飞机变结构鲁棒解耦控制系统设计与仿真研究

针对现代飞机在大飞行包线内飞行是一个复杂的具有不确定性的非线性模型的问题,首先采用非线性变结构鲁棒解耦控制方法为其设计了控制律,即在设计切换函数时,引入误差积分项以抑制变结构控制的抖动,并提出了一种将不连续控制变为近似连续控制的方法.然后用不同飞行条件下的空气动力参数变化来模拟系统的不确定性,并进行闭环系统数字仿真.结果表明,所设计的控制律不仅可实现对飞机滚转角、侧滑角、迎角等的渐近解耦控制,而且对系统不确定性具有较强的抑制作用.说明系统具有较好的解耦性和较强的鲁棒性.     

基于模糊神经理论的BTT导弹滑模控制

在导弹系统存在不确定性情况下,基于自适应反演控制技术和模糊神经网络理论,提出了一种导弹滑模控制系统设计方法.设计过程中将不确定性对系统的影响合成为一项,然后应用模糊神经逼近器来逼近系统的不确定项;考虑了已知信息,利用自适应模糊神经控制理论和滑模控制设计了控制器,应用Lypunov稳定性理论保证了闭环系统的稳定性,并推导出模糊神经逼近器各参数的自适应调节律.最后给出了BTT导弹6自由度数字仿真结果验证了该设计方法的有效性.     

大型发射装置液压起竖系统的滑模控制研究

针对大型发射装置液压起竖系统这类高阶非线性系统的控制问题,提出了一种自适应多面滑模控制方法。基于液压起竖系统的非线性模型,采用逐步递推的方法给出系统的多面滑模控制器。根据Lyapunov稳定性理论,将自适应律引入多面滑模控制器,实现对系统不确定参数和起竖过程中环境干扰的在线估计,提高系统的鲁棒性。试验结果表明,与普通的滑模控制比较,该控制方法有效地克服了系统自身参数的不确定性和外界干扰的影响,提高了起竖角度的跟踪控制精度。     

非线性系统的自适应反演H_∞性能控制器设计

针对一类不确定非线性系统,提出了基于H∞跟踪性能的自适应反演控制器来削弱系统部分未建模动态和扰动带来的影响。首先用反演设计方法逐步设计控制律和更新律,并用自适应的方法来调节不确定的参数,然后利用H∞跟踪设计技术融入自适应反演控制中得到控制律。相对于传统的控制器,给出方法不仅保证系统闭环稳定,也能保证在没有总的不确定上界这样的宽松假设条件下整个系统H∞跟踪性能。仿真结果验证该方法的有效性。     

多包传输网络控制系统的保性能控制

研究了一类具有不确定时延的多包传输网络控制系统的保性能控制问题。在传感器数据传输采用静态调度策略的情况下，在控制器端用对象模型来估计对象的状态，根据接收到的传感器数据更新模型的相应状态，将多包传输网络控制系统建模为具有不确定性的线性离散周期系统。根据周期系统理论和矩阵不等式方法，推导了多包传输网络控制系统保性能控制律存在的条件，给出了保性能控制律的设计方法，利用PENBMI软件包求解双线性矩阵不等式约束的优化问题可得到次优保性能控制律和次优性能指标。仿真例子验证了设计方法的有效性。     

导弹三回路过载驾驶仪设计频带的灵敏度分析方法

对于工程上常用的导弹三回路过载控制,由于气动力的不确定性分离在耦合的对象环节中,使得传统稳定裕度的物理意义无法直接体现闭环系统对于特征参数不确定性的鲁棒适用范围。通过将过载控制设计进行带宽参数化处理,然后采用D-分解方法通过图形的方式显示操纵力矩和恢复力矩系数对于闭环设计带宽的灵敏度,从整体上刻画系统的鲁棒稳定性。数值仿真结果表明,所提分析方法可以准确给出闭环系统对于主要不确定性因素的适用范围,同时揭示了设计带宽对于静不稳定与静稳定导弹的不同灵敏度变化规律,说明操纵力矩系数是重要的角速度反馈增益的决定因素。     

