基于ECA 规则的仿真系统研究设计

分析冷连轧仿真系统的主动性需求，结合数据库在仿真系统中的作用，提出基于主动数据库的仿真系统设计。对主动规则的原理和执行进行分析，给出了基于主动规则——ECA规则的仿真系统的设计和运行机制，用ECA规则描述应用系统执行操作和事件处理，完成系统的主动性行为。并以冷连轧仿真系统中物料跟踪在一机架前的事件动作为例，运用ECA规则进行设计。     

一类双线性系统的最优跟踪控制问题

针对一类具有二次型性能指标的双线性系统的最优跟踪控制问题,提出了一种通过逐次逼近法设计最优控制律的近似方法。首先将状态向量含有时滞的双线性系统的最优跟踪问题转化为最优调节问题;然后利用逐次逼近算法,将既含有时滞项又含有超前项的两点边值问题转化为不含时滞项和超前项的线性两点边值问题族,得到调节系统的最优控制律,并可以通过截取最优控制序列的有限项得到调节系统的前馈-反馈次优控制律。最后,将最优控制问题转化为最优跟踪问题。仿真结果表明,此方法达到了较好的跟踪效果。     

网络控制系统跟踪问题的研究

基于实际应用和学术发展的需要，研究了网络控制系统的跟踪问题。将时变时延转化为固定时延，并进行一个等价变换；对于等价变换后的网络控制系统，设计最优跟踪控制律。证明了该变换不改变系统的能控性和能观性；推导了最优控制律存在的条件。在最优控制律存在的条件下，证明了此最优控制律能使系统最后的跟踪误差为零。仿真试验表明，该方法设计的控制律可以使系统实现跟踪控制。     

八辊五机架冷连轧控制系统

本文以八辊五机架冷连轧控制系统为研究对象,首先,针对八辊五机架冷连轧控制系统的基本结构组成情况进行了简要分析,在此基础之上研究了八辊五机架冷连轧控制系统的主要功能实现情况,旨在于为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助,通过控制功能的发挥,促进八辊五机架冷连轧系统综合运行质量与连轧操作水平的有效提升。     

针对时变轨迹的非线性仿射系统的鲁棒近似最优跟踪控制

针对非线性连续系统难以跟踪时变轨迹的问题,本文首先通过系统变换引入新的状态变量从而将非线性系统的最优跟踪问题转化为一般非线性时不变系统的最优控制问题,并基于近似动态规划算法(ADP)获得近似最优值函数与最优控制策略.为有效地实现该算法,本文利用评价网与执行网来估计值函数及相应的控制策略,并且在线更新二者.为了消除神经网络近似过程中产生的误差,本文在设计控制器时增加一个鲁棒项;并且通过Lyapunov稳定性定理来证明本文提出的控制策略可保证系统跟踪误差渐近收敛到零,同时也验证在较小的误差范围内,该控制策略能够接近于最优控制策略.最后给出两个时变跟踪轨迹实例来证明该方法的可行性与有效性.     

基于LMI方法的板形板厚综合系统的H∞跟踪控制器设计

针对板带材轧制是一个复杂的非线性过程，板形控制(AFC)和板厚控制(AGC)又是相互耦合的一个综合系统等特点，该文建立了工作点线性化的冷连轧板形板厚离散化状态空间模型；将H∞跟踪控制问题转化为标准的H∞控制问题，并应用LMI(Linear Matrix Inequality)方法设计了板形板厚H∞跟踪控制器。仿真结果证明了此H∞控制系统具有良好的鲁棒稳定性、自适应跟随和抗扰性能，其控制效果优于传统的解耦PID控制。     

未知参数非线性系统的自适应广义预测控制

研究非线性系统的稳定性和跟踪优化问题,针对未知参数非线性系统的参数辨识和输出跟踪问题,给出参数自适应广义预测控制方法,为使辨识模型能实时反映被控对象特性以及输出对设定值的跟踪有较高精度.提出将非线性系统转化为受控自回归滑动平均模型,根据输入输出数据辨识模型参数.采用广义预测控制滚动优化的策略得出最优控制律,将最优控制律作用于对象实现非线性系统的优化控制以及系统输出对设定值的跟踪控制.明显克服了自适应控制对模型精度要求高的缺陷且具有在线辨识,滚动优化的特点.最后,通过仿真实例验证了方法的有效性.     

