含正反馈振动主动控制系统的混合自适应控制

对于存在结构正反馈的振动主动控制系统,传统的基于有限冲击响应的自适应前馈控制器设计方法难以同时保证控制系统稳定与良好的控制性能.本文在分析正反馈对前馈控制系统影响的基础上,基于无限冲击响应控制器设计模式,提出一种结合前馈自适应控制器和反馈自适应控制器的混合自适应振动主动控制方法.其中前馈自适应控制器采用参考传感器采集到的扰动相关信号作为参考信号,反馈自适应控制器通过构建扰动的估计量作为参考信号,控制器参数更新采用Landau参数递推算法.以一典型的具有固有正反馈性质的机械振动系统为控制对象,给出了该混合自适应控制算法的详细推导过程以及稳定性和收敛性分析过程,得到了算法稳定与收敛的严格正实条件以及相应放松严格正实条件的要求.在此基础上,通过构建实时振动主动控制实验平台,针对多种振动扰动开展对比实验分析.相关实验结果验证了本文提出的混合自适应振动主动控制方法的可行性和有效性.     

自适应前馈控制器及其应用

一、引言 当系统纯滞后和干扰都比较大时,通常采用前馈补偿控制,补偿适当时,能够得到比较好的控制效果。常用的前馈补偿器有静态前馈和动态前馈。静态前馈实际上是个比例控制器,其输出控制量与对象动态参数（即时间常数和纯滞后时间）无关。动态前馈控制器是和干扰通道及控制通道动态参数有关的控制器,如能准确测得干扰通道及控制通道的传递函数则能获得比较好的控制效     

数控系统中伺服系统位置前馈控制器的设计

针对数控机床运行过程中存在的位置定位精度控制问题,提出了一种基于速度和加速度前馈控制的位置控制器,并采用三角函数加减速控制算法,通过前馈控制器可以使伺服系统获得快速的动态响应,并且通过对位置环比例积分系数的调节,可以保证系统定位的高精度、无超调。采用Simulink工具软件建立了位置精度控制的仿真模型,得出了相应的仿真结果。验证了本文所设计的位置前馈控制器的工程实用性。     

分布式多无人机编队控制系统仿真

研究一种能够控制多无人机编队的分布式控制方法,采用无人机的动态方程转化为跟随机和领航机间相对运动信号与希望的相对运动信号间的误差模型,然后设计了前馈控制器以使误差模型的平衡点位于坐标原点,最后采用反推法设计了反馈控制器以镇定坐标原点的平衡点。上述方法将领航机的信息视为外部系统产生的信号,为前馈控制器部分设计了内部模型以补偿这些外部信号的作用。同时还设计了能够估计所有误差信号的状态观测器以实现需要全部误差信息的反馈控制器。算例仿真表明了应用编队控制律,各无人机能够较快地形成希望的队列,并按希望队形稳定飞行,验证了前馈加反馈的编队控制方法的有效性。     

基于PLC的混凝剂投加控制系统设计

详细介绍了一种基于PLC的混凝剂投加控制系统的原理、控制策略、硬件构成和软件设计。该控制系统以透光率脉动检测值作为控制因子,采用双PID控制器的串级控制方式实现了混凝剂最佳投加量的控制,并引入流量比例前馈控制,保证了系统出水浊度的稳定。     

六自由度机械臂约束预测控制系统的设计

本文提出了一种基于约束预测控制的机械臂实时运动控制方法.该控制方法分为两层,分别设计了约束预测控制器和跟踪控制器.其中,约束预测控制器在考虑系统物理约束的条件下,在线为跟踪控制器生成参考轨迹;跟踪控制器采用最优反馈控制律,使机械臂沿参考轨迹运动.为了简化控制器的设计和在线求解,本文采用输入输出线性化的方式简化机械臂动力学模型.同时,为了克服扰动,在约束预测控制器中引入前馈策略,提出了带前馈一反馈控制结构的预测控制设计.因此,本文设计的控制器可以使机械臂在满足物理约束的条件下快速稳定地跟踪到目标位置.通过在PUMA560机理模型上进行仿真实验,验证了预测控制算法的可行性和有效性.     

