锅炉汽温状态反馈控制器的一种设计方法

提出了锅炉汽温状态反馈控制器的一种新设计方法.该方法利用阿克曼算法计算状态反馈控制增益向量,并增加了稳态设计步骤.同时导出状态反馈控制的稳态增益设计公式.应用该方法可在完成动态设计后也完成了稳态设计,从而实现阶跃响应零稳态误差.已完成的仿真试验证明了所提方法的正确性和有效性.     

广义系统的圆形区域极点配置

考虑连续广义系统的圆形区域极点配置问题,采用微分状态反馈的方法设计控制律使得闭环系统正则,无脉冲且闭环极点位于给定的圆形区域内。最后通过数值例子说明了此方法的有效性。     

四轮移动机器人轨迹跟踪的最优状态反馈控制

对具有量测噪声、模型噪声和输入信号干扰的四轮移动机器人轨迹跟踪的最优状态反馈控制进行研究.建立系统的运动学与动力学方程和轨迹生成方程,导出了相应的离散状态方程式,采用卡尔曼滤波器对伴有高斯白噪声的系统状态方程进行了状态估计,提出一种基于李亚普诺夫稳定性的最优状态反馈控制策略.给出了补偿输入信号干扰的自适应算法.仿真结果表明,所提出的控制算法,在四轮移动机器人轨迹跟踪中,能有效地抑制系统的模型、量测和输入信号中的随机噪声和扰动,提高系统的跟踪精度和动态响应速度,使系统具有优良的静、动态特性．     

船舶航向反步自适应控制

针对反步控制算法控制参数多、难整定的问题,经过理论分析提出基于期望指标的二阶系统参数整定方法.将系统变换为二阶系统形式,在选取闭环系统的自然频率、阻尼、闭环系统调节时间与超调量后,确定系统闭环极点,由极点整定了两个关键控制参数,积分增益取值参考PID控制器中积分时间参数的方法整定.在海浪干扰和船舶模型参数出现很大摄动的情况下,对所设计控制器进行了仿真试验,结果表明,所设计的控制器具有很好的鲁棒性,提出的整定控制器参数方法是可行的.     

一种非线性姿态控制律的设计

根据姿态系统的任务要求人为地选定-输出变量,然后应用微分几何方法,将这一输出变量的零阶及一阶Lie导数作为新的状态变量,并给出基于这两个新的状态变量的非线性状态反馈控制律.这样通过非线性状态变换和非线性状态反馈,将飞行器原来的6阶非线性姿态模型部分精确线性化为二阶线性系统.对降阶后的二阶模型使用简单的极点配置方法,并由此确定非线性状态反馈中的反馈系数,从而最终得到非线性姿态控制律.将文中的方法应用于某型飞行器的姿态控制中,仿真结果表明控制效果良好.     

利用状态反馈的极点配置设计双环调速系统的转速调节器

本文以状态方程作为数学模型,构造双环调速系统的状态反馈增益阵,根据期望闭环极点的配置,给出一种计算转速调节器参数的工程设计方法,可以作为电力拖动系统工程设计方法的一个补充。     

单连杆弹性手臂控制研究

本文用状态反馈方法对单连杆弹性手臂进行了控制实验.控制中依赖的模型由哈密顿原理和模态分析法推出.在单连杆弹性臂的实验装置中,用应变片来检测振动信号,微机作为控制器.实验结果表明:加入反馈控制后,对系统的振动抑制是有效的.     

一类不确定网络控制系统的鲁棒容错控制

针对一类具有网络诱导时延和传感器故障或执行器故障的不确定网络控制系统,研究基于不确定状态反馈的鲁棒容错控制器设计方法.针对具有不确定性参数的被控对象模型,考虑网络诱导时延对系统的影响,分别引入传感器失效开关矩阵和执行器失效开关矩阵,建立基于不确定状态反馈控制器的闭环故障网络控制系统模型,采用Lyapunov方法给出闭环故障网络控制系统对传感器失效或执行器失效具有完整性且对参数不确定性具有鲁棒性的充分条件.最后通过仿真实例验证了该方法的有效性.     

深海采矿车的轨迹跟踪控制算法与仿真

根据深海采矿车的运动学模型,考虑随机打滑率等干扰影响,采用分层控制的思想将采矿车的轨迹跟踪控制分为2部分:轨迹跟踪模糊控制器和速度PID控制器.基于连续状态反馈的有限时间控制算法,结合模糊逻辑控制器,设计了一种连续的状态反馈轨迹跟踪控制算法,仿真结果表明了该方法的有效性.     

Delta算子框架下大系统的协同控制研究

本文研究了Delta算子描述的一类线性大系统的协同状态反馈控制问题.首先根据Delta算子描述的独立子系统,通过协同状态反馈控制器给出了互联的闭环控制系统.然后基于线性矩阵不等式技术,给出了系统协同状态反馈稳定控制器及协同状态反馈保性能控制器设计的充分条件,并利用李雅普诺夫稳定性理论证明所提方法的有效性.最后,仿真实例验证了本文算法的有效性和优越性.     

