多输入非线性时滞系统的鲁棒稳定性设计

针对一类多变量非线性时滞系统,用后推的设计方法解决了它的鲁棒稳定性问题。基于Lyapunov Krasovskii函数的构造,设计出这类系统的鲁棒控制器。所得控制器保证了闭环系统的渐近稳定。文后的仿真实例说明了这一结果的有效性。     

多输入非线性时滞系统的鲁棒稳定性设计

针对一类多变量非线性时滞系统,用后推的设计方法解决了它的鲁棒稳定性问题.基于Lyapunov-Krasovskii函数的构造,设计出这类系统的鲁棒控制器.所得控制器保证了闭环系统的渐近稳定.文后的仿真实例说明了这一结果的有效性.     

对角优势理论在控制系统未知模型中的应用

以对角优势系统的补偿器结构为基础,对于未知模型的闭环系统,选取近似模型实现鲁棒控制器设计。把系统辨识、模型简化、控制器设计与鲁棒性分析结合起来,确保实际闭环稳定性并予估实际系统的动态性能。这是以对角优势理论为基础的INA法在未知多变量系统中的推广。     

一种多变量不确定系统的H∞鲁棒解耦控制器设计方法

研究了一种综合考虑闭环动态稳定性、干扰抑制性及鲁棒解耦性的Ｈ∞鲁棒控制器的设计问题,定义了鲁棒解耦的概念,给出了存在结构不确定性情况下控制器满足鲁棒性和鲁棒解耦的充要条件和递推算法。仿真实例表明,用这种设计方法得到的控制器能满足鲁棒解耦性,闭环系统稳定性及抗干扰性能的要求。     

基于状态观测器的一类不确定性线性系统鲁棒保性能控制器设计

针对一类范数有界和具有外界干扰的状态不可测的线性系统,提出了一种根据观测器的鲁棒保性能控制器的设计方法.通过利用Lyapunov稳定性原理和H∞理论,可以得出鲁棒保性能控制器存在的一个充分条件.所设计的控制器不仅能保证闭环系统的稳定性,而且也能保证闭环系统具有一定的线性二次性能指标和H∞性能指标.利用仿真研究,得出所提方法的有效性.     

一种多变量不确定系统的H_∞鲁棒解耦控制器设计方法

研究了一种综合考虑闭环动态稳定性、干扰抑制性及鲁棒解耦性的 H∞ 鲁棒控制器的设计问题。定义了鲁棒解耦的概念 ,给出了存在结构不确定性情况下控制器满足鲁棒性和鲁棒解耦的充要条件和递推算法。仿真实例表明 ,用这种设计方法得到的控制器能满足鲁棒解耦性、闭环系统稳定性及抗干扰性能的要求     

基于改进开环增益成形的连续搅拌釜反应器控制

为多变量非线性过程控制对象的控制提出了一种改进的开环增益成形方法.该方法从工程实际出发,基于对闭环系统的开环传递函数L=GC的Bode图进行分析,由系统的开环传递函数,直接构造出鲁棒控制器.由于灵敏度函数S=(1+GC)-1和补灵敏度函数T=(1+GC)GC具有相关性S+T=I,因此,S的形状确定了,T的形状也就确定了.这样不仅避免了计算的复杂,而且也能够确保设计出的控制器具有良好的鲁棒性能和鲁棒稳定性.以过程工业中相当常见的一个化学反应系统连续搅拌釜反应器(CSTR)作为研究对象,通过MATLAB仿真验证了所提出的设计具有较好的控制效果.     

基于无量纲参数的PID控制器参数整定方法

通过扩展的内模整定方法提出了基于无量纲参数（无量纲时滞时间和无量纲过程增益）的ＰＩＤ控制器参数整定方法,给出了ＰＩＤ控制器参数整定公式对系统的时滞大小没有限制,对于不同的时滞系统均适用;而且整定后的闭环系统与原模型参数无关,其瞬态性能指标和鲁棒特性具有一致性。     

不确定离散切换系统的鲁棒D-稳定性与H_∞控制

针对一类子系统为不确定离散时间系统的切换系统,研究系统的鲁棒D-稳定性与H∞控制.根据多李亚普诺夫函数法,以LM I的形式给出了在任意切换信号作用下,不确定离散切换系统同时具有鲁棒D-稳定性和H∞性能的充分条件.进而给出了保证闭环不确定系统具有鲁棒D-稳定性和H∞性能的状态反馈控制器的设计方案.仿真算例说明控制器设计方案的可行性与有效性.     

适于未建模动态对象的混合自适应控制器

基于σ校正混合自适应律设计了适合于对象具有未建模动态情况的混合自适应控制器 ,并且对系统的鲁棒稳定性进行了分析。仿真结果表明 :σ校正混合自适应控制律使闭环系统具有鲁棒稳定性     

模糊PID控制的助力模式对操纵稳定性影响分析

电动助力转向系统(EPS)设计中最重要的是助力控制模式的控制器设计。在PID控制的基础上引入了模糊控制,提出了基于模糊PID控制的助力控制模式;应用TruckSim和Simulink建立EPS联合仿真模型;采用常用的操纵稳定性开环和闭环两种评价方法进行PID控制和模糊PID控制仿真对比试验,研究模糊PID助力控制模式对EPS性能及整车操纵稳定性的影响。开环评价对比试验结果表明:模糊PID控制器的助力性能较好,但操纵稳定性略差一些。闭环对比试验表明:EPS助力控制模式能有效地提高转向系转向轻便性,模糊PID控制器作用下的操纵性和汽车行驶安全性较好。认为模糊PID控制器下的助力控制模式助力性能好于PID控制器,模糊PID控制器更适合EPS助力控制模式。     

