基于微分几何的带钢热连轧活套解耦控制

带钢热连轧机活套系统是一个耦合的多输入多输出的非线性系统。针对活套系统的解耦控制问题，提出了基于微分几何的解耦控制方法。微分几何方法利用微分几何中的局部变换来研究系统的基本特性，是处理非线性多变量系统解耦问题的有效数学工具；建立了活套系统的数学模型，利用微分几何方法，通过非线性状态反馈对热连轧活套进行了解耦控制，并针对活套系统实例进行了仿真研究。仿真结果表明，该控制算法具有较好的解耦效果，有效地提高了活套系统的控制效果。     

热连轧机活套控制系统的研究与发展

综述了国内外在板带热连轧机活套的高度和张力控制,作为一个互相耦合的双输入双输出的多变量控制系统,不断改进的过程及最新的研究成果。在给出传统的活套控制方法的基础上,重点介绍了各种活套高度及张力的解耦控制方法,主要包括;互不相关活套控制,活套最优多变量控制,以及建立在Ｈ∞理论基础上具有扰动补偿器的活套互环相关控制系统。     

热连轧机活套控制系统的研究与发展

综述了国内外在板带热连轧机活套的高度和张力控制,作为一个互相耦合的。输入双输出的多变量控制系统,不断改进的过程及最新的研究成果。在给出传统的活套控制方法的基础上,重点介绍了各种活套高度及张力的解藕控制方法,主要包括：互不相关活套控制、活套最优多变量控制,以及建立在H∝理论基础上具有扰动补偿器的活会互不相关控制系统。     

带钢热连轧活套系统的NNMSAC解耦控制

针对现代带钢热连轧中活套系统的解耦控制问题,提出了基于神经网络简单自适应多变量解耦控制方法（NNMSAC）。该方法运用简单自适应理论结合了神经网络技术用于多变量系统。着重描述了该控制算法的结构和原理,给出了参数选择原则和设计方法,并针对活套系统实例进行了仿真研究。仿真结果表明,这种控制算法具有实现简单,解耦效果好的特点,有效地改进了活套系统的控制效果。     

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．     

活套系统的神经网络离散变结构控制

针对带钢热连轧中活套系统的解耦控制问题,提出了神经网络交结构多变量解耦控制方法.通过将活套高 度和张力复合控制系统看成高度和张力两个独立的控制系统,将二者的耦合关系当作扰动来处理,根据全阶滑模交 结构控制理论,分别对这两个系统设计控制器.利用两个径向基神经网络来保证滑态可达条件的满足.最后用 Matlab对活套多变量耦合控制系统进行仿真研究,结果表明解耦后的活套控制系统可获得更好的控制效果.     

活套系统的神经网络离散变结构控制

针对带钢热连轧中活套系统的解耦控制问题,提出了神经网络变结构多变量解耦控制方法.通过将活套高度和张力复合控制系统看成高度和张力两个独立的控制系统,将二者的耦合关系当作扰动来处理,根据全阶滑模变结构控制理论,分别对这两个系统设计控制器.利用两个径向基神经网络来保证滑态可达条件的满足.最后用Matlab对活套多变量耦合控制系统进行仿真研究,结果表明解耦后的活套控制系统可获得更好的控制效果.

     

一种热连轧活套多变量控制方法及仿真分析

针对双输入双输出耦合活套控制系统,提出了一种新的多变量控制方法。该方法将活套控制问题视为双输入双输出随动系统渐近跟踪问题,通过建立活套控制系统状态空间模型,采用多变量极点配置方法配置活套控制系统的期望闭环极点,以实现期望性能指标。该方法计算简单,物理概念清晰,克服了常规解耦控制器设计复杂,计算繁琐的弱点。仿真结果表明,系统不仅具有较好的动态性能和稳态性能,而且有很强的鲁棒稳定性。     

液压活套多变量系统的建模及积分变结构控制

为了实现热连轧中活套高度与张力系统的解耦控制, 需对具有非线性、强耦合、不确定、多约束特性的活套系统建立工程上适用的数学模型. 通过对活套系统动态耦合过程的分析, 在工作点附件, 结合伺服阀和液压缸的模型, 建立起液压活套系统的动态数学模型. 采用积分滑模变结构多变量解耦控制策略以减弱系统的耦合影响, 提高控制效果. 仿真结果验证了本算法的有效性, 表明解耦后的活套控制系统可获得更好的控制效果.     

板带热连轧机活套高度和张力系统的解耦控制

针对板带热连轧机活套的高度和张力控制系统,给出一种新的多变量解耦控制策略。通过逆Ｎｙｑｕｉｓｔ曲线对我占优性的强弱判定其耦合程度,并采用伪对角化方法使补偿后的活套高度和张力控制系统具有角占优的特性。最后用Ｍａｔｌａｂ中的系统仿真工具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效果。     

独轮自平衡机器人双闭环非线性PID 控制

针对竖直飞轮独轮自平衡机器人系统,提出一种用于独轮自平衡机器人的平衡及运动控制的双闭环非线性PID控制方法(DLNPID),并给出了该控制方法稳定性的证明.该控制方法是具有横滚倾角内环、俯仰倾角内环和前向位移外环的双闭环控制,其中每个控制环均由非线性PID控制器(NPID)构成.实验结果表明,所提出的基于非线性PID的双闭环独轮自平衡机器人控制方法具有比线性方法更好的鲁棒性能.     