基于模糊逻辑的滑模与状态反馈加权控制

针对小车倒立摆系统,提出了一种基于模糊逻辑的滑模与状态反馈加权的控制方法。倒立摆摆杆角度作为模糊逻辑系统的输入,输出为滑模控制器的加权系数。滑模控制将摆角控制在一个零的邻域内,在邻域内先采用近似的线性化模型来描述系统,然后采用基于极点配置的线性状态反馈来控制系统达到给定值。仿真结果表明,设计的控制器具有良好地跟踪性。     

基于状态反馈线性化法的多馈入高压直流输电系统控制器设计

高压直流输电（HVDC）系统的附加控制器可以改善系统的稳定性。针对多馈入高压直流输电系统,应用非线性控制理论中的状态反馈线性化法设计了直流系统的附加控制器。首先建立了多馈入高压直流输电系统的数学模型,然后推导出稳定控制规律,推导过程中考虑了2条直流系统附加控制的相互影响,最后以一个3机和2条直流线路构成的系统为例进行了仿真研究。研究结果表明：与传统控制器相比,该控制器能更好地改善系统的稳定性。     

基于分数阶自抗扰技术的核电站稳压器压力控制

针对传统PID在复杂的核电站稳压器控制系统中无法获得良好的控制效果的问题,提出了分数阶自抗扰控制器(FOADRC).该控制器将分数阶控制器与自抗扰控制器相结合,不仅具备分数阶控制器的快速与高精度特点,还具备自抗扰控制器的强鲁棒性和抗扰动性能,解决了ADRC技术中非线性状态误差反馈控制律调参较困难的问题.建立的稳压器压力控制的Simulink仿真模型表明,分数阶自抗扰控制器与传统PID控制和ADRC控制相比具有更加优良的性能指标.     

基于稳定性的状态反馈控制系统容错控制策略

针对状态反馈控制系统传感器失效故障模型,提出了基于系统稳定性设计的控制器重构新方法。它是在容错控制器的设计过程中,在故障系统的各内环稳定性分析的基础上,对失稳的内环进行稳定性补偿所得到的线性状态反馈容错应制策略。     

用最优极点配置确定PID参数

本文从逆最优控制问题解决二阶控制系统的PID参数最优整定,导出了最优极点配置所应满足的条件,根据PID参数与带积分顺馈的垒状态反馈阵之间的关系,提出通过在最优配置区配置极点的方法,一次直接整定满足二次型性能指标达到最小的PID最优参数。     

时变发射概率影响下模态受限线性跳变系统非同步控制

针对一类模态受限的线性跳变系统,研究基于时变发射概率方法的非同步控制问题。首先,考虑外界环境因素导致实际系统产生参数、结构变化的现象,引入semi-Markov跳变系统模型描述此类线性跳变系统的状态变化。考虑系统的模态受限现象,使用隐semi-Markov转移概率模型与时变发射概率模型分别描述系统的模态变化以及系统与控制器之间的模态关系。然后,构造非同步静态输出反馈控制器以保障系统的稳定运行。此外,基于Lyapunov稳定性理论与线性矩阵不等式方法,给出闭环线性跳变系统的随机稳定性条件以及控制器存在条件。与传统的基于时不变发射概率的非同步控制方法相比,本文所提的非同步静态输出反馈控制策略能够极大地降低保守性。最后,通过数值仿真算例验证所提非同步静态输出反馈控制器的有效性与正确性。     

计及DoS攻击和通信时滞的电力系统负荷频率控制

针对开放通信网络中的时滞和DoS攻击,本文建立了基于采样特性的电力系统离散负荷频率控制方案。首先计及电力系统的负荷波动情况,在多区域电力系统负荷频率控制系统(LFC)的状态空间模型的基础上,将通信网络中DoS攻击的危害量化为导致输出采样信号连续丢失数,并分别考虑通信网络中通信时滞和输出信号采样特性,建立包含输出状态反馈控制器的电力系统LFC模型。其次基于此模型,利用含有控制命令更新周期、DoS攻击导致的最大采样信号连续丢失数、通信时滞和 稳定指标的双边闭环Lyapunov泛函和LMI技术,提出LFC系统满足一定 指标的稳定准则,并给出离散状态输出反馈LFC控制器的设计及求解方法。最后以单区域和双区域LFC系统为例,进行仿真验证,与已有结果相比,本文方法在保持系统 渐近稳定前提下,能够容忍更大的通信时滞,结果的保守性更低。并得出本文所设计的控制器保证 稳定性能的基础上,对一定能量限制的DoS攻击具有弹性的防御性能。同时求得系统允许最大采样信号连续丢失数,给出此时DoS攻击情况及控制命令更新周期的情况,可以看出DoS攻击必定导致控制命令更新周期增大,而本文所设计的控制器可以在DoS攻击导致的最大采样信号连续丢失数的情况下,仍然保证系统的 渐近稳定。因此本文方案的有效性和优越性得到了验证。     

磁悬浮系统PI状态反馈控制器设计

首先对磁悬浮控制系统的数学模型进行分析,经过合理的线性化,建立了系统的状态空间模型,在此基础上进行了ＰＩ状态反馈控制器的设计,对控制器数字仿真的结果表明,ＰＩ状态反馈设计方法能够得到动态性能优良、稳态无差的控制器,并且悬浮位置输出可直接由参考输入端给定。     

一类具有未知外部扰动的非线性系统全局干扰抑制

研究一类具有外部未知扰动的非线性系统干扰抑制问题。外部未知扰动是由一类未知有界扰动和一类由非线性外部系统产生的非线性扰动构成的,由外部系统产生的非线性扰动是一类具有非谐波的周期扰动。在规范化参数内模的基础上,利用系统状态的变量信息和外部系统的结构信息构造了一个新的内模方程;在标称系统的控制律基础上,进一步构造了一个反馈控制律来保证闭环系统所有信号全局一致有界。仿真结果验证了干扰抑制算法的有效性。     

随机分布系统基于广义H∞控制的PDF跟踪控制

针对非高斯随机系统,提出了基于线性B样条逼近的广义系统建模方法;讨论了这类广义系统基于H∞状态反馈控制器的设计,解决了非高斯随机系统输出概率密度函数（PDF）跟踪控制和干扰抑制问题;基于线性矩阵不等式,得到了该问题H∞状态反馈控制器存在的充分必要条件。最后,运用仿真验证了所提出方法的有效性。