基于模糊控制磁流变车辆半主动悬架的时滞研究

时滞导致磁流变减振器可控阻尼力的不同步实施,因而降低了车辆半主动悬架的性能与稳定性.基于半主动悬架临界时滞理论的分析,建立了含有时滞的磁流变半主动悬架的数学模型与含有时滞的悬架传递函数,为其控制系统的时滞研究提供了理论依据;并在模糊控制策略的基础上,对控制系统进行时滞补偿.研究表明进行时滞补偿的系统改善了悬架性能.     

结构振动半主动控制系统的时滞补偿研究

时滞导致控制力的不同步实施,不仅降低控制系统的性能,而且会使动力系统不稳定。针对这个实际问题,本文对时滞补偿及时滞对控制系统的影响进行了研究。控制律采用现代最优控制方法设计,采用移项法补偿时间滞后。数值结果表明,所提控制方法能够较好地控制系统的峰值响应,而且能够保证控制系统的稳定性。     

随机时延网络控制系统的优化控制

对具有不确定信息传输时延的网络控制系统的优化控制方法进行了研究。首先应用时间戳的BP神经网络对时延加以预测并建立了加热炉网络控制系统的数学模型。基于时间乘误差绝对值积分最小优化策略,给出了一次优化的设计方法,并导出相应的离散状态方程式。基于最优状态反馈提出的二次优化方法进一步提高了控制系统动态性能。最后的仿真和实验结果表明,提出的控制策略能有效地改善系统静态和动态特性。     

磁流变减振器半主动悬架的系统时滞

时滞导致磁流变减振器可控阻尼力的不同步,降低了车辆半主动悬架的性能及其稳定性,因此时滞问题是近年来半主动悬架的研究热点之一。基于RD-1005-3磁流变减振器的响应特性,在半主动悬架临界时滞理论分析的基础上,建立含有时滞的磁流变半主动悬架的数学模型与传递函数,分析时滞对悬架幅频特性的影响;通过对临界时滞数值解的分析,为磁流变半主动悬架控制系统的时滞研究提供理论依据。在模糊控制策略的基础上,运用Smith预估补偿控制对系统进行时滞补偿,并在Matlab中进行仿真分析。对搭建的单质量磁流变半主动悬架系统进行台架试验,仿真和试验数据均表明进行时滞补偿的系统很好地改善了悬架性能。     

基于预测控制的网络时延补偿策略研究

针对网络控制系统(NCS)中的时延问题,在分析网络时延特性的基础上,本文提出对系统采用预测控制策略进行时延补偿.为克服网络控制系统中时钟不易精确同步的问题,该策略用易于测昔的网络往返时延代替不易单独测量的前向时延和后向时延,不但采用MATLAB/TrueTime仿真工具箱对实际系统进行了仿真研究,还使用网络实验控制平台对实际的电机控制系统进行了实验研究.仿真和实验结果表明,该策略可以对网络时延进行精确补偿,保证网络控制系统具有良好性能.     

具有动态质量辨识与补偿功能的直线电机直接驱动进给系统

介绍了采用直线电机直接驱动的机床进给系统,提出了解决动态质量变化引起的系统性能劣化的方法.基于直线电机的控制原理,推导出直线电机驱动系统动态质量辨识和补偿的方法,对控制系统进行了仿真分析并在实际系统中进行了实验.     

网络化运动控制系统中调度与控制协同设计的研究

网络化运动控制系统是资源受限（带宽、时限）的系统,其控制性能不仅取决于控制算法而且与信息的调度密切相关。本文提出了网络化运动控制系统的典型结构,并对网络化运动控制系统中的调度问题作了综述。最后提出了基于网络调度的调度与控制协同设计的研究方法．     

基于Internet的实时控制系统研究综述

介绍了基于Internet的实时控制系统的基本概念及研究动态。阐述了各种Internet网络特性测量方法及其特点。总结了基于Internet实时控制系统的建模及稳定性分析方法。重点回顾了各种控制策略的研究进展,包括预测控制、鲁棒控制、模糊控制、随机最优控制、先进PID控制。最后,给出了基于Intemet的实时控制在液压与气动领域的应用实例,并展望了其应用前景。     