一种直接多变量自适应解耦控制算法

本文将广义最小方差控制策略和前馈控制策略结合进来,提出了解耦控制器并讨论了如何采用修改最小二乘辨识算法和直接方案对具有任意延时结构的一般随机多变量系统实现自适应解耦控制,本文还证明了所提出的自适应算法即使用于开环不稳定或非最小相位系统也具有整体稳定性和收敛性。     

模型预测前馈控制

本文对传统的前馈加反馈控制器进行了深入的分析，在此基础上设计了一种使用模糊预测控制方法的新型前馈控制器，提出了反馈控制器和前馈控制器分离设计的构想。     

结合前馈调参与迭代学习的数据驱动控制方法

在前馈控制中, 需要尽可能的去除前馈控制器对系统模型的需求, 同时保证高精度和鲁棒性. 本文提出了 一种数据驱动的将迭代前馈调参与迭代学习控制进行结合的方法, 通过引入基函数参数化的前馈控制器和输入整 形滤波器, 使用梯度下降法求解最优系统前馈控制器, 消除期望轨迹引入的扰动; 通过迭代学习控制, 消除系统重复 性扰动, 进一步提高控制精度. 算法具有不依赖系统模型, 高精度, 适用于变轨迹任务的优点. 文中给出了相应的仿 真, 并应用到一个直线电机系统, 通过实验验证了算法的有效性.     

超燃冲压发动机PID解耦控制设计

针对超燃冲压发动机控制通道间的强耦合性及其控制过程的快速性要求,研究设计了超燃冲压发动机分路式PID解耦控制器;该方法采用零极点配置技术,设计了稳定的前馈补偿解耦器,并利用此解耦器对超燃冲压发动机模型进行解耦;对解耦后的控制对象设计了每个控制回路的PID控制器,实现分路式控制;仿真结果表明,所设计的解耦器比静态解耦器更能有效地解决发动机耦合问题,控制器控制效果满足控制精度和快速性要求;该方法简单实用对超燃冲压发动机的控制器设计有借鉴意义。     

锅炉汽包水位系统的免疫PID—免疫P串级控制

借鉴生物免疫反馈响应过程的调节规律，针对电站锅炉汽包水位控制系统，提出一种免疫PID—免疫P串级控制策略．内回路采用免疫P控制器以快速消除给水流量扰动，外回路采用免疫PID控制器以保证汽包水位在给定值，并有效克服蒸汽流量的扰动．该控制策略结构和算法简单，易于工程实现．通过大量的仿真试验证明，该控制策略优于常规的PID串级控制，而且能够适应对象参数的变化，具有较强的鲁棒性、自适应性和抗干扰能力．     

带有前馈补偿的模糊控制系统及其在锅炉水位控制中的应用

针对工业过程控制对象，提出了带有前馈补偿的模糊控制的思想。结合传统模糊PID反馈控制器，利用模糊前馈控制补偿可测干扰对于系统输出的影响，同时提出模糊监督控制规则的概念，利用模糊监督控制克服系统中非最小相位环节的影响。将所提出的控制律应用于锅炉水位系统的控制，取得了令人满意的结果。说明了所提方法的有效性。     

永磁同步电动机高动态响应电流控制

永磁同步电动机系统广泛采用矢量控制策略实现转矩控制,电流控制环是其核心部分.电流环一般采用PI型控制,但PI型电流控制动态响应动态特性受到制约,参数整定必须在超调量及响应时间等指标之间折衷选择.为了改进PI型电流控制的动态响应性能,在输入误差较大时,采用滑模变结构控制,输入误差较小时,切换到PI型电流控制.结合滑模变结构和PI型电流控制,可以充分利用滑模变结构控制动态响应快,以及PI型电流控制无稳态误差的特点,并能解决滑模变结构控制的抖颤问题.实验结果表明该电流控制方法响应时间短而且超调量小,同时获得良好的动态响应和控制精度.     

