一类切换离散系统的最优控制

为了解决一类切换离散系统最优控制问题,针对系统切换次数固定且性能指标为二次型的情况,基于动态规划原理的思想,将多级决策问题转化为多个单级决策问题.利用遗传算法搜索使性能指标达到极小的切换时刻,得到了切换离散系统最优控制的全局解析解.数字算例验证了算法的可行性,对于此类切换离散系统最优控制问题可以转化为搜索问题得以解决.     

微控制系统在多功能温室大棚中的应用

温室大棚不受地域和环境温度的限制在现代农业技术中越来越重要，提出了一种利用微控制系统(μCS)实现对多功能温室大棚温度、湿度等实施有效检测和控制的方法，以达到棚内空气温度和湿度可调，土壤湿度以及营养成分可控的目的，创造适应不同植物生长需求的环境．介绍了底层硬件的选择、软件的设计、系统的组建以及系统的特点．     

温室大棚气温的空间分布

为研究温室大棚内微气候差异,从影响气候重要起始数据-天文辐射的角度出发,分析了温室大棚气候的太阳辐射量主要决定于辐射光线在水平面投影间夹角;并对北纬近30°地区秋季不同下垫面垂直空间气温分布情况进行了检测,为大棚生产与设计提供准确的基础性数据。     

轮式移动机器人快速轨迹跟踪

为了克服轮式移动机器人响应能力的有限性、保证轮式移动机器人快速跟踪给定的参考轨迹,本文充分利用预演信息(即提前获取的将来参考信息),设计预演控制策略、调节轮式移动机器人的驱动电压来控制机器人,使其快速跟踪给定的参考轨迹.首先,针对运动学模型设计虚拟控制器以保证轮式移动机器人能够渐近跟踪给定的参考轨迹.其次,建立了虚拟控制器的离散时间线性状态空间模型.再次,基于轮式移动机器人的动力学模型和虚拟控制器的线性模型,将轨迹跟踪控制问题等价转化成一个具有已知输入的线性二次调节问题.最后,基于Riccati方程的解,给出了最优预演控制策略的反馈增益.事实上,本文所提出的为虚拟控制器建立线性状态空间模型的方法适用于任意离散信息,这极大地方便了信息的处理与提前使用;另一方面,由于提前使用了参考信息,本文所提的预演控制策略能够快速地跟踪给定的参考轨迹.仿真实验以类正弦曲线为参考轨迹进行跟踪,结果表明:所提控制策略能使轮式移动机器人的速度与轨迹跟踪误差快速地趋于零,验证了所提预演控制算法的有效性.     

基于MSP430的温室大棚温度监测仪设计

本文采用基于MSP430低功耗单片机设计的温室大棚温度监测系统,通过低成本的温敏传感器把温度数据转换为电压信号送给单片机的AD处理模块,单片机把读入的数据进行处理后,送给LCD形成简单的二维图像显示。读入的温度数据如果前后不一致,则存入SD卡中,为后续农业专家系统处理,提供原始数据。经过实际运行,达到了很好的效果。     

基于GA的两轮自平衡小车LQR最优控制器设计

针对传统LQR最优控制器权重矩阵确定困难以及由此导致的响应速度慢等问题,以具有多变量、强耦合、非线性特点的两轮自平衡小车为被控对象,提出了一种通过遗传算法实现LQR控制器参数寻优的方法。选择线性二次型性能指标为目标函数,利用遗传算法的全局优化搜索能力,获取权阵Q的最优解,从而设计状态反馈控制率K,搭建系统动力学模型进行仿真实验。实验结果表明:该方法设计的最优控制器相对于传统的极点配置和LQR方法具有更好的控制效果,系统响应速度更快,超调更小。     

基于二次型性能最优模型参考自适应直流电动机控制系统

本文提出一种模型参考自适应直流电动机的控制方案。参考模型用二次型性能指标最优控制。按李雅普诺夫稳定性理论设计自适应控制器。计算机仿真表明,系统具有很强的自适应能力。与Hans Butler等人提出的方案[1]相比较,设计容易、系统较简单、尤其是系统的调试方便。     

一类网络切换模糊系统的跟踪控制

研究了一类网络切换模糊系统的跟踪控制问题,利用模糊控制理论及Lyapunov函数方法,设计了跟踪控制器和切换律,在此控制器和切换律下,不仅保证了系统渐进稳定,而且使系统跟踪参考状态变量。最后,通过仿真验证了设计方法的有效性和正确性。     

基于AMESim的剪切-闪光对焊机最优控制器设计

剪切-闪光对焊机液压位置伺服控制系统是保证焊接质量的关键环节.文章根据现代控制理论,应用AMESim系统建模和仿真软件建立了该系统的机电液一体化模型和三次型最优控制器模型.对仿真结果的分析表明应用该方法所得到的控制器参数具有良好的动态品质和跟踪性能.     

