圆形区域内鲁棒极点配置优化

本文基于和声搜索算法将精确极点配置的思想推广到圆形区域极点配置,通过对圆域内极点全局优化的方法,实现圆域内鲁棒极点配置问题.首先,基于几何原理描述极点在圆形区域内的位置信息,确定了在圆形区域内动态选择极点的规则,可以保证算法在圆形区域内动态选取极点.然后,对圆形区域内的极点,基于精确鲁棒极点配置的思想,利用和声搜索算法优化摄动或不确定性的谱范数上界,从而得到一组允许闭环系统具有更大摄动或不确定性的极点及相应的状态反馈控制器.最后,通过实例进行仿真,仿真结果表明本文采用和声搜索算法全局优化动态选择极点方法得到的闭环系统具有更好的鲁棒性.     

一种改进型的状态反馈控制系统设计

在现代控制理论中,如果一个系统能控,可以进行极点的任意配置,能够改善系统的动态性能,但是会改变原系统的稳态输出幅度,这在实际系统控制系统设计中是不利的。针对这个问题,提出了带内部模型的状态反馈系统,不但可以改善系统的动态性能,又能保证系统输出幅度的稳定性。本文首先以一个三阶系统为例,对其用全状态反馈实现极点的任意配置,通过仿真实验验证了引入极点配置后,能改善原系统的动态性能,但是稳态输出幅度从1变成0.14。然后以一个二阶系统为例,根据内模控制原理设计了带内部模型的状态反馈控制系统,最后通过仿真和硬件实验验证了引入内模控制器后系统的动态性能得到改善,而且稳态输出幅度保持不变,始终保持稳态输出的幅度为1。     

多变量系统的鲁棒性极点配置及其在造纸过程中的应用

本文以造纸过程为应用对象研究了多变量系统的稳定鲁棒性极点配置问题.提出了一个最佳鲁棒性能指标 r(N_T(W_A)),依据此指标利用多变量极点配置状态反馈阵的非唯一性,开发了一个最佳鲁棒性极点配置的综合算法,由该算法设计的控制系统,在设计模型存在较大误差下仍能保证实际系统具有良好的闭环性能.仿真及实际应用证明,本文所做的工作比较成功有意义,可供实用.     

基于极点配置的网络流量控制研究

应用极点配置方法,讨论了根据网络的现实状态将极点配置在不同区域,使链路具有较高的利用率且解决网络拥塞的问题.由于利用前面时刻的信息,提前通知源端网络的使用情况,从而避免了时延对其性能的破坏性影响.此算法不仅保证了网络缓冲器的不溢出及带宽的公平分配和充分利用,而且使信源速率能快速、动态地响应网络状态的变化.仿真结果验证了极点配置算法能使网络具有良好的动态性能.     

基于动态补偿的广义系统的正则化与极点配置

研究基于动态补偿的一般广义系统的正则化、无脉冲、稳定性与极点配置问题．给出了补偿后闭环系统正则无脉冲的充要条件，进而通过与正常系统相关结果的比较，给出其补偿器存在且闭环极点可以配置在任意接近给定位置的充要条件．此外给出了一般广义系统及其动态补偿器的对偶原理．通过一个数字例子说明了所得结果的合理性．     

具有H2／H∞混合性能约束的离散系统的极点配置

本文主要研究具有H_2/H_∞混合性能约束的线性离散系统的极点配置问题,首先将这一问题转化为一个具有H_∞性能和系统闭环极点位置约束的系统H_2性能优化问题,进而通过引入一个辅助性能函数,进一步将其转化成有一个矩阵方程约束的辅助性能函数的最小化优化问题,并给出这个问题静态输出反馈和状态反馈控制器的解的表达式。     

干扰解耦和极点配置组合问题的研究*

本文用代数方法研究了干扰解耦和极点配置组合问题,导得了存在一个状态反馈控制器使得干扰—输出完全解耦且同时配置闭环系统全部(或部分)极点的充分条件,给出了实现干扰解耦和极点配置的状态反馈阵的一个检验算法。     

极点配置问题算法的改进

本文在证明了定理2的基础上,改进了多输入系统的极点配置问题的算法,使计算量大为 减少.由于观测器的设计也化为一个极点配置问题,本文提出的算法也简化了观测器的设计.     

多变量系统鲁棒性复数极点配置的一种新方法*

本文对线性定常多变量系统的鲁棒性极点配置问题,给出了一种算法。这个算法对指定闭环极点中含共轭复极点的情形,用起来十分方便,它把一个带约束优化问题变成了一个无约束优化问题求解,本文末还给出了一个数值例子。     

多重系统同时极点配置的动态补偿器的设计

本文研究了多重系统同时稳定或极点配置的控制器设计问题。同时稳定或极点配置是出于设计容错控制系统之所需。本文推导了由一个动态补偿器对多重系统进行同时极点配置的充分条件。对于单输入或单输出的情况,上述充分条件也是必要的。文章的最后给出了设计方法以及一个实例。     

Robust pole assignment for linear control systems in a circular region using novel global harmony search algorithm

This paper presents a new approach to the problem of robust pole assignment in a circular region using novel global harmony search (NGHS) algorithm. Based on geometric principles, the position information of poles in the circular region is depicted and the rules of dynamic selection of poles from the circular region are determined. This ensures the algorithm select poles dynamically from the circular region. In order to get a set of poles and the state feedback controller which allow the system to have a maximum allowable perturbation or uncertainty, the upper bound of perturbation or uncertainty is optimized by the NGHS algorithm for the poles in the circular region. In contrast to most existing methods, an optimization method using NGHS algorithm for the dynamic selection of poles, makes the closed-loop system show better robustness. Finally, the simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed approach.     

