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.     

使用低阶参考模型的离散多变量MRACS

本文提出了一种高阶被控对象跟随低阶参考模型的离散多变量模型参考自适应控制系统(MRACS)的设计方法,它利用数字滤波器将系统降阶,通过求解p个一次代数方程而确定的自适应控制输入信号,能够使多变量被控对象的每个多输入单输出(MISO)子系统的输出渐近收敛到对应的单输入单输出(SISO)低阶参考模型的输出,提出的自适应控制器不仅避免了引进正反馈和辅助信号,而且实现了自适应解耦控制,仿真结果表明该控制器具有较好的控制性能。     

基于精确线性化的MIMO双线性系统预测函数控制

针对典型多输入多输出双线性系统, 提出了基于非线性过程精确反馈解耦线性化的预测函数控制方法这是一种分层的控制策略, 首先设计一个静态的非线性状态反馈, 使得闭环系统是输入输出解耦和线性的;然后设计一组单输入单输出预测函数控制器, 下层为上层预测函数控制提供一组单输入单输出模型, 而上层预测函数控制以其固有的鲁棒性来补偿参数变化和解耦线性化的近似性, 并以纸机加压网前箱为例进行了仿真实验, 结果是令人满意的.     

倒立摆系统自适应高阶微分反馈控制

利用提取的系统高阶微分信息,提出了自适应高阶微分反馈控制器.某种程度上该控制器不依赖于单输入单输出(SISO)非线性仿射系统的模型.并且分析了闭环系统的稳定性和鲁棒性.通过将摆角方程的位移加速度看作是控制输入,将倒立摆系统转化成相互影响的两个SISO仿射系统,从而用两个串级高阶微分反馈控制器成功地实现了倒立摆系统的镇定与调节.数字仿真表明,控制器对摆的基准模型实现了较为满意的控制,而且该控制方法对非线性摩擦项,对摆长、摆质量、小车质量等参数变化以及外扰动具有强鲁棒性.     

多变量系统的最小方差控制

使系统输出值偏离给定值的方差为最小的控制叫最小方差控制。K.J.Astrom给出单输入单输出系统的最小方差控制规律。L.Keviczky等和卢桂章等分别讨论了多变量系统的最小方差控制,他们将Astrom所用的模型推广到多变量的情况。A.K.Sinha用脉冲传递函数矩阵来讨论这个问题,他用使传递矩阵主对角占优的方法将多变量系统简化为若干个单输入单输出系统,然后采用Astrom的方法建立最小方差控制规律。本文采用脉冲传递矩阵模型,提出最小方差控制的另一种控制算法。     

单输入单输出系统的模糊无模型自适应控制方法

根据无模型自适应技术的特点,提出了一种模糊无模型自适应控制方法.并对该方法的特点进行了分析.仿真结果表明,该方法原理简单、控制效果好,可应用于各种单输入单输出控制系统.     

一种多输入单输出Hammerstein系统的集成辨识方法

针对多输入单输出(MISO)Hammerstein系统提出了一种稳态与动态辨识相结合的集成辨识方法.该方法利用稳态信息获取稳态模型的强一致性估计,并通过稳态模型以神经网络获得其非线性逼近函数,再利用动态信息辨识获取多输入单输出(MISO)Hammerstein系统的线性子系统未知参数的一致性估计.仿真结果表明了该方法的有效性和实用性.     

单输入单输出系统的无模型自适应控制方法

根据数列理论中的折半查找原理,提出了一种无模型自适应控制方法,并对该方法的特点进行了分析,仿真结果表明,该方法原理简单、控制效果好,可广泛应用于各种单输入单输出自动控制系统。     

基于RBF神经网络的改进多变量预测控制

针对一类多输入多输出非线性被控对象,提出一种基于单神经网络的预测控制算法,应用RBF神经网络对非线性系统进行辨识,并计算被控系统多步预测输出值.该方法通过对传统预测目标函数加以改进,给出一种带微分项的多步预测目标函数,通过迭代寻优实时给出优化控制量.该方法实时性好,简化了传统预测控制算法,加快了滚动寻优的速度,有效地抑制了系统惯性和输入时滞所带来的超调,减小了模型误差、干扰及不确定性对控制器的影响.仿真及应用结果表明了该方法的有效性.     

基于非线性静态反馈解耦的三容系统PI控制

三容系统实验台是模拟多容器流程系统的多输入多输出、时变、强耦合、非线性的实验系统。采用一种基于非线性静态反馈的解耦方法进行三容实验系统的液位控制,当系统满足一定的务件时,可以寻找到一个输出与等效新输入之间的线性微分方程关系,然后再选择合适的状态反馈形式即可使该非线性系统解耦。经解耦,三容系统可分解为两个相互独立的单输入单输出线性子系统,对每个这样的子系统可以采用PI控制。给出了应用的实验结果和与没有使用解耦的PI控制方法的比较：     

Stability and analysis of iterative learning system using frequency domain method

This paper adopts a reinforcement learning control using frequency domain method for a SISO system with friction and input-saturation process. Based on the two-dimensional system theory, the proposed method investigates the robust stability criteria of the SISO iterative learning control system (ILCS) using frequency domain methods. The restrictive conditions for the stability of the ILCS are also derived. A design procedure for the ILCS is outlined. A numerical simulation example is given to demonstrate the utilization of obtained results.     