高阶不确定系统的线性串级自抗扰控制

自抗扰控制是我国著名学者韩京清原创的先进控制技术,本文针对自抗扰控制(ADRC)在高阶系统应用中控制器设计和参数整定问题,提出了串级自抗扰控制(CADRC). CADRC把高阶被控对象分解为含确定性部分和含总扰动的低阶部分的串联组合,采用由内环和外环组成的串级控制系统来完成控制.该CADRC方案的内环采用内模控制,外环采用经典ADRC.外环ADRC的被控对象是一个等效的低阶系统,可以采用带宽法进行整定,而内环的内模控制采用高阶低通滤波器进行回路成形设计和参数整定.仿真研究表明,所提出的方法是有效的,具有良好的工程应用前景.     

Nonlinear adaptive control using the Fourier integral and itsapplication to CSTR systems

This paper presents a new nonlinear adaptive tracking controller for a class of general time-variant nonlinear systems. The control system consists of an inner loop and an outer loop. The inner loop is a fuzzy sliding mode control that is used as the feedback controller to overcome random instant disturbances. The stability of the inner loop is designed by the sliding mode control method. The other loop is a Fourier integral-based control that is used as the feedforward controller to overcome the deterministic type of uncertain disturbance. The asymptotic convergence condition of the nonlinear adaptive control system is guaranteed by the Lyapunov direct method. The effectiveness of the proposed controller is illustrated by its application to composition control in a continuously stirred tank reactor system.     

基于功率控制的三相电压型PWM整流器控制器设计

提出基于功率控制的三相电压型PWM(pulse width modulation)整流器控制器设计方法。根据能量守恒原理建立的VSR(voltage source rectifier)数学模型可通过忽略回路电阻及电感充放电所消耗的能量等效成线性定常系统。系统外环采用电容储能控制,内环采用电流控制,同时引入直流负载功率补偿,实现对电容储能变化率的直接控制。电流内环采用前馈解耦PI(proportional-integral)控制,将内环等效成一阶惯性环节。电容储能外环采用PI控制,利用代数分析及根轨迹分析,提出外环PI参数的设计方法。VSR系统整体等效为二阶系统。仿真结果表明：本文所提出的控制器设计方法能使得VSR达到优异的性能。     

Transfigured loop shaping controller and its application to underwater vehicle

1 Introduction It is di?cult to directly design the controller for an underwater vehicle using a H∞ standard problem. This is because there is a pole at the origin in the mathe- matical model[1]. A Loop shaping method can be used to design a H∞ robust controller so as to solve this problem, however, the output response to step inputs results in large overshoot when applied practically. It is not very e?ective to solve this problem by iterative tuning of weighting functions, because this re…     

The dynamic compliance and its compensation control research of the highly integrated valve-controlled cylinder position control system

The highly integrated valve-controlled cylinder (HIVC) is the joint driver in the hydraulic drive legged robot motion process, with the inner-loop-control-based outer loop dynamic compliance control method of the hydraulic system adopted. Yet the dynamic compliance of the HIVC position inner loop control has effects on the accuracy of the outer loop dynamic compliance control. Therefore, the dynamic compliance parallel composition theory of the HIVC position inner loop control is presented and its dynamic compliance is analyzed in this paper, based on the HIVC position control nonlinear mathematical model. Moreover, the multiple parallel branch dynamic compliance compound compensation control method is also designed and the dynamic compliance parallel composition is rearranged. The experimental results indicate that adopting the compensation control method can decrease the dynamic compliance of the HIVC position control system dramatically, which would provide the inner loop dynamic compliance compensation control method of the robot with high accuracy and high robustness.

     

Global set stabilization of the spacecraft attitude control problem based on quaternion

In this paper, we develop a global set stabilization method for the attitude control problem of spacecraft system based on quaternion. The control law that uses both optimal control and finite‐time control techniques can globally stabilize the attitude of spacecraft system to a set of equilibria. First, for the kinematic subsystem, we design a virtual optimal angular velocity. To obtain the global minimum of the performance index, this optimal angular velocity is only discontinuous in initial values. It can be regarded as a combination of open loop control and closed loop control. Then for the dynamic subsystem, we design a finite‐time control law that can force the angular velocity to track the virtual optimal angular velocity. It is proved that the closed loop system satisfies global set stability in the absence of disturbances. In the presence of disturbances, the system trajectory will converge to a neighborhood of the equilibrium set. Rigorous analysis shows that by introducing finite‐time control techniques, the closed loop system possesses a better disturbance rejection property. The control method is more natural and energy‐efficient. The effectiveness of the proposed method is demonstrated by simulation results. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

A state-feedback approach to event-based control

This paper proposes a new method for event-based state-feedback control in which a control input generator mimics a continuous feedback between two consecutive event times. The performance of the event-based control system is evaluated by comparing this loop with the continuous state-feedback loop. An upper bound of the difference between both loops is derived, which shows that the approximation of the continuous state-feedback loop by the event-based control loop can be made arbitrarily tight by appropriately choosing the threshold parameter of the event generator.     

膀胱肿瘤恒温热灌注治疗模拟设备的控制实验研究

众所周知,对实际被控对象的模型辨识是进行良好控制的重要前提。本论文研究了一种开环辨识方法。被辨识的对象是膀胱恒温热灌注治疗仪模拟设备,对该对象进行了开环飞升曲线测试,根据记录的输出曲线,采用改进的面积法对被控过程的一阶惯性加时滞模型进行参数估计,得到被控对象的传递函数。然后,根据所得到的过程模型,进行PID参数整定并进行了闭环的控制试验。实验表明,此方法具有较好的辨识精度,对测量噪声不敏感,闭环控制实验也表明了该控制系统的可行性。     

棒材连轧机立式活套的调试与控制

分析了立式活套的力学原理并给出了调试原则,介绍了挑套辊的气动回路和活套高度的测量方法,说明了活套控制过程的各个阶段。