基于高阶控制器设计的线性自抗扰控制参数调整

将反馈控制器/扩张状态观测器闭环极点配置在同一位置是线性自抗扰控制器(linear active disturbance rejection control,LADRC)最常用的整定方法.该方法只需调整两个参数,在工程应用上极为方便.但是,由于极点配置在同一位置的限制,整定的LADRC可能达不到期望的性能.本文提出以现有控制器参数为基础的LADRC调参方法.该方法以现有控制器参数为基础,通过降阶及逼近,保证LADRC控制能接近现有控制系统的性能.仿真设计表明采用高阶控制器设计的LADRC可以取得与原有控制系统相当的控制性能.该方法不受带宽法调参的需使反馈控制器及扩张观测器极点配置在同一位置的限制,因此可以期望获得比带宽法更好的性能.同时,该方法为已经熟悉掌握其他控制器设计方法的工程控制人员提供了一种便捷的调整线性自抗扰控制参数的方案,具有较好的应用价值.     

区域极点配置在机器人手臂运动模型中的分析及比较

针对一类线性系统的区域极点配置的稳定问题,以机器人手臂为研究对象,对被控对象进行相关描述并且建立运动模型。给出线性系统区域极点配置在机器人手臂的运动模型稳定中的重要结论。利用LMI求解出控制器,并例举一个具体实例通过计算机仿真证实结论的正确有效性,通过分析得出区域极点配置的控制方式较精确极点配置的控制方式在稳定性特征上能够更好的控制系统,使得系统满足静态与动态特性。     

Determining dynamic output feedback of the least order for SIMO systems to locate poles in a specified region†

This paper presents a new theory for determining dynamic output feedback of the least order for a linear, time-invariant, controllable and observable SIMO system, such that poles of the closed-loop system lie in a given region Γ in the complex plane. When some poles have prespecified stationary locations in the complex plane, dynamic output feedback is obtained in the sense that the remaining poles lie in Γ This theory applies to continuous-time as well as discrete-time systems. Here a design algorithm for complete system realization and an illustrative example are given.     

细胞神经网络超混沌同步系统性能分析及应用

构造状态观测器可实现混沌同步.常规的研究方法是通过任意配置极点来达到同步,但对同步系统的性能分析较少.设计了一个新的五维细胞神经网络超混沌同步系统,研究分析表明极点配置与同步速度密切相关.为最大限度地减少噪声对收发双方同步误差的干扰,提出了选择反馈矩阵和补差值相结合的方法,并将其应用于多通道图像保密通信系统,仿真结果表明该设计方法可实际应用于多媒体保密通信之中.     

半浮连轧管机组限动链传动控制系统

分析了由位置控制器、直流传动装置和PLC组成的半浮芯棒连轧机组限动链控制系统的硬件配置及软件组成。此系统在通用的速度、电流双闭环逻辑无环流直流可逆系统的基础上，利用位置控制器作为位置环，给定位置和实际位置的偏差通过位置PI调节器运算生成相应的速度值vk，与设定速度vt，叠加，作为双闭环系统速度环的速度给定，构成位置、速度、电流三闭环。利用中断实现芯棒定位和毛管定位之间的切换。经测试证明，此系统具有定位精度高、动态性能好等特点。     

一种新型神经网络广义逆系统

提出一种新型带有反馈环节的广义逆系统方法,并给出了其存在性的证明．该方法首先利用神经网络构造被控对象的α 阶逆系统,通过改变反馈环节参数可随时任意配置复合系统极点,无需重新构造广义逆系统．分别对ＳＩＳＯ 和ＭＩＭＯ 非线性系统进行仿真研究．仿真结果表明,在配置极点变换时,利用该方法构造的广义逆系统仍可对原系统实现有效的线性化和解耦．     

Pole assignment using dynamic compensators with prespecified poles

The paper describes a simple method for the design of physically realizable dynamic output feedback compensators with prespecified poles to achieve pole assignment in single-input, single-output and multivariable systems. In this method, the numerator parameters of the compensator transfer function are used to position the poles of the augmented closed-loop system consisting of the plant and the compensator at specified locations in the complex plane. It is shown that some or all poles of the closed-loop system can be positioned arbitrarily depending on the order of the compensator. The method is first developed for single-input systems. It is then shown to apply directly to single-output systems and is extended to multivariable systems by restricting the compensators to have unity rank. A number of illustrative numerical examples are given     

基于SoPC的实时边缘检测系统研究

一种基于SoPC嵌入式单片解决方案的实时边缘检测系统,利用FPGA片上逻辑资源实现了对640×512大小的动态8 bit灰度图像的实时边缘检测运算,并利用片内NiosⅡ处理器对系统进行控制。分析了系统组成、工作原理、性能数据处理算法及实现过程。