性系统在平衡点处进行线性化后,可建立非线性系统的线性化切换模型.在此基础上,计算用于描述实时运行点与平衡点之间距离的欧几里德范数及其分形测度.考虑到系统过渡过程中该范数波动较大...     

基于动态优化模型集的多模型自适应控制

针对多模型自适应控制的传统算法中固定模型集无法准确覆盖对象的不确定域的问题,提出了一种新型的能够在线动态优化模型集的方法。该方法能够在线自动添加、删除以及修改模型集中的模型,有效地控制模型数量以及优化模型集,使模型集对不确定域进行精确覆盖,并且在系统运行的稳定阶段可以停止优化模型集的动作,从而大幅减少计算量。该方法在优化控制性能的同时不会过分增加系统运算负担,仿真实验表明了此算法的优越性。     

一类时变系统的多模型切换动态调节控制算法

当被控对象参数所在的不确定区域未知时,多模型切换调节等控制算法虽然最终可以使系统达到期望特性,但随着不确定区域的增大,系统需要增加大量的模型才能满足快速性等方面上的要求.因此,为了实现一类时变系统在只增加少量模型时便能够满足期望控制性能的目标,提出了多模型切换动态调节控制算法.此算法在不确定区域内分配若干上层模型,在双切换机制的监督下,利用动态分配方法,在最优上层模型所在的子区域分配出若干下层模型,在与自适应模型的协作中,设计最优控制器,保证了系统的暂态和稳态响应.在数值仿真与故障卫星系统的仿真研究中,结果表明了多模型切换动态调节算法在暂态性能方面优于多模型切换调节算法,并验证了此算法的有效性.     

基于在线优化的切换多模型自适应控制

介绍了切换多模型控制方法，针对多模型方法中子模型数量过多的问题，提出一种基于模型集在线优化方案的多模型自适应控制算法，并对其实时性进行讨论，该方法能减少子模型数量，降低计算复杂度，缩短系统的采样间隔，计算机仿真结果表明，该方法在控制精度，计算复杂度等方面均优于采用固定模型集的切换方案。     

近空间飞行器的多模型切换控制

针对受到扰动的变机翼后掠角近空间飞行器,研究一类基于多模型切换的多输入多输出非线性系统的模糊自适应鲁棒控制器的设计问题.通过构造公共Lyapunov函数设计系统的控制器,采用动态面控制方法避免了控制器设计中的计算膨胀问题,利用自适应模糊系统和鲁棒控制项在线消除系统中的未知干扰影响.仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于多队列切换的SDN拥塞控制

由于传统网络缺乏对转发队列的直接控制,并且难以保证链路利用率和服务质量(QoS),针对这一问题,本文提出基于多队列的SDN拥塞控制算法。该算法对链路数据流量设置多个阈值,当某一链路流量突增达到设定阈值时,控制器立即启动相应的拥塞控制机制。根据数据流的优先级,自适应增加高优先级队列的带宽,适当减小低优先级数据队列的带宽,保障高优先级数据顺利传送。实验结果表明,该方法能有效减少网络拥塞,优化数据流的QoS。     

基于模糊规则的多模型控制方法在AUV航向控制中的应用

本文研究了基于模糊切换规则的多模型控制方法,通过模糊切换实现了多控制器集的平滑切换,各局部控制器可以采用常规或智能控制规律设计。并在环境干扰条件下,以航向控制为例,对AUV进行航向跟踪,对比基于单一模型下设计的控制器：仿真结果验证了该控制方法具有很好的控制性能和鲁棒性。     

基于神经网络的非线性多模型自适应控制

针对一类非线性离散动态系统,设计了一个自适应控制方案。为了保证在任意时刻均能为被控的动态系统选择最好的控制器,方案基于输入输出数据为系统定义一个线性预测模型,并在此基础上设计能够保证闭环系统所有信号有界的线性鲁棒自适应控制器,同时定义一个非线性预测模型,再基于径向基神经网络设计一个旨在提高系统控制性能的非线性自适应控制器。通过比较2个控制器预测的系统输出性能,设计合理的开关切换规则。控制方案能将系统稳定性控制和性能优化的控制分离并单独实现,使得系统能在保证稳定性前提下,借助神经网络控制器良好的追踪能力有效提高自适应控制效果。最后通过仿真例子说明了系统稳定和提高输出追踪效果可以同时得到保证。     

基于可行模型集合方法的多模型切换控制

对含参数跳变的一类具有有界干扰的多输入多输出系统,为改善系统的瞬态响应性能,采用由多个固定模型和两个自适应模型组成的多模型,并引入切换指标函数构成多模型切换控制器。为克服多模型方法计算量大的缺点,采用可行模型集合方法,给出了可行模型应满足的必要条件。应用这一必要条件,对系统的多个模型进行检验,可快速缩小模型可行集合的范围,再通过切换指标函数,在可行模型集合中选择正确的控制器,从而在不降低系统响应性能的前提下,提高计算速度。     

具有大不确定性对象的分层切换控制方法

针对大模型不确定性对象的控制问题,提出了一种基于鲁棒控制理论的多模型分层切换控制方法.为减少覆盖不确定性需要的模型数量,采用多个乘性不确定模型来描述对象,并应用LMI方法设计控制器集合.考虑鲁棒控制中常用系统增益来度量不确定性,设计了一种基于不确定性增益估计的切换指标函数,并据此将控制器集合中合适的控制器连接到反馈回路中.理论分析表明系统BIBO稳定,且具有一定的扰动抑制能力.仿真实验结果验证了控制方法的有效性.     

基于鲁棒控制理论的多模型分层切换控制

A new hierarchical switching control system of multiple models based on robust control theory is designed for some plant with large uncertainties. The model set and controller set are designed by robust control theory and the characteristics of robust control system are taken into account. A new kind of switching index function by estimating uncertainty is designed. Furthermore,stability of the closed system is analyzed by the small gain theorem in the sense of exponentially weighted L2 norm. And simulation is done on a plant with both parameter uncertainty and unmodeled dynamics. Both theoretical analysis and simulation results show that this new hierarchical switching control system can control the plant with large uncertainties effectively and has good performance of tracking and stability.     

基于控制器切换的涡扇发动机转速调节及安全保护

本文通过多个控制器间的切换改善了航空发动机加速过程的动态性能,并在转速过高时加以保护。首先,根据航空发动机控制系统模型利用区域极点配置方法对于每个子系统设计一个H∞输出跟踪控制器,并且设计滞后切换规则,使发动机高压转子转速既能快速跟踪参考加速曲线又能保证较小超调,同时由于滞后切换规则的存在避免频繁切换造成的执行机构不必要的损耗;然后设计安全保护控制器及事件触发的切换机制,在高压转子转速过高时保护转速使其不超过最高转速边界,保证飞行安全;最后通过数例仿真验证了本文方法的有效性。     

多层次多模型预测控制算法的模型切换方法研究

针对多层次多模型(Multi-hierarchical multi-model, MHM)预测控制系统的模型切换问题, 在分析各通道非线性程度对模型层次切换以及层次 间模型切换过程对系统动态特性的影响的基础上, 提出了一种新的模型切换方法. 并将此方法应用到多输入多输出pH 中和过程, 仿真结果表明, 该方法有效地改善了系统工况大范围跳变时的动态性能.