冷连轧计算机控制系统组成与功能分析

以计算机控制为基础的综合自动化系统是冷连轧生产控制的核心。随着电气、设备、计算机EIC（Electric、Instrument＆Computer）整合系统中新技术的不断开发，使得冷连轧生产效率及带钢的产量和质量得到显著提高。本文分析了冷连轧生产控制过程中具有不同功能的计算机系统的组成和功能。     

五机架冷连轧过程控制实时仿真系统

冷连轧是轧钢过程的一个重要方面,由于设备、加工材料和成本等因素的影响,进行有关轧制过程的实验带有很大的风险,因此建立相应的仿真系统有十分重要的意义,本文研发了一个结构简单,使用方便,有一定开放性的五机架冷连轧过程控制实时仿真软件,为控制与优化方法在冷连轧过程控制中的应用研究提供了良好的仿真环境。     

Buck型变换器输出跟踪的自适应动态规划算法

本文采用自适应动态规划算法研究了Buck型DC–DC变换器系统的输出跟踪问题.首先构造一个误差系统,并定义含跟踪误差和控制代价的性能指标;然后,利用自适应动态规划算法得到Buck型变换器系统的最优控制,使得含有跟踪误差和控制代价的性能指标达到最优.接着,利用该算法研究了网络环境下的Buck型DC–DC变换器系统的输出跟踪问题.该算法避免了代数求解Riccati方程,求解简洁快速.最后,仿真实验验证了该算法的有效性.     

拓扑切换下IT2 T-S模糊非线性多智能体系统全局逆最优控制

针对连续非线性多智能体系统的全局最优协同控制问题,本文提出了模糊输出反馈和逆最优方法的分布式一致性最优控制律和相应的控制策略.首先,通过一种区间2型T-S (interval type 2 Takagi-Sugeno IT2 T-S)模糊模型将非线性系统等价转化为线性系统.其次,基于逆最优方法设计了全局最优协同控制律和相应的模糊输出反馈控制策略,智能体间仅仅通过局部通信,即可实现拓扑切换下非线性多智能体系统的二次性能全局最优控制,且系统的收敛速度大大提高.基于局部稳定性理论给出了全局逆最优控制的充要条件.最后,通过MATLAB算例验证所提方法的正确性和可行性.     

一种非线性离散动态投入产出系统的最优控制

阐述了基于动态投入产出模型的最优控制理论,并对当前国内外的研究成果进行了对比研究。在分析其优缺点的同时,针对非线性离散动态投入产出系统的特点,提出了一种动态投入产出系统最优控制的逐次逼近方法。此方法首先将系统的最优控制问题转化为非线性两点边值问题族,然后通过构造线性两点边值问题族,将非线性两点边值问题转化为非齐次线性两点边值问题族;得到的最优控制律由精确控制项和非线性补偿项两部分组成,精确控制项可以通过求解Riccati方程求出其精确解,非线性补偿项由逐次逼近法求解一族线性伴随向量方程的解序列求得;最优控制律的最终目标是在规划期内使实际产出尽可能地与理想产出接近。实验仿真测试表明,采用逐次逼近法获得了非线性离散动态投入产出的最优系统控制,从而为最优控制问题的有效解决提供了参考和借鉴。     

