一种输入饱和受限系统的自适应逆控制

大部分执行器输入都是受约束的,若直接将控制信号输入被控对象,往往造成控制质量变坏,甚至导致控制失败.提出了一种约束自适应逆控制方法,当输入幅值受到饱和约束时,将饱和器与被控对象看作新的对象进行逆建模,并通过构造Lyapunov函数,得出新的控制器权值更新公式,且保证控制系统的稳定性,从而使饱和的影响降到最小.水箱温控系统的仿真实例表明了算法的有效性及对输入噪声的鲁棒性.     

支持向量机α阶逆系统解耦控制方法

为了解决采用传统逆系统方法难以建立逆模型的困难,提出了基于支持向量机(SVM)的α阶逆系统解耦控制方法.在被控对象精确模型未知的情况下,根据SVM的非线性辨识原理,利用具有高斯核函数的SVM离线建立被控对象的非线性逆模型,根据逆系统方法原理,将得到的SVM逆模型串联在原系统之前,将复杂的非线性多变量系统解耦成多个相对独立的单输入输出伪线性子系统.通过对一个典型的两输入两输出强耦合非线性系统进行仿真，结果表明,在没有系统模型先验知识的情况下，利用该方法能够建立准确的非线性系统的逆模型.基于SVM的α阶逆系统解耦控制方法适用于较一般的离散非线性系统，且结构简单，易于工程实现.     

温湿箱多变量控制系统的设计研究

本文介绍了温湿箱控制系统的设计。作者提出了一种既能减小系统非线性、又能减小变量之间耦合的新的控制方案。在此基础上,将温湿箱视为两输入两输出的线性被控对象,根据确定出的数学模型,应用逆乃氏阵列法对系统进行了分析和设计。整个系统采用单板机控制。文中还给出了实验结果。     

基于时延补偿观测器的扰动抑制

为克服持续高频扰动对具有时延惯性环节被控对象的影响,提出了带时延补偿的扰动观测器．结合被控对象逆、Q滤波器、超前补偿环节和时延逼近器,运用频域分析技术实现了对被控对象的良好控制．分析表明,所提出的时延补偿观测器能够有效地克服时延对被控对象的不良影响,对相关持续高频扰动也具有很好的抑制作用．通过数值仿真,进一步验证了所提方案的正确性．     

基于BP神经网络的永磁直线电机逆控制系统分析

将交流永磁直线电动机作为被控对象，利用自适应逆控制理论设计了BP神经网络自适应逆控制系统，解决了模型摄动和参数不确定性等问题，提高了系统的稳定性与鲁棒性；利用逆控制器的快速反应能力保证了系统的高性能。     

神经网络解耦控制系统的分析

本文基于神经网络的理论研究提出了一种新的神经网络解耦控制方法，该方法以被控对象的一组实测数据作为样本，训练出用神经网络描述的逆动力学模型，并将它作为解耦控制器投入到控制系统中，对其二元精馏塔控制的仿真结果表明该方法是切实可行的。     

支持向量机α阶逆系统控制——连续非线性系统

针对传统逆系统方法中逆模型难以建立的问题，提出了连续非线性系统基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)α阶的逆系统控制方法.该方法用具有径向基核函数(RBF)的LS-SVM，离线建立被控对象的静态非线性逆模型.由静态非线性逆模型外加若干表征非线性动态特性的积分器, 构成了连续非线性系统的α阶逆系统.将得到的LS-SVM α阶逆系统串连在原系统之前，得到基本上线性化的伪线性系统，进而将复杂的非线性问题转化为线性问题.仿真结果表明，在没有被控对象先验知识的情况下，利用该方法能准确地建立连续非线性系统的逆模型.基于SVM的α阶逆系统方法适应于较一般的连续非线性系统，且具有良好的控制性能.     

