卡尔曼滤波器在球杆系统噪声抑制中的应用

建立球杆系统模型并分析系统中噪声,采用卡尔曼滤波器来克服球杆系统中的测量噪声和控制噪声对控制性能的影响,并在MATLAB环境下进行对比仿真实验,验证了滤波器对噪声的有效抑制作用.     

与非合作目标交会的多约束有限时间最优控制

针对拦截卫星的末端轨道拦截任务,研究了基于状态反馈的轨道控制器设计方法.考虑系统参数不确定性,建立了相对运动模型.同时考虑系统有限时间二次型性能指标、控制输入限幅和极点配置,提出了多约束条件的控制器设计问题并给出了控制器的设计方法.该方法采用线性不等式技术,根据Lyapunov稳定定理推导出控制器存在的充分条件,并将控制器的设计转化为一个凸优化问题进行求解.仿真结果表明,设计的控制器能够使系统稳定,并且能在获得最优系统有限时间性能的同时满足控制输入限幅和极点区域限制.     

基于最优保性能控制的互联大系统实例研究

将最优保性能控制应用于互联大系统的控制器设计中,对一个13工位自动化设备的互联大系统采用离散增量建模,得到近似线性模型,测定模型参数并估计系统不确定项的界限．通过一组线性矩阵不等式的可行解问题来设计这类具有控制输入约束的离散不确定线性系统的二次保性能控制器．再求解一个凸优化问题,得到系统的最优保性能反馈控制器．仿真结果表明该控制器控制效果优于传统的最优控制方法．     

非线性系统的多模型鲁棒控制器设计

在互质分解框架下,定义了闭环系统中算子的图及其鲁棒边界的概念,并给出了反馈系统稳定的充要条件.通过对非线性系统中多个平衡点的线性化模型进行最优鲁棒控制器设计,使之具有最大的广义稳定裕度.将各线性闭环系统的鲁棒稳定边界用于对子控制器输出信号的加权,从而得到全局控制器的输出.仿真实验表明,该方法不仅可以较好地跟踪设定值,而且具有较强的抗干扰能力.     

超椭球体稳定域的鲁棒控制

在L. H. Keel, R. M. Biernacki等人鲁棒稳定控制领域的基础上,提出了超椭球体稳定域的概念,并利用它设计出了鲁棒控制器。其主要思想是:给定控制器的初始空间,在此空间中寻找最优控制器使得系统的名义模型具有最大超椭球体稳定域。检验其稳定域是否包含系统的摄动域。如满足,则这控制器就是要寻找到鲁棒控制器。否则,扩大控制器的空间,继续上述的寻优过程,直至求得优化鲁棒控制器。     

基于LuGre模型的反演自适应滑模ABS控制

针对车辆紧急制动过程中增加车辆行驶安全以及寻求最优刹车策略的要求,对车辆稳定控制系统中防抱死制动系统进行研究,提出一种基于LuGre动态轮胎模型的防抱死制动系统的反演(backstepping)自适应滑模控制方法.首先,构建结合LuGre动态轮胎模型的1/4车辆模型,应用实际轮胎数据拟合LuGre模型参数.其次,利用纵向动力学和滑移率的关系搭建控制系统模型设计反演自适应的滑模控制器,在自适应控制器作用下快速跟踪期望滑移率并改善系统的输出抖动,根据Lyapunov稳定性理论对该方法的稳定性进行了证明.最后,在良好路面和低附着路面上进行车辆紧急制动仿真实验,对该方法的可行性及有效性进行验证.     

基于神经网络的模型跟随控制方法

提出了一种用于数学模型未知多变量系统的模型跟随神经元控制方案,该方案利用神经网络逼近非线性映射的能力及学习能力实现系统对参考模型的,以达到优化控制的目的.同时,提出了一个模型优化学习控制算法,利用该算法获取作为神经元控制器训练样本的最优模型跟随控制律数值解.将模型跟随神经元控制方法用于一个造纸机网前箱的多变量过程,获得了良好仿真研究结果.     

一类线性系统可靠H∞控制

针对线性定常系统,采用连续增益故障模型,提出了考虑执行器故障的可靠H∞控制问题.通过对具有执行器故障线性定常系统的分析,利用LMI分别给出了次优可靠H∞控制器和最优可靠H∞控制器存在的充分条件.通过比较,进一步看出对系统进行最优可靠H∞控制器设计的必要性.     

二阶时滞系统PI控制器稳定参数集快速算法

PID控制是自动控制中应用最广泛的一种控制方法．针对工业控制过程中普遍存在的二阶时滞系统，通过在kp-ki平面上绘制稳定边界线，给出了快速计算PI控制器所有稳定参数集的方法，并且给出了系统开环不稳定情形下稳定PI控制器的存在必要性条件．通过在该稳定参数区域上进行性能指标寻优，可以得到满意控制器设计性能指标要求的PI控制器参数区域．仿真实例表明了该方法的优越性，为控制系统的控制器设计提供了一个简单高效的设计方法。     

航天器非线性神经元控制方法研究

针对航天器控制问题,提出了一种非线性动态逆与状态反馈控制相结合的神经元控制系统设计方案,并成功的将其应用于登月舱软着陆过程的控制问题.该方案包含两部分:①应用神经元网络通过学习建立被控系统的非线性动态逆模型,实现被控非线性系统的线性化;②在线性化模型的基础上构造系统的神经元最优状态反馈控制器.本文给出的仿真结果显示出神经计算学在航天器控制问题中所具有的潜在能力.     

