柔性结构振动预测控制的仿真研究

针对柔性结构的振动问题，提出了用预测控制方法来实现对振动的主动控制。建立了由压电作动器和应变片传感器组成的悬臂梁实验系统的控制模型，用动态缩聚的方法对梁的有限元模型进行降阶，根据这个降阶模型设计了一个预测控制器，将其应用于系统的振动控制，并给出了预测步长和控制步长对控制性能的影响。仿真结果表明该预测控制方法能够有效地抑制柔性结构的振动。     

主动约束层阻尼悬臂梁的有限元分析及实验研究

针对具体实物模型 ,采用微振子模型描述粘弹性材料的剪切模量随频率变化的特性 ,采用有限元方法进行分析 ,提出了一种全新的降阶方法 ,使得最后的降阶模型不仅维数远小于初始有限元模型 ,而且可观、可控 ,能直接用于控制器设计。采用模态实验验证有限元模型 ,在此基础上 ,设计出合适的控制器 ,进行实时控制实验研究 ,结果表明 ,控制效果明显     

基于PLC的单值模型算法预测控制器的设计

针对典型的工业一阶生产过程,采用单值模型算法预测控制,完成了基于PLC的单值模型算法预测控制器的设计,并以JWS-6／3—4型过程控制装置为对象以流量为被控变量,实现了单值模型算法预测控制。实验表明系统控制精度高,抗扰性强,取得了实际误差小于0．01m^3／h的控制效果,运行稳定,具有一定的实用性和推广性。     

光电跟踪系统内模控制器的设计

针对光电跟踪系统,提出一种基于内模控制原理的新型位置控制器设计方法。内模控制是一种基于对象数学模型进行控制器设计的新型控制策略,其设计思路是将对象模型与实际对象相并联,控制器逼近模型的动态逆。该控制器设计方法简单,只有一个可调参数,而且可调参数直接与系统的动态特性和鲁棒性相关,与常规 PID 控制器相比,参数调整更加方便。由实验数据统计分析得出,系统的方位跟踪误差和高低跟踪误差的均方根分别为 0.4mrad 和 0.3mrad,表明该控制器能够提高系统的跟踪精度,从而为高性能光电跟踪系统提供了一种新的控制方法。     

HVAC系统的模糊预测函数控制器设计

针对暖通空调HVAC系统中由于存在高度非线性、时变特征以及扰动和不确定性等因素而难以控制的特点，提出基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型的预测函数控制器设计方法。该方法通过最小二乘辨识算法建立系统的模糊T-S模型，然后基于模糊全局线性化预测模型，采用预测函数控制算法设计系统控制律。仿真实验结果表明该算法是一种跟踪性能好、鲁棒性强的有效控制方法。与常规的PID控制器相比，该方法具有超调量小、调整时间短等优良的动态性能。     

压电陶瓷致动器的动态控制模型及逻辑规则控制

提出了一种新的压电陶瓷致动器的动态控制模型．该控制模型建立在泛布尔代数理论基础上；它依赖于压电陶瓷的控制经验．通过一系列控制规则，采用泛布尔代数的符号进行控制模型的表述．在所建模型基础上，结合PID控制器对压电陶瓷进行了Rule＋PI控制的离线仿真研究；仿真结果表明，该控制模型结构简单，控制方便，易于实现．     

特征模型自适应控制方法在悬臂梁振动主动控制中的应用

特征建模理论和方法是对现有控制理论关于对象建模理论的一个发展,为高阶、参数未知对象进行低阶控制器、自适应控制器和智能控制器的设计提供了理论依据,为工程设计带来极大的方便。基于特征模型的自适应方法与常用的间接自适应方法相比,待辨识的参数更少,控制器算法更简单。由于基于特征模型的自适应方法是一种很新的方法,在实际系统中的应用还比较少,因此有必要通过在实际系统的应用来验证该方法的有效性并不断改进和完善该方法。为此,利用压电智能结构作为挠性悬臂梁的敏感器和致动器,采用特征模型自适应控制方法对挠性悬臂梁的振动进行主动控制,并比较研究了特征模型自适应控制算法和正位置反馈（PPF）控制算法的物理仿真结果,通过物理仿真验证了特征模型自适应控制器抑制梁弯曲振动的有效性。     