基于支持向量回归的自适应逆控制方法

将支持向量回归引入逆控制,提出了一种基于支持向量回归的自适应逆控制方法。采用支持向量回归在线辨识算法建立被控对象的逆模型,然后将逆模型作为控制器进行复制去驱动被控对象,从而完成一个自适应逆控制过程。由于支持向量回归是建立在小样本基础上的一种学习方法,因此较好地解决了对于线性系统自适应滤波算法存在的运算量大,权值失调及自适应过程时间长等问题。对于非线性系统,与现有的神经网络方法相比,该方法能提高收敛速度及逼近能力,而且具有更好的推广能力。仿真结果表明,应用该方法可以取得良好的控制效果,并具有较好的鲁棒性能。     

具有输入饱和的轧机液压伺服系统鲁棒自适应控制

针对具有参数不确定、非线性和输入饱和问题的轧机液压伺服位置系统,提出一种鲁棒白适应backstepping控制策略。首先,定义一个光滑函数估计饱和函数;为获得稳定的控制输入信号,对被控对象进行增维。其次,利用backstepping方法进行控制器的设计,其中,为处理估计函数的偏微分引入了Nussbaum型函数。最后基于Lyapunov方法证明了闭环系统的所有信号是一致终结有界的。仿真结果表明,该方法能够有效抑制输入饱和对系统造成的不良影响,并能保证系统对参数慢时变具有较强的鲁棒性。     

双Hopfield网络MAC算法在单元机组负荷系统中的应用

电厂负荷系统是一个有耦合的两输入两输出多变量对象,对控制作用有一定的约束。模型算法控制(MAC)是预测控制的一种,在惯性迟延对象的控制中有很好的应用。该文首先将系统分解为两个双输入单输出的系统,并进一步将其简化为两个二次约束优化问题。然后用两个Hopfield网络分别加以求解,从而得到它们的预测控制序列,并能很好的处理控制中的约束条件,避免了传统算法中矩阵求逆等复杂运算。仿真表明,该方法算法简单、鲁棒性强、控制效果理想。     

基于神经网络的一种PID控制技术

提出了一种基于神经网络的ＰＩＤ控制方案。用神经网络辨识器与神经网络控制器构成间接自校正控制系统,其中,神经网络辨识器采用单稳层结构,其辨识算法采用预报误差（ＲＰＥ算法）：神经网络控制器为２层的线性结构,具输入为系统偏差及其一阶和于阶微分,控制器具有增量型ＰＩＤ控制结构。将该控制方案应用于电阻炉的炉温控制中,获得了满意结果。     

基于滞后-停留时间切换控制的输入受限系统

针对监督控制系统输入受限时的切换问题,利用小增益控制法为系统构造多个控制器,并提出一种新的切换逻辑.该切换逻辑可以避免切换系统出现频繁切换,还可以保证系统不会因滞后参数选取的不当而错失切换到最佳的控制器.文中利用积分输入-状态稳定性原理证明了该切换逻辑可以保证闭环系统的稳定性.最后对一组输入约束小增益控制系统进行计算机仿真验证,仿真结果表明了该切换逻辑的有效性.     

一种新的针对平移振荡器系统的模糊控制方法

针对平移振荡器系统(TORA)设计了一种基于遗传算法及单输入规则模块的模糊控制方法.该方法有效地结合了基于单输入规则模块的模糊控制方法及遗传算法的优点,使得设计出的控制器既具有易于理解、结构简单、规则数目少、控制器需设定的参数少的特点,同时,又可以通过遗传算法实现参数的自动调整,大大减少了控制器设计的难度及工作量.最后,在无干扰、存在干扰、系统参数变化等情况下进行了仿真试验,仿真结果表明了该控制方法的有效性及鲁棒性.     

L1 adaptive controller design for hypersonic formation flight

The design of an L₁ adaptive controller for hypersonic formation flight is presented. The traditional leader/wingman formation control problem is considered, with focused attention on dealing with the input disturbance and parametric variations, both of which are intrinsic properties of the system that result in undesired control performance. A proportional-derivative control scheme based on nonlinear dynamic inversion is implemented as the baseline controller, and an L₁ adaptive controller is augmented to the baseline controller to attenuate the effects of input disturbance and parametric variations. Simulation results illustrate the effectiveness of the proposed control scheme.     

