切换非线性系统采样控制的研究现状与进展

切换非线性系统由于其广泛的工程应用背景以及重要的理论研究价值引起各行业学者的广泛关注.近年来,随着计算机技术的快速发展,切换非线性系统采样控制问题成为研究热点.对目前切换非线性系统采样控制领域的研究现状进行综述.首先介绍了切换非线性系统的基本问题,并梳理了切换非线性系统几个常用控制方法的基本思想.然后从时间触发采样控制和事件触发采样控制两个方面对切换非线性系统采样控制的国内外研究现状进行了论述.最后进行了总结并提出切换非线性系统采样控制领域未来值得关注的研究方向.     

多液压缸采样臂同步运动控制的设计与实现

针对移动式煤炭采样车上多液压缸采样臂的结构、功能及其技术要求,分析了液压采样臂采样工作时各液压缸的运动规律和控制难点.为解决采样臂的多液压缸联动以实现终端执行件采样头的位置和角度控制问题,通过软件建立采样臂三维模型,对采样臂采样时各液压缸的运动轨迹进行仿真规划,提出并使用一种基于Simotion C240的虚拟主轴同步的方法,实现多液压缸同步控制.所提出的方法成功地应用于某型号煤炭采样车的控制,满足了自动采样过程中螺旋采样头定点定角度采样的动作要求,取得了实际的应用成果.     

计算机控制系统中采样周期的确定

计算机控制是一种采样离散控制,它是根据采样时刻的输入量来计算控制量.因此,采样周期在计算机控制系统中是一个重要参数,会对系统会产生多方面的影响,合理的选择采样周期就非常重要.     

一类非线性多自主体系统的实用脉冲一致性

针对一类非线性多自主体系统,研究基于实用脉冲控制的一致性协议设计问题.引入脉冲调制间歇控制策略,利用峰值很大,持续时间很短的信号代替理想脉冲信号,设计实用脉冲一致性协议.首先给出一类连续―间歇型实用脉冲协议.利用李雅普诺夫函数方法,图论和间歇控制理论,证明了在该协议下,多自主体系统可以实现渐近一致性.在连续—间歇型实用脉冲协议实施中,需在控制作用区间连续量测自主体状态.针对此局限,提出了采样―间歇型实用脉冲协议.通过采样和间歇控制理论,建立了多自主体系统实现渐近一致性的充分条件.进一步地,分析了当控制作用区间等于采样周期时,采样—间歇型实用脉冲协议退化为周期采样控制协议,而当控制作用区间趋于0时,其退化为脉冲控制协议.揭示了所提出的采样―间歇型实用脉冲协议同周期采样控制协议,脉冲控制协议之间的关系.     

基于圆形参数域和重要性采样的三维模型网格重建

给出了一个基于参数化和重要性采样的网格重建算法.算法搜索一条切线将三维模型表面切分成一片碟形表面,并将其参数化到二维单位圆中.根据模型的曲率信息和参数化的扭曲度生成一张控制图.利用蓝噪声采样算法对用控制图调制后的采样密度采样得到离散采样点.通过对采样点进行平面三角化并将其映射回三维空间实现了三维网格重建.实验证明,该方法有效地改善了参数化的扭曲度,并能得到具有自适应性的高度规则网格.     

双率系统极点配置自校正控制算法

针对控制输入频率是输出采样频率整数倍的双率系统,研究了极点配置自校正控制方法.由于双率采样数据系统存在未知的采样间输出(即损失输出),所以传统输入输出等周期单率系统极点配置自校正控制方法不适用于双率系统.为了解决这一困难,本文直接利用双率输入输出数据估算系统模型参数和采样间输出,进一步把估计的模型参数代入极点配置方程,通过求解多项式Diophantine方程.推导了被控系统控制律,给出了双率极点配置自校正控制算法.一个仿真例子说明双率系统极点配置算法的控制效果.     

使用重采样点扩展模型的传递函数调整方案

提出一种传递函数的调整方案--ESTF. 该方案基于重采样点扩展模型,把传统的基于重采样点的传递函数扩展为基于重采样段的传递函数,对重采样段内的光学属性进行提前计算.在绘制中将重采样段而不是重采样点作为融合的基本单位,在计算重采样段光学属性过程中引入滤波器概念.实验结果表明:ESTF在低采样、超采样情形下对体绘制结果质量均有提高和加强,低采样情形下效果尤其明显.另外,ESTF与不同滤波器的结合为绘制结果的质量控制提供了灵活性.     

变采样网络控制系统的最优保性能控制

研究了一类不确定时延网络控制系统的最优保性能控制问题.针对线性时不变控制对象,控制器和控制对象采用时间-事件驱动,系统成为变采样网络控制系统,考虑在不确定时延小于或者等于一个变采样周期时,基于动态输出反馈对变采样网络控制系统进行建模,利用线性矩阵不等式研究了系统的保性能控制,并设计了保性能控制率和最优保性能控制率,最后给出实例表明在最优保性能控制率的控制下系统稳定.     

基于观测器的一类连续非线性系统的采样控制

首先使用反演方法分别设计了系统的连续时间状态反馈控制器、连续时间观测器和基于连续时间观测器的连续时间控制器. 接下来, 利用零阶保持法对连续时间状态反馈控制器进行离散化, 获得了状态反馈采样控制器; 利用零阶保持法对基于连续时间观测器 的连续时间控制器离散化, 获得了基于连续时间观测器的采样控制器; 利用Euler法对连续时间观测器离散化, 同时利用零阶保持法对控制器离散化, 从而获得了采样观测器和基于采样观测器的采样控制器. 本文论证了上述状态反馈采样控制器和基于连续时间观测器的采样控制器可以保证闭环系统渐近稳定, 而基于采样观测器的采样控制器可以保证被控对象的状态是有界的, 其最终边界依赖于设计参数与采样周期. 最后, 通过选择适当的采样周期, 完成了闭环采样控制系统的设计. 一个船舶航向控制的例子表明应用本文 所提方法设计出的三种采样控制器具有良好的控制效果.     