混合不确定柔性板系统μ综合振动主动控制实验研究

以柔性板结构为被控对象,提出混合不确定模型μ综合控制器设计方法并进行了实验验证.首先识别出柔性板实验系统的传递函数模型以及对应的状态空间最小实现模型;在此基础上,利用对系统矩阵的特征值分解和线性分式变换设计了将模态参数摄动提取成正则不确定块对角阵的方法,同时将剩余模态表示成高通滤波器形式,再通过引入虚拟不确定块,构建了考虑系统外扰抑制性能和控制增益约束性能的μ综合控制器求解过程.柔性板附加质量时的振动控制实验结果显示,随机扰动时相对LQR控制降噪量提高了4 dB,有效地解决了混合不确定柔性结构的振动控制问题.     

多模型自适应控制理论及应用研究

本文针对多模型自适应控制系统的典型结构,分别研究了模型集、切换性能指标和控制器结构的相关问题,针对锅炉过热汽温的特点,设计串级过热汽温控制系统。主调节器采用多模型自适应预测控制,副调节器采用比例控制。该控制方案融合了多模型控制和预测控制的特点。仿真结果表明,在负荷大范围变化的工况下,控制系统仍保持了良好的控制性能,具有较强的鲁棒性。     

快速无超调纳米定位

对于“直流电机＋滚珠丝杠”驱动机构，摩擦是实现大行程具有纳米级分辨率点位控制的主要障碍．通过设计高增益PID控制器，可以抑制摩擦的影响并在大范围内实现纳米定位，只是系统的性能受到执行机构饱和的影响．通过将时间优化的Bang—Bang控制器与该PID控制器结合在一起构成变结构控制系统，使用PID闭环控制跟踪Bang—Bang控制下的理论减速轨迹，并实现最终定位，从而消除了饱和所造成的超调．实验和仿真结果显示，该系统可以在较大摩擦力和模型参数变化的情况下获得大范围无超调的纳米定住，并且响应时间最优．     

基于双死区设计的空气悬架高度滑模控制方法

该文提出了一种双死区设计,运用滑模控制理论,对空气悬架的高度进行精确控制。创新点包括:区别于传统的气体多方变化假设模型,提出了基于热力学分析,利用温度-压强双控制方程建立的高精度非线性空气弹簧气室模型;提出空气悬架高度控制的双死区设置方法,通过大、小2个死区套合以提升控制精度,减少了单死区设置容易出现的振荡现象;运用滑模变结构控制理论,提出一种结合系统动力学特性、形式较简且受路面扰动和系统动力学参数变化影响较小的控制策略。通过MATLAB/Simulink仿真验证了高精度空气弹簧动力学模型和双死区设置的滑模控制策略的有效性。     

基于Workbench的粘箱机推动臂强度分析与优化设计

目的 为提高肥料包装计量精度,设计一种肥料包装机控制系统。方法 建立肥料动态称量系统数学模型。结合模糊控制和内模控制理论的先进控制算法,设计肥料包装计量精度控制系统。采用内模控制使PID控制器参数简化,同时模糊控制的引入实现了控制参数的在线调整。利用肥料质量偏差及其变化率,基于Mamdan二维模糊控制器实现内膜控制参数λ的自动调整。结果 实验结果表明,在模糊内模PID控制下,质量最大相对误差为1%;质量绝对误差的平均值为0.2 kg;控制算法超调量较小、具有很好的动静态性能;系统称量误差大幅度减小。结论 所述控制方法和系统可以提高称量包装设备的效率和精度。     

Active control of non-stationary response of a two-degree of freedom vehicle model with nonlinear suspension

Active control of non-stationary response of a two-degree of freedom vehicle model with nonlinear passive suspension elements is considered in this paper. The method of equivalent linearization is used to derive an equivalent linear model and optimal control laws are obtained by using stochastic optimal control theory based on full state information. Velocity squared quadratic damping and hysteretic type of stiffness nonlinearities are considered. The effect of the nonlinearities on the active system performance is studied. The performance of active suspensions with nonlinear passive elements is found to be superior to the corresponding passive suspension systems.     