Anti-Windup变结构自适应PID控制在航空相机位角控制系统的应用

航空相机位角控制系统在大给定行程条件下易出现积分Windup现象,从而影响系统的动态性能。为了提高位角控制系统在大给定输入条件下的动态响应性能,提出采用基于Anti-Windup的变结构自适应抗饱和PID控制法来设计位角控制系统。采用主副串级双回路的位置控制策略,在速度内环采用了基于Anti-Windup的变结构自适应PID控制的补偿环节,并采用基于实数编码遗传算法的PID整定方法对速度内环PID初始参数进行整定,参数选取最优指标时对超调采取惩罚功能,使位角控制系统在大给定行程输入下仍能达到比较满意的性能。实验表明:采用基于AntiWindup的变结构自适应PID控制的控制策略,避免了位角反射镜在检焦结束后的回位阶段进入饱和状态,使回位调整时间缩小了35.7%,提高了检焦结束后大行程回位的速度。     

舵机动态系统耦合补偿控制分配策略

为降低舵机动态特性引起飞行器各操纵面对控制分配指令的跟踪误差,提出了一种动态耦合补偿策略。考虑3种典型的舵机,基于增益补偿的思想分别设计了动态调节控制律,证明了离散状态下控制律的有效性;利用线性矩阵不等式方法,给出了混合优化控制分配问题中加权矩阵存在的充分条件,并在此基础上设计了耦合补偿虚拟舵指令的控制分配器。仿真结果表明该方法能够有效避免部分操纵面出现不必要的饱和,具有良好的自适应性能和跟踪性能。     

迭代控制在动态电压恢复器控制策略中的应用

根据动态电压恢复器(DVR)控制系统设计的要求,提出了基于迭代控制的前馈控制方法.经仿真实验验证,该方法可在稳态下较好的补偿谐波电压,提高了DVR控制系统的动态响应速度.     

改进重复控制方法在并联型有源电力滤波器中的应用研究

有源电力滤波器的电流控制器设计直接影响电流谐波的补偿效果,采用比例积分PI控制跟踪交流信号时存在静差,而基于内模原理的重复控制在特定频率处有无穷大的增益,能够实现电流无静差跟踪,但系统动态响应速度慢。因此,该文提出将PI前馈控制与重复控制相结合的改进重复控制方法。该方法能够对电流进行无静差跟踪,且对系统谐波具有较好的抑制效果。通过Matlab/Simulink仿真软件和APF装置验证了系统对电流谐波具有较高的补偿精度且系统的动态性能较好。     

Force control compensation method with variable load stiffness and damping of the hydraulic drive unit force control system

Each joint of hydraulic drive quadruped robot is driven by the hydraulic drive unit (HDU), and the contacting between the robot foot end and the ground is complex and variable, which increases the difficulty of force control inevitably. In the recent years, although many scholars researched some control methods such as disturbance rejection control, parameter self-adaptive control, impedance control and so on, to improve the force control performance of HDU, the robustness of the force control still needs improving. Therefore, how to simulate the complex and variable load characteristics of the environment structure and how to ensure HDU having excellent force control performance with the complex and variable load characteristics are key issues to be solved in this paper. The force control system mathematic model of HDU is established by the mechanism modeling method, and the theoretical models of a novel force control compensation method and a load characteristics simulation method under different environment structures are derived, considering the dynamic characteristics of the load stiffness and the load damping under different environment structures. Then, simulation effects of the variable load stiffness and load damping under the step and sinusoidal load force are analyzed experimentally on the HDU force control performance test platform, which provides the foundation for the force control compensation experiment research. In addition, the optimized PID control parameters are designed to make the HDU have better force control performance with suitable load stiffness and load damping, under which the force control compensation method is introduced, and the robustness of the force control system with several constant load characteristics and the variable load characteristics respectively are comparatively analyzed by experiment. The research results indicate that if the load characteristics are known, the force control compensation method presented in this paper has positive compensation effects on the load characteristics variation, i.e., this method decreases the effects of the load characteristics variation on the force control performance and enhances the force control system robustness with the constant PID parameters, thereby, the online PID parameters tuning control method which is complex needs not be adopted. All the above research provides theoretical and experimental foundation for the force control method of the quadruped robot joints with high robustness.     