预期动态法在四水箱液位控制中的应用

针对实际生产中常见的双输入双输出过程,基于单位反馈闭环控制结构,根据前馈补偿的思想设计全解耦控制器矩阵,结合二自由度PID/PI预期动态法（DDE）鲁棒性强的特性,设计PID/PI解耦控制方案。同时,对于实际中常见的加性和乘性不确定性干扰,分析了控制系统保证鲁棒稳定性的充要条件,给出了基于谱半径判据的判定方法。本文借助英国Feedback 33-040s Coupled Tanks四水箱实验装置,对四水箱液位实时控制设计PI解耦控制器方案。实验结果表明：该方案能够使系统各路输出响应之间实现有效解耦,可对水箱液位进行有效控制,显著地提高了多变量关联系统的控制性能。     

水下运载器多变量鲁棒输出反馈控制方法

针对存在较大参数不确定性和仅具有位置、姿态测量的水下运载器的六自由度位姿控制难题,提出一种基于自适应平滑增益滑模观测器和多变量积分Backstepping控制器的非线性控制方法.解决水下运载器的鲁棒输出反馈控制问题,使用基于Lyapunov稳定性理论的设计方法保证观测器 控制器系统的稳定性.设计的自适应平滑增益滑模观测器,克服常规滑模观测器中所存在的高频颤振现象,从而获得较平滑的速度估计值.当存在模型不确定性和有界未知干扰时,可以保证速度估计误差以指数速率收敛至较小的球域内.设计的多变量积分Backstepping控制器,可以保证系统的跟踪误差同样收敛至较小的球域内.以浙江大学正在研制的海王号ROV六自由度控制为研究对象,使用所提出的控制方法与传统PID控制器进行对比仿真研究.仿真结果表明,当存在较大参数不确定性、较强未知外干扰和测量噪声时,所提出的控制方法具有较强的鲁棒性能,可以很好地跟踪参考轨迹,获得较好的动态性能和稳态控制精度.性能明显优于常规PID控制器,并且解决了PID控制器所存在的转艏角设定值不能大于90°的问题.     

一种电容式闭环微加速度计系统

为了提高闭环微加速度传感器的性能,对反馈系统实现更好的控制作用,引入了PID控制器,并建立了闭环系统数学模型,分析了系统的传输函数.利用SIMLINK对该模型进行了仿真分析,结果表明PID控制器很好的改善了系统的阻尼,减小了系统的响应时间和调节时间.通过实验得到阶跃响应波形,证明PID控制的引入可以大大提高系统性能。     

无人直升机发动机恒转速广义预测控制

采用基于受控自回归积分滑动平均值模型的广义预测控制和总距前馈补偿相结合的复合控制策略设计恒转速控 制器,实现进入恒转速闭环控制模式发动机的恒转速控制。针对实际中的几种典型情况进行仿真,与传统PID控制进行对比, 并做地面系留试验。离线仿真和地面系留试验结果表明,所设计的控制器鲁棒性强,能满足小型无人直升机对发动机的跟踪 性、抗干扰性要求,保证直升机主旋翼在各种飞行状态下恒速运转,以获得最佳的气动效率。     

基于粒子群优化的板球系统双闭环滑模控制

板球系统是高阶、开环不稳定的非线性系统,本文基于板球系统简化模型,结合Lyapunov稳定性原理,在双闭环控制方案的基础上,设计滑模变结构位置控制器,并使用粒子群算法对滑模界面参数和滑模趋近律参数进行优化,提高了控制精度,减消了滑模抖振。仿真实验表明,与传统双闭环PID控制相比,滑模变结构控制算法响应速度更快,达到稳定状态时间更短,具有更好的跟踪与鲁棒性能。     

多变量解耦内模控制系统设计与仿真

针对多控制回路相互关联耦合的多变量控制器的设计复杂、参数调节困难、实现难度高、工程实用性差的问题,提出一种多变量解耦内模控制器。该系统采用前置反馈补偿方式解耦,通过两步法设计内模控制器,并将内模控制器和解耦后的被控对象等效变换为只有1个参数可调的PID控制器。实验结果表明,系统解耦效果良好,通过对唯一的参数进行调节,系统表现出良好的动态响应特性,在模型失配和存在干扰的情况下,系统的鲁棒性和抗干扰能力也较好, 具有较高的工程应用价值。     

基于改进粒子群算法的PID控制器参数整定优化

针对经典粒子群算法应用在PID控制器的参数上整定的方法其效果往往不佳的问题上,本文提出了一种改进粒子群算法的PID控制器参数整定优化设计,在粒子群的基础上加入遗传算法中的交叉算子,并将粒子群中的惯性权重因子改成动态参数,应用到的PID控制器,使参数的自适应整定问题也获得了改进,快速性和稳定性也都优于经典粒子群算法的PID控制器。借助Matlab进行仿真系统的响应曲线图,根据对比得出系统性能的指标改进情况。     

模糊自适应PID控制在开关磁阻风力发电系统中的应用研究

针对风速的突变性和不确定性,以及开关磁阻发电机的非线性和强耦合性的特点,提出了基于模糊自适应PID闭环控制优化输出电压的方法。介绍了开关磁阻发电机系统的运行原理和模糊自适应PID控制原理,并利用Matlab/Simulink工具分别对常规PID控制和模糊自适应PID控制下开关磁阻发电系统的输出电压进行仿真及对比分析。实验结果表明:模糊自适应PID闭环控制输出电压控制精度更高,动态性能更好,抗干扰能力和鲁棒性较强。