基于模糊小脑模型神经网络的直线伺服跟踪控制

以永磁直线同步电机为被控对象，在高精度直线伺服跟踪控制系统中，为使输出响应快速地跟踪输入指令，需要克服系统滞后、未建模动态、不确定性以及负载的变化因素等的影响.为此，提出了一种模糊小脑模型(FCMAC)神经网络直接逆控制的方案，可动态地克服上述这些因素的影响.同时，还给出了较详细的原理分析及实现过程.仿真结果表明，此控制方案是十分有效的，能够明显地提高伺服系统的快速跟踪能力，并使系统具有较强的适应性和鲁棒性.     

最优ZPETC在高精度直线伺服跟踪控制中的应用

高精度直线伺服跟踪控制系统中，为使输出响应能完整地跟踪输入指令，不仅要求输出与输入之间的相位差为零，而且要求幅值一致，通常采用零相位误差跟踪控制器(ZPETC)作为前馈控制器，补偿相位误差，但同时也产生一定的增益误差.为改善ZPETC的跟踪性能，提出一种基于L_2-范数优化的前馈控制器设计方案，通过选取适当的目标函数，设计出最优的数字前置滤波器(DPF).该方案在保持系统零相位误差的同时，改善了系统的增益性能，从而提高了跟踪精度，这一点已得到仿真结果的证明.     

考虑控制输入受限的卫星姿态控制

研究了刚体卫星在控制输入受限时的姿态调节控制问题.设计了基于饱和函数的非线性控制器,在控制输入受限的同时,也是角速度受限的.通过李亚普诺夫方法证明了闭环系统零平衡点的全局渐近稳定性,保证了姿态和角速度都是渐近趋于零的.所提出的控制方案是模型独立的,不依赖于卫星的转动惯量.仿真结果表明,在控制输入受限情况下,用所设计的控制方案实现姿态控制是可行的、有效的.     

Model-free Adaptive Control for Spacecraft Attitude

To measure the jitter performance of the Tirthy Meter Telescope tertary mirror(TMT M3), the model of jitter based on the accerleration signal is established. First and foremost, the procedure TMT required to processs the jitter data is presented. Then, the jitter of the system is divided into two parts: powered jitter and unpowered jitter. The metric of the jitter is required to be in the form of displacement or angle. So the frequency integration is involved to minify the error source introduced by the tending iterm in the time domain integration. In the evaluation of the power jitter, the accelerometers are used to obtain the rigid body motion of the tertiary mirror. The random decrement technique and dominated mode theory are applied to obtain the model of unpowered jitter. A classical telescope performances a 1.6” RMS jitter metric; for a four meter scale system, the resonance frequency is around 107 Hz, powering, with 0.14% damping. Consequently, the tip (183 Hz,0.6%) and tilt (193 Hz, 0.19%) are both be measured. Using this model, the system engineers can estimate the unpowered jitter when the system is presented in the distortion.     

Hopf Bifurcation Research of Hydraulic Turbine Governing System with a Saturation Nonlinearity

A nonlinear mathematical model for hydro turbine governing system with saturation nonlinearity in small perturbation has been proposed with all the essential components, i.e. turbine, PID type governor with saturation part and generator included in the model. Existence, stability and direction of Hopf bifurcation of an example HTGS are investigated in detail and presented in forms of bifurcation diagrams and time waveforms. The analysis show that a supercritical Hopf bifurcation may exist in hydraulic turbine systems in some certain conditions. Moreover, the dynamic behavior of system with different parameters such as T_w, T_ab, T_y and K are studied extensively. An example with numerical simulations is presented to illustrate the theoretical results. The researches provide a reasonable explanation for the Hopf phenomenon happened in operation of hydroelectric generating unit.