粘弹性材料的微振子模型研究

针对利用粘弹性材料进行结构主被动控制的需要,建立了一套确定微子模型各参数的方法,并且与标准流变模型,分数导数模型以及试验结果进行比较,算例表明确定微振子模型各参数的方法有效,同时也表明微振子模型不但能准确描述粘弹性材料的本构关系,而且能与有限元方法相融合,建立二阶线性系统,能很方便地利用线性系统控制理论进行控制设计。     

基于T-S模糊模型的主动悬架滑模容错控制器设计

针对主动悬架系统的质量参数不确定性以及作动器出现的随机故障对车辆行驶平顺性和控制稳定性带来的重要影响,该文提出一种基于T-S模糊模型的主动悬架滑模容错控制器设计方法。为了描述悬架参数不确定性,基于T-S模糊模型建立1/4车辆的非线性模型,利用故障调节因子表示作动器故障的大小,进而获得考虑悬架系统质量不确定性和作动器故障的车辆主动悬架控制模型。接着,将滑模控制与自适应理论结合,设计合适的滑模面函数和滑模容错控制律,以达到故障悬架系统的容错控制目的;并基于Lyapunov稳定性理论,对所提出控制器稳定性和悬架系统安全约束性能进行了分析。最后,给出一个仿真算例,验证了所设计控制器的有效性和适用性。     

基于改进内模的纸浆浓度控制

目的为改善纸浆浓度控制系统的大滞后性、非线性和时变性,以提高纸浆浓度的控制性能。方法针对纸浆浓度控制问题提出一种改进的内模控制,该方法首先引进导引曲线将原来的目标控制改成过程控制,解决系统快速性与超调之间的矛盾;然后再引进被控对象的参考模型与给定滞后,将导引输出与参考模型取偏差作为控制回路A,再将给定滞后与被控对象取偏差作为控制回路B;最后再基于内模控制的原理分别针对回路A与回路B设计内模控制器,将二者控制器的输出取和作为总的控制器。结果通过Matlab仿真软件搭建改进内模控制的纸浆浓度系统仿真平台,并与传统控制进行对比,仿真结果表明,系统的响应速度、跟踪性能、鲁棒性和抗干扰特性均优于传统的控制方法。结论通过仿真验证了改进内模控制在纸浆浓度控制系统上的有效性和可行性,能够明显提高系统的综合性能指标。     

多机测控系统模块分配并行性的模糊优化

纵观以往作业分配并行性的研究,大都是设定模块运行时间及通信时间,再根据启发式分配算法而得到一种准最优的分配结果。本文利用模糊集分析的方法,根据贴近度函数与择近原则,建立了多机检测中多任务模块并行度的度量模型,为提高多机系统中单机任务并行性提供了一种切实可行的方法,并以实例阐明了该方法在多机检测系统中的应用且分析了结果。     

只利用旋臂旋转运动的起重机消摆控制

本文针对在起重机系统中由旋臂旋转运动产生的二维荷载摆角问题提出一种只基于旋臂旋转运动的控制方式来同时实现旋臂的位置控制和荷载的消摆控制。首先,采用干扰观测器导出起重机的部分线性模型。该模型对于关节摩擦,荷载质量等参数变化具有鲁棒性。其次,基于该模型设计一个非线性控制器,并应用李雅普诺夫稳定性定理确保控制系统的稳定性。最后,比较仿真和实验结果验证所提方法的有效性。通过使用此法可以实现一种无需控制旋臂起伏运动的执行机构的起重机,从而大大地简化其结构和降低其制造成本。     

针对阶跃形式失控的基于门限自回归模型的SPC-EPC集成研

SPC-EPC集成是一种控制和提升产品质量的有效方法,目前在传统SPC EPC集成的研究中通常使用线性时间序列模型来描述过程的动态自相关关系,但线性模型难以对更加复杂的非线性自相关关系进行有效描述．针对这一问题,提出了使用一类非线性时间序列模型,即门限自回归模型(TAR)来描述系统的动态自相关关系,并依此建立最小均方误差控制器,并进一步建立SPC EPC集成控制体系．针对在生产过程中常见的以阶跃形式存在的过程失控,首先通过例子研究了控制器在单独使用以及集成控制方法下的控制效果并且与线性控制器相应的结果进行了对比,之后通过模拟研究进一步验证和分析了这一集成控制方法的控制效果．结果表明,基于非线性时间序列的集成SPC EPC控制方法可以针对含阶跃形式失控的复杂的非线性自相关过程进行有效的控制．