基于粒子群优化的PID伺服控制器设计

针对耦合和非线性永磁同步电机（PMSM）控制器优化设计的难题,提出了基于粒子群优化（PSO）算法的比例、积分和微分(PID)控制器的优化设计方法.结合PSO的基本原理和PMSM伺服系统的控制策略,给出了优化PID控制器设计的步骤.考虑到综合评价系统的各项性能指标,在优化过程中引入了新的模糊汉明距离的评价策略.同时对遗传算法（GA）和PSO算法优化结果进行对比研究.仿真和实验结果表明,该方法能搜寻到最优或次最优的参数空间,并能取得比GA更好的空间解.优化得到的PID控制器速度响应快、超调量小,有效地提高了伺服系统的动态性能.     

基于神经网络的滚动时域优化控制

将神经网络逆模型控制方法与滚动时域优化控制技术相结合,提出了具有预测能力的基于神经网络的滚动时域优化控制方案。给出了控制器的结构设计及实现算法,并将其用于非线性不确定系统的控制,仿真实验表明,该控制器具有良好的非线性控制性能。     

基于模糊推理的模糊自适应励磁控制器

在线性最优励磁控制器的基础上，通过模糊推理提出了一种模糊自适应励磁控制器的设计方法．所设计的模糊自适应励磁控制器能根据发电机运行点的变化不断修正自己的参数，从而具有很强的鲁棒性．由于控制器的反馈增益来源于线性最优控制，因此，控制器还具有一定的最优性和稳定性．对一个单机一无穷大系统进行的数字仿真结果表明；用本文提出的模糊自适应励磁控制器能有效地改善系统的劝态品质．     

基于H_∞混合灵敏度的主汽温控制系统的研究

火电厂主汽温控制系统具有大惯性、大迟延以及扰动因素多的特点,被控对象在工况发生大范围变化时,数学模型会随之发生很大变化(包括时间常数,增益和阶次)。对此制定了新的控制方案,提出了主汽温控制系统的H∞混合灵敏度设计方法。通过选择合适加权函数,利用MATLAB鲁棒控制工具箱得到H∞最优控制器,进行仿真计算,结果表明设计的主汽温控制系统具有较好的鲁棒稳定性和动态品质。     

Intelligent PID controller based on ant system algorithm and fuzzy inference and its application to bionic artificial leg

A designing method of intelligent proportional-integral-derivative(PID) controllers was proposed based on the ant system algorithm and fuzzy inference. This kind of controller is called Fuzzy-ant system PID controller. It consists of an off-line part and an on-line part. In the off-line part, for a given control system with a PID controller,by taking the overshoot, setting time and steady-state error of the system unit step response as the performance indexes and by using the ant system algorithm, a group of optimal PID parameters Kρ, Ti^* and Td^* can be obtained,which are used as the initial values for the on-line tuning of PID parameters. In the on-line part, based on Kρ, Ti^* and Td^* and according to the current system error e and its time derivative, a specific program is written, which is used to optimize and adjust the PID parameters on-line through a fuzzy inference mechanism to ensure that the system response has optimal transient and steady-state performance. This kind of intelligent PID controller can be used to control the motor of the intelligent bionic artificial leg designed by the authors. The result of computer simulation experiment shows that the controller has less overshoot and shorter setting time.     

鲁棒稳定控制器设计的变形Riccati方程方法

对于一类线性不确定系统,利用变形Riccati 方程给出了一种设计鲁棒稳定控制器的新方法.此方法计算简单,所设计的控制器实现方便,而且对于标称系统还是最优的。     

PMSM的二自由度PID控制

为了在运动控制系统中实现对传统PID控制的有效改进，提出了针对交流永磁同步电动机的二自由度PID控制算法，给出了一般和简化的二自由度控制器结构图及设计方法.该方法有效地解决了PID控制难以兼顾跟踪性能与抗扰性能的缺陷，使得系统在运行过程中，控制器输出可以保持动态最优.对于小惯性的PMSM系统进行了仿真，仿真结果表明：该方案对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性，并具有良好的动、静态性能.     

基于NCD模块的柴油机调速系统的参数优化

应用MatLab中的NCD（Nonlinear Control Design）outport模块，对柴油机调速系统中的PID参数进行优化设计．通过仿真获得了一组较好的PID参数，有效地改善了柴油机调速系统的性能，所得结果可作为实际调速系统参数整定的依据．     

一种设计鲁棒稳定控制器的新方法

对于一类线性不确定系统，利用变形Ｒｉｃａｔｉ方程给出了一种设计鲁棒稳定控制器的新方法。此方法计算简单，所设计的控制器实现方便，而且对于标称系统还是最优的