线滞后系统的控制算法比较

本文介绍了用于时滞系统的Smith预估补偿控制、采样PI控制和预测控制方法的原理,并对一阶纯滞后对象,采用Matlab工具对其控制性能进行仿真比较.仿真结果表明,Smith预估补偿算法在滞后被控对象模型已知的情况下能够取得较好的控制效果,而在模型参数未知或不准确情况下,适合采用采样PI控制或预测控制.     

引用广义保持器的采样系统——结构性质与自适应鲁棒控制

研究一类线性时变不确定系统的采样控制.分析了采用的广义保持器和离散化系统 的结构性质,提出了考虑微处理器主频和字长的自适应鲁棒采样控制方案,证明了闭环系统 的稳定性.针对倒摆系统进行了计算机仿真研究.     

基于Shannon小波的报幕机器人轨迹控制

针对报幕机器人提出了基于小波采样理论的轨迹控制方法.首先,建立了轮式报幕机器人运动学模型,并给出了运动学约束.然后,基于Shannon小波采样理论,构建了小波抽样函数.并根据机器人报幕时的行走轨迹,给出了二次样条曲线轨迹控制方法.通过实验证明该方法简单、可靠,成功实现了轨迹控制.     

基于因特网的运动控制系统中变采样过程的研究

基于因特网的运动控制系统多采用时间驱动方式,由于采样周期与时延的不匹配,在报文接收端会出现空采样和多采样现象,这些采样现象使系统变得更难控制.提出事件-时间驱动方式,即采样周期要随着网络环境的变化而变化.不但对该驱动方式下的采样信息处理方法进行研究,而且提出了相应的网络时延补偿方案.理论分析和实验结果证明该方法可在任何因特网环境下实现运动控制的任务.     

基于CPLD的高速脉冲信号采集系统设计

介绍了一种基于CPLD(复杂可编程逻辑器件)的高速脉冲信号采集系统的设计与实现方案.该系统最大的特点是对离散脉冲信号的幅值进行采样,采样过程完全由CPLD控制,无需CPU干预.采用VHDL语言与模块化的设计思想设计了A/D采集控制模块、数据存储控制模块、微处理器接口模块,实现了多个串行ADC的同步脉冲采样与数据的实时存...     

考虑通信时滞和采样周期的电力系统负荷频率控制

针对电力系统负荷频率稳定控制问题,本文提出了一种时滞/采样相关的离散负荷频率控制(LFC)方案.首先,考虑通信网络传输时滞和反馈信号采样周期对系统的影响,建立闭环电力系统LFC模型.然后,基于建立的LFC模型,利用双边闭环Lyapunov泛函和LMI技术,提出了低保守性的时滞/采样相关稳定准则和控制器设计方法,确保所提控制方案能在一个较大的通信时滞和采样周期条件下保持电力系统稳定运行.最后,通过单区域和三区域电力系统验证所提方法的有效性.仿真结果表明,所设计LFC方案比现有其他LFC方案的控制性能更佳,鲁棒性更强,并且能在一定大小的通信时滞条件下提升电力系统的动态性能.     

非线性时变时延系统的模糊采样最优控制

针对非线性时变时延系统,采用输入时延和自由权重矩阵方法研究模糊采样最优控制问题.应用T-S模糊系统表征非线性系统,控制器是零阶保持采样信号.由线性矩阵不等式给出最优控制准则,所设计的模糊采样控制器在闭环系统渐近稳定意义下可保证期望最优控制性能.最后,通过卡车拖车系统实验验证模糊采样控制设计方案的可行性.     

非线性系统的鲁棒采样控制

研究在汽车转向控制中遇到的、具有输出约束的一类非线性不确定系统的鲁棒采样 控制和鲁棒采样最优控制问题,结果表示为一些矩阵不等式.最后基于线性矩阵不等式,给出 了一个迭代算法和算例.数值计算实例证明了该算法的有效性.     

基于CPLD和AD9248的高速采集系统的设计与实现

设计了一个基于AD9248和CPLD的高速数据采集系统,通过CPLD实现的状态机来控制AD9248的采样,同时把采样数据实时地转存到由SRAM组成的本地大容量存储器中.整个数据采集系统可实现双路信号的50M以上实时采样.     

时钟分配芯片在高速并行数据采集中的应用

目前单片ADC很难同时实现高速和高精度采样,而多片ADC交替采样是提高系统采样率的一种有效方式。假设单片ADC的采样率为f,利用M片ADC进行并行采样,理论上可以把采样率提高到f.M。其中,采样时钟控制是多片ADC并行采样的关键技术之一。本文通过时钟分配芯片AD9510控制采样时钟,采用ADI公司的4片ADC芯片AD9481把实时采样率提高到单片采样率的4倍,即1GHz。     

无线传感器多点组网大气采样器设计

为研究空气污染物扩散情况,基于学习型无线遥控传感器,采用气体直接采样法设计了一种多点组网的便携式大气采样器.可实现灵活多变的大气污染监测采样,对大气污染扩散研究提供有效样本.通过学习型无线遥控传感器的学习功能,实现了多采样器同步采样和延时采样灵活控制,完成采样器组网.采用脉宽调制(PWM)方式调整采样器的采样速度,采样速度0.1～0.8 L/min可调.对该采样器进行了测试,测试结果表明:设计的大气采样器达到预定指标,可以实现大气可靠自动采样.