T=∞跟踪问题的一种解法

跟踪问题是线性系统二次型性能指标最优控制讨论的一个重要应用问题。当终端时间T为有限时，很多文献都给出了适当的解法，但T=∞时的求解还有很多问题值得探讨。本文给出了终端T=∞时预期输出满足一定条件的跟踪问题的一种解法。此种情况可转化为输出调节器问题，并给出了具体的求解方法和例子。     

时间最优开关控制的非线性规划方法

提出单输入非线性时间最优开关控制的非线性规划算法．针对不同的开关控制划分未知时间段，以时间段为变量建立与最优控制等价的非线性规划模型．构造每个未知时间段的等分龙格库塔格式，该格式不但不增加未知变量，而且可构造出不含导数的非线性规划算法．利用龙格库塔格式的收敛性和非线性规划的一阶最优性条件证明该方法的收敛性．最后以实例验证该算法．     

基于模糊PID温湿度解耦控制器的仿真与结果分析

根据温室中各环境因子之间具有相互耦合的关系,结合模糊控制器具有灵活性、适应性强的优点和PID控制器具有高精度的特点,设计了基于模糊PID温湿度解耦控制器,给出了系统仿真分析结果。实现了系统的动态响应曲线超调量小、稳态精度高的要求,能够达到最佳的控制状态．     

水泥养护室温湿度测量控制仪的研制

水泥养护室温湿度测量控制仪采用了模糊控制，主要由单片机、转换器、输出控制电路、显示电路、报警电路、温度和湿度传感器以及加温和加湿电路等组成。     

切换系统优化控制方法研究

针对一类特殊的混杂系统－切换系统的优化控制问题，提出了分段梯度下降优化方法，它是连续系统优化控制梯度下降法的推广，对分段线性切换系统，通过一定变换，可以把切换系统转化成关于特定变量的连续系统，证明了切换系统整体优化控制目标等价于各子模态连续系统的优化目标之和，从而得到切换系统最优控制的梯度下降优化算法，该方法能够有效地得出切换系统优化控制的局部最优解。给出了具体示例，验证了方法的有效性。     

大棚太阳能智能温光调控系统设计

以农业智能为理念,设计了以太阳能为驱动能源的智能温光调控大棚。调控系统由大棚整体框架、太阳能供电模块、光强控制模块和温度控制模块组成。光强控制模块包括百叶窗、光学传感器、单片机控制电路和步进电机,通过检测光的强度,利用单片机控制电路来控制步进电机转动带动百叶窗的转动以实现对光强的控制。而温度是通过温度控制模块来控制的。系统吸收了相关温室大棚的优点,结合自己的设计,并用太阳能电池作为驱动能源,可以根据外界的条件自动对大棚的光强和温度进行控制。该系统结构简单,易于操作,节能环保,有使用和推广价值;如果将该系统应用到农业中,在提高农产量方面会有潜在的应用价值。     

直线伺服系统的鲁棒二次最优控制

针对永磁直线同步伺服电机(PMLSM)直接驱动伺服系统存在的负载扰动等不确定性因素的影响，根据鲁棒二次最优控制理论来设计速度状态反馈控制器，在保持传统控制结构不变的同时，解决了直线电机伺服系统的鲁棒性问题，能够克服系统中存在的不确定性与外部干扰对系统性能的影响，实现对系统速度的跟踪控制.仿真结果表明，该方案在保证伺服系统的快速性、精确跟踪性的同时，对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性.     

基于ARM的温湿度监测系统

采用温湿度传感器DHT11,以ARM嵌入式芯片为核心,配以显示键盘等相关电路,实现了实验室内温度和湿度的无人全天候监控,并具有报警提示等功能。     

洁净室温湿度控制算法研究

通常洁净室温湿度系统具有大时滞、时变及耦合性,难以建立精确数学模型.本文针对某洁净制药车间的温湿度控制,采用了前馈补偿器,模糊PID控制与改进型Smith预估补偿算法相结合的控制方案,提高温湿度实时控制性能.仿真结果表明,该方案解决了温湿度系统耦合问题,提高了温湿度控制精度,获得较好的控制效果.     

基于同步相量测量单元的观测线性化追踪目标 励磁控制策略

为了进一步改善电力系统的暂态稳定性,结合同步相量测量单元（PMU）和观测线性化追踪目标控制理论,推导出了基于同步坐标系和参考机坐标系的多机电力系统观测线性化追踪目标励磁控制规律。该控制策略利用PMU测量得到的系统实时运行状态量实现了状态方程线性化,从而可以对励磁控制器进行线性最优控制设计,避免了非线性系统局部线性化的不精确性和精确线性化时系统模型设计的复杂性,适合于在线应用。仿真结果表明,该控制策略较之非线性最优励磁控制能更好地提高电力系统的暂态稳定性。     

无线温湿度采集系统设计

介绍了一种利用PT100热电阻和HS1101湿度传感器的无线温湿度采集系统的设计方案,采用C8051f330单片机配合铂电阻两线制测量电路和HS1101频率输出电路,2．4GHzISM频段射频收发芯片nRF24L01作为发送和接收无线通信模块,由CY7C68013结合无线通信模块作为接收机,通过USB将温湿度数据传送到PC机,并由LabWindows／CVI显示实时温湿度变化曲线。