克服阀粘滞特性的控制方法研究

控制阀粘滞特性在工业过程中非常普遍,本文针对控制阀粘滞特性而引起的回路振荡现象,提出了1种改进的PI控制方法,在一定的误差范围内只用比例控制从而消除振荡,而在误差比较大时采用了自适应PI控制来提高系统性能。同时将改进的PI控制方法转换成模糊控制经验,采用模糊控制克服回路中控制阀粘滞特性,同样达到消除误差的目的。最后在Matlab Simulink平台上,通过设计S函数,实现了控制阀粘滞特性模块和改进的PI控制器,使用模糊控制工具箱实现了模糊控制器的设计,在此基础上分析了在扰动存在的情况下2种控制方法的有效性。     

Locomotion Control of a Hydraulically Actuated Hexapod Robot by Robust Adaptive Fuzzy Control with Self-Tuned Adaptation Gain and Dead Zone Fuzzy Pre-compensation

Hydraulically actuated robotic mechanisms are becoming popular for field robotic applications for their compact design and large output power. However, they exhibit nonlinearity, parameter variation and flattery delay in the response. This flattery delay, which often causes poor trajectory tracking performance of the robot, is possibly caused by the dead zone of the proportional electromagnetic control valves and the delay associated with oil flow. In this investigation, we have proposed a trajectory tracking control system for hydraulically actuated robotic mechanism that diminishes the flattery delay in the output response. The proposed controller consists of a robust adaptive fuzzy controller with self-tuned adaptation gain in the feedback loop to cope with the parameter variation and disturbances and a one-step-ahead fuzzy controller in the feed-forward loop for hydraulic dead zone pre-compensation. The adaptation law of the feedback controller has been designed by Lyapunov synthesis method and its adaptation rate is varied by fuzzy self-tuning. The variable adaptation rate helps to improve the tracking performance without sacrificing the stability. The proposed control technique has been applied for locomotion control of a hydraulically actuated hexapod robot under independent joint control framework. For tracking performance of the proposed controller has also been compared with classical PID controller, LQG state feedback controller and static fuzzy controller. The experimental results exhibit a very accurate foot trajectory tracking with very small tracking error with the proposed controller.     

几种不稳定滞后对象的预测PID 控制

针对几种不稳定滞后过程，给出一种预测PID控制器的结构形式．该控制器具有内环和外环两种控制器：内环控制器主要用于稳定系统；外环控制器具有预测PID控制的结构形式，主要用于消除输入干扰的影响和改善控制系统的动态性能．这种控制器结构简单，可调参数少，且参数的调节方便、直观．仿真结果表明，在干扰和模型失配的情况下，此类预测PID控制器仍具有良好的控制性能和鲁棒稳定性能．     

基于解耦的板形板厚系统鲁棒控制策略

针对多变量系统中前馈解耦效果依赖于系统模型的问题,提出了一种基于前馈解耦的鲁棒控制策略来保证系统参数变化时的解耦效果.针对连续轧制过程中强耦合的板形板厚系统,首先依据经验数学模型设计前馈解耦器,然后对消除耦合影响后的多变量系统设计鲁棒控制器,用多变量鲁棒控制抑制破坏解耦效果的各种不确定性因素的影响.针对实际系统中可能存在的干扰信号进行了抗干扰能力实验,针对系统参数可能存在的不确定性进行了抗参数摄动实验;仿真结果显示了良好的解耦效果,这也说明了该控制策略的有效性.     

非自衡化工生产过程的PID控制解析设计

针对非自衡化工过程难以控制及所得控制器参数调节无规律可循的问题,为提高过程控制品质,通过设计跟踪给定值控制回路和抑制干扰控制回路来实现非自衡化工过程的控制;利用最优控制理论、Taylor近似,设计得到的跟踪给定值控制器和抑制干扰控制器其PID参数可解析给出,每个控制器只有唯一的调节参数且两个回路的参数调节相互独立,最后定性分析了闭环控制系统的稳定性,仿真结果表明基于该控制系统可有效实现非自衡化工过程的控制。     

Smith预估控制在大滞后加热系统中的应用

在工业过程中，大滞后系统普遍存在。论文以一实验用加热装置为研究对象，针对该温度控制系统具有大滞后特点，采用串级控制结构结合Smith预估控制器的控制方案。内环采用P控制：外环采用Smith预估器以大幅度降低滞后对控制系统动态性能的影响，结合PI控制，实现系统无静差。实验表明该种控制系统与单回路PID控制相比，具有更优的动态特性。     

磁浮列车悬浮系统的串级控制

为了消除磁浮列车的轨道共振,必须设计鲁棒性较强的悬浮控制系统.将悬浮控制 系统分解为电流环和悬浮子控制系统两个串行、解耦的子系统来考虑,并应用H∞控制理论 设计了电流环控制器,用时域法设计了悬浮子系统的控制器,给出了所设计的控制器在一个 单转向架磁浮列车上的悬浮试验结果.