基于执行器部分失效的网络化控制系统完整性研究

针对一类具有马尔可夫特性时延的网络化控制系统,考虑系统参数不确定性的影响,基于时延T-S模糊模型建立数学模型,通过构造离散Lyapunov函数,推证出了确保网络化控制系统在执行器部分失效时具有鲁棒完整性的充分条件,并以求解LMIs给出容错控制器的设计方法.最后通过仿真验证了文中所述方法的可行性和有效性.     

一类网络控制系统的稳定性分析

在基于多包传输的网络控制系统中,传感器采用时间驱动,控制器和执行器采用事件驱动.假定传输时延可以忽略,则整个网络控制系统可以描述为一个具有N个事件的异步动态系统.该文针对受控对象状态均可测,控制律采用输出反馈的情况,利用双线性矩阵不等式方法,讨论了网络控制系统指数稳定的问题,并给出了稳定性的充分条件,最后通过仿真实验加以验证.     

Asynchronous update based networked predictive control system using a novel proactive compensation strategy

Networked predictive control system (NPCS) has been proposed to address random delays and data dropouts in networked control systems (NCSs). A remaining challenge of this approach is that the controller has uncertain information about the actual control inputs, which leads to the predicted control input errors. The main contribution of this paper is to develop an explicit mechanism running in the distributed network nodes asynchronously, which enables the controller node to keep informed of the states of the actuator node without a priori knowledge about the network. Based on this mechanism, a novel proactive compensation strategy is proposed to develop asynchronous update based networked predictive control system (AUBNPCS). The stability criterion of AUBNPCS is derived analytically. A simulation experiment based on Truetime demonstrates the effectiveness of the scheme.     

基于改进模型预测控制的加热炉温控系统研究

模型预测控制具有鲁棒性强、跟踪快速性好等特点,能够解决复杂工业过程控制中的大时滞问题。该文提出了一种改进的模型预测控制器,基于事先设定的期望响应,实现参考轨迹在预测时域内最大限度地渐进期望轨迹,使系统响应能够准确地跟踪期望轨迹。该文以硅单晶体加热炉为控制对象,分别采用PID、DMC和改进DMC三种控制方法进行预测控制。仿真结果表明改进的DMC控制方法比传统的预测控制方法具有更好的动态响应性能和跟踪效果。     

电液伺服加载系统四连杆机构控制器设计

该文针对飞机起落架电液伺服加载过程中非线性传动机构的动态特性进行分析。确认在动态加载过程中因四连杆机构的非线性特性造成的系统动态跟踪效果不佳的具体原因,基于逆系统的思路找到了一种非线性数学模型与PID控制器结合的控制方法。采用模型预测的方法对系统进行误差补偿。使用简化了的电液伺服作动系统数学模型与该控制方法进行MATLAB/simulink仿真。使用此方法大大提高了起落架加载系统的动态跟踪性能。     

动态称重系统计量误差的动态校正

本文讨论了称重系统在动态称重过程中产生计量误差的多种原因,提出了一种能改善动态称重系统性能、提高其测量精度的新的方法。该动态校正方法建立在动态补偿原理的基础上并且应用了一个模糊控制器。文中详细讲述了所使用的模糊控制器动态校正算法,相应的称重系统样机,并给出实际动态称重的结果。     

H∞ non-fragile observer-based dynamic event-triggered sliding mode control for nonlinear networked systems with sensor saturation and dead-zone input

This paper considers the problem of robust non-fragile observer-based dynamic event-triggered sliding mode control (SMC) for a class of discrete-time Lipschitz nonlinear networked control systems subject to sensor saturation and dead-zone input nonlinearity. First, an improved dynamic event-triggered scheme (DETS) in consideration of sensor saturation is proposed to reduce the number of data transmission. Next, a non-fragile observer is designed to estimate the system state, which facilitates the construction of the discrete sliding surface. By using a reformulated Lipschitz property, the error dynamics and sliding mode dynamics are modeled as a unified linear parameter varying (LPV) networked system with time-varying delays. Then, based on this model, sufficient conditions are established to guarantee the resulting closed-loop system to be asymptotically stable with a given disturbance attenuation level. Furthermore, an observer-based event-triggered SMC law is designed to drive the trajectories of the observer system onto a region near equilibrium point in a finite time in the presence of dead-zone input nonlinearity. Finally, two practical examples are employed to demonstrate the effectiveness of the proposed method.