Closed Loop Optimization of Fixed Configuration Systems†

For the majority of all dynamic systems open loop optimal control generally results from optimization theory whereas a closed loop control is normally desired. By accepting a degradation in performance a closed loop control termed ‘ specific optimal control ’ can be obtained. A series of experiments were performed investigating this type of sub-optimal control. It was found that although the proper choice of the control parameter leads to easily implemented closed loop controls, there are major drawbacks to its use. The coefficients in the control law ore highly dependent upon the final time T, the system parameters, and the initial state of the system. Furthermore, the performance of the system was found to be a function of the algebraic form chosen for the control law. To determine the most optimum control law entails performing a series of computer experiments. This last difficulty may be circumvented in part by embedding the specific optimal control problem in an identification problem. Results of the experiments in this research indicate that this procedure is feasible.     

双时滞系统的故障诊断和动态最优容错控制

对含有状态时滞和控制时滞的线性时滞系统, 研究系统发生不可直接测量的传感器故障和执行故障时的故障诊断和最优容错控制问题. 首先基于时滞系统的线性变换, 利用Riccati矩阵方程和Sylvester方程设计了故障情况下的最优容错控制律, 并证明了最优容错控制律的存在唯一性. 然后通过构造一种新的含有故障的增广系统的降维状态观测器, 实现了故障的实时在线诊断和系统状态的观测, 解决了最优容错控制的物理不可实现问题. 最后利用故障诊断的结果给出了物理可实现的动态最优容错控制律. 仿真实例验证了故障诊断方法和动态最优容错控制方法的可行性和有效性.     

时滞双线性系统的最优跟踪控制

研究带有时滞项的双线性系统的最优跟踪控制.依据求解规律转化成两点边值问题.通过采用迭代逐次逼近法,能够得到收敛与原系统最优控制律的序列.由于控制律含有外系统变量导致控制律物理不可实现,则采用状态重构解决这一问题.仿真结果表明该方法对解决这类问题有较好的鲁棒性及快速性.     

Compensation of plant variations in optimal control systems

Control of a linear plant, with bounded control input, may be implemented by constructing a control law generator which produces the optimal control as a function of the state variables. If the plant parameters differ from their nominal values, then maintaining optimal control by changing the control law generator is inconvenient since the control law is usually nonlinear. It is shown that in certain cases optimal control can be maintained without changing the control law generator. This is accomplished by using a linear transformation of state variables as the input to the control law generator. The variations of the plant are compensated for by changing the linear transformation. The conditions under which this is possible are established in this paper. The advantage of this system is that a change in a linear function is easier to implement than a change in a nonlinear function. It is shown how this system can be incorporated into an adaptive system which compensates for plant variations.     

Robust and optimal attitude control of spacecraft with disturbances

In this paper, a robust and optimal attitude control design that uses the Euler angles and angular velocities feedback is presented for regulation of spacecraft with disturbances. In the control design, it is assumed that the disturbance signal has the information of the system state. In addition, it is assumed that the disturbance signal tries to maximise the same performance index that the control input tries to minimise. After proposing a robust attitude control law that can stabilise the complete attitude motion of spacecraft with disturbances, the optimal attitude control problem of spacecraft is formulated as the optimal game-theoretic problem. Then it is shown that the proposed robust attitude control law is the optimal solution of the optimal game-theoretic problem. The stability of the closed-loop system for the proposed robust and optimal control law is proven by the LaSalle invariance principle. The theoretical results presented in this paper are illustrated by a numerical example.     

具有正弦扰动的时滞系统前馈-反馈次优控制:灵敏度法

研究线性时滞系统在外部正弦扰动作用下的前馈-反馈最优减振问题,提出了一种最优控制律的灵敏度设计方法．通过引入灵敏度参数并围绕它展开幂级数,将系统的最优控制问题简化为不含超前项和时滞项的两点边值问题族．通过截取最优控制级数的有限和获得原系统的前馈-反馈次优控制律．仿真结果表明,与经典状态反馈最优控制相比,本文的算法更加鲁棒,能更加有效地抑制正弦扰动．