Stability and analysis of iterative learning system using frequency domain method

This paper adopts a reinforcement learning control using the frequency domain method for a SISO system with friction and input saturation process. The proposed method, which is based on two-dimensional system theory, investigates the robust stability criteria of the SISO iterative learning control system ({ILCS}) using frequency domain methods. The restrictive conditions for the stability of the {ILCS} are also derived. A design procedure for the {ILCS} is outlined. A numerical simulation example is given to demonstrate the utilization of obtained results.     

SISO线性系统的滑模变结构状态范数控制

在线性系统滑模控制理论的基础上,给出了对于一般SLSO线性系统状态范数控制的形式,提出了状态范数的控制器结构。基于李亚普诺夫稳定性理论证明了状态范数控制系统的闭环稳定性。然后分别针对状态范数控制器与趋近率控制和单位向量控制进行了数值仿真的分析与比较,结果说明状态范数控制综合了趋近率控制和单位向量控制各自的优点,控制信号抖振更小,闭环系统稳态性能有了一定改进。     

基于Volterra级数模型的非线性系统自适应控制稳定性研究

研究一类单输入单输出非线性系统的自适应控制问题, 这类系统能用有限阶离散Volterra级数模型表示. 采用递推最小二乘算法进行参数估计, 并通过解高次方程得到控制律. 结合反馈型Volterra级数系统的局部L稳定理论, 证明了算法的局部收敛性质. 通过对一个化工连续搅拌反应器 (CSTR)的过程控制进一步验证了该算法的有效性.     

基于特征模型自适应方法的一类最小相位非线性系统稳定性分析

在特征建模理论中,由全系数自适应控制器组成的闭环系统是一个非常复杂的混合系统,采用传统自适应框架难以进行分析,因此,稳定性分析一直是该领域的一个难点.本文以一类最小相位、相对阶为2的单输入单输出(SISO)高阶非线性系统为例,通过一种新的特征建模方法,把高阶混合系统变换为一个含有稳定未建模误差的、参数有界慢时变的采样间接自适应控制问题,并利用基于欧拉近似离散化模型的采样系统稳定性分析方法进行了系统分析.该方法可进一步推广到任意相对阶的SISO或多输入多输出(MIMO)系统甚至无限维最小相位系统中去.     

控制方向未知的SISO非仿射系统间接自适应模糊输出反馈控制

针对一类单输入单输出(SISO)非仿射非线性系统控制方向未知时出现的控制器奇异问题,提出了一种间接自适应模糊控制方案.利用中值定理将非仿射系统转化为仿射系统,通过模糊逻辑系统逼近该仿射系统中的未知函数,并构造模糊控制器,同时利用Lyapunov稳定性定理设计自适应律,最终克服了控制器的奇异问题;在此基础上,通过构造观测器估计跟踪误差,设计输出反馈自适应模糊控制器,解决了状态不可测时系统控制器设计难题,采用Lyapunov稳定性定理证明控制器能使得跟踪误差收敛同时闭环系统所有信号均有界.仿真结果验证了所设计控制方案的可行性与有效性.     

受扰动2-D线性时变系统的迭代学习控制

利用2-D系统理论的Roesser模型,给出了受扰动的线性时变离散系统迭代学习控制(ILC)问题的一种解决方法.对系统所受的已知扰动,给出其学习律参数的选取范围以及仅经一次迭代就能实现输出完全跟踪期望轨迹的参数选取方法;对系统所受的未知扰动,首先对SISO系统提出其学习律存在的条件及参数选取方法,进而推广到MIMO系统中,提出MIMO系统学习律的参数选取方法.最后给出两个数值例子进一步说明所得结果的有效性.     

基于逆系统的三自由度直升机内模控制设计

三自由度直升机模型系统是一个典型的非线性、高阶次、多变量、强耦合的多入多出系统,通过数学推导很难获得其逆模型,利用神经网络对任意连续函数很强的逼近能力与逆系统的思想相结合的方法获取三自由度直升机模型系统的逆模型,同时也将一个多入多出、强耦合的非线性系统转化为几个相对独立的单入单出的线性系统。采用内模控制的方法设计控制器,实现对高度角和横侧角的跟踪控制,MATLAB仿真结果表明该方法具有较好的控制效果,半实物仿真也说明该方法的可行性。     

用sisotool实现经典控制系统的设计与仿真

sisotool是MATLAB中一个图形用户界面的设计工具,可用来分析和调整SISO反馈控制系统.文中介绍了MATLAB7.0.1中的控制系统工具箱所提供的sisotool,并用该工具设计了经典控制系统.导入系统的模型后就能自动显示根轨迹图和伯德图,用鼠标可以直接对屏幕上的对象进行操作,并且与sisotool动态连接的可视分析工具LTIviewer马上显示出设计结果,从而实现了经典控制系统的设计与仿真的可视化操作.示例表明,sisotool使得经典控制系统的设计变得更简便、更直观,给经典控制系统的设计带来更高的效率和更好的质量,具有广阔的应用前景.