非线性奇异时滞系统的鲁棒同时保性能优化控制

针对一组非线性奇异时滞系统的鲁棒同时保性能控制问题进行研究,用范数有界的不确定参数的微分方程组描述所考虑的系统;基于Lyapunov-Krasovskii泛函和线性矩阵不等式方法给出存在同时保性能控制器的充分条件;对具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题求解,进而明确给出使得性能指标函数上界达到最优值控制器的表达式;该控制器的设计方法不仅使得奇异时滞闭环系统组正则、无脉冲、同时鲁棒稳定,而且性能函数上界最优;最后,给出算例验证该方法的有效性。     

基于改进LuGre摩擦模型的双旋弹丸固定舵翼滚转位置鲁棒自适应控制算法

针对双旋弹丸舵翼滚转位置系统存在非线性摩擦、不确定性参数以及时变扰动等问题,提出一种基于连续可微LuGre摩擦模型的鲁棒自适应控制策略。以基于永磁同步发电机为电磁执行机构的舵翼滚转位置控制系统为研究对象,建立包含改进摩擦模型的系统非线性数学模型。通过对未建模扰动的上界进行自适应估计,在控制器中设计扰动补偿鲁棒反馈项将其补偿,降低扰动对控制性能的影响。对系统不确定性参数、摩擦状态量进行在线自适应估计,并结合摩擦补偿设计自适应控制律,降低系统对参数不确定性和非线性摩擦的敏感度。通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的全局稳定性。仿真结果表明：该方法能准确地对模型参数、非线性摩擦状态以及扰动进行估计和补偿,具有控制精度高、稳定性好和鲁棒性强等优点。     

火箭炮位置伺服系统模糊自适应滑模控制

针对火箭炮位置伺服系统强耦合、变负载、非线性的特性,提出了一种具有积分滑模面的模糊自适应滑模控制方法。为了使控制律不依赖对象的精确数学模型,利用模糊系统的万能逼近原理,设计了一个模糊系统,实现了理想控制律的逼近。为了抑制滑模抖振,设计了基于切换增益的自适应律,实现了系统参数的动态调节。仿真研究表明,该方法不仅保证了系统的动、静态品质,有效削弱了控制信号的抖振,而且对参数的不确定性具有较强的鲁棒性。     

全局自适应模糊反步控制在火箭炮伺服系统中的应用

针对含未知非线性参量及外界干扰的火箭炮伺服系统,基于反步法提出了一种全局自适应模糊控制策略。利用高斯模糊函数对参数摄动、负载扰动及虚拟函数等不确定因素进行了补偿,并结合工况对控制器参数进行了实时整定。根据伺服系统数学模型及传统反步理论逆向反推得到了控制律表达式,通过李雅普诺夫函数证明了整个闭环系统的稳定性,并对参数摄动及干扰下的位置跟踪进行了仿真研究,同时给出了复杂信号下虚拟控制函数的变化规律。仿真结果表明,该方法不仅保证了系统的响应速度和控制精度,并且对结构参数不确定性具有很强的鲁棒性。     

自适应模糊小波滑模控制在交流伺服系统中的应用

针对某武器大功率交流伺服系统的位置跟踪问题,提出了一种基于自适应模糊小波神经网络快速终端滑模控制(AFWN-FTSMC)方法。为使控制器的设计不依赖于被控对象的精确数学模型,采用自适应模糊小波神经网络控制器(AFWNC)逼近滑模控制中的等效控制部分,解决了由于系统的不确定性及干扰的存在而不能准确确定等效控制的问题;同时利用自适应PI控制来降低系统的抖动,并采用Lyapunov方法证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明,该方法可以有效抑制抖振,提高系统的瞬态响应性能和控制精度,并且对结构参数不确定性具有很强的鲁棒性。     

少保守性网络化控制系统鲁棒保性能容错控制

研究了一类具有参数不确定性网络化控制系统的鲁棒保性能容错控制问题。同时考虑时变时延和丢包的影响,基于状态多时延模型,推证出了确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒保性能容错的时滞依赖充分条件,并以求解线性矩阵不等式(LMIs)的方式给出了最优控制器的设计方法。由于新模型中引入了时延下界,且在证明过程中未进行模型转换和交叉项放大处理,加上适当自由权矩阵的引入,都减少了结果的保守性,提升了容错满意度。最后以一仿真示例验证了文中所述方法的有效性。研究了一类具有参数不确定性网络化控制系统的鲁棒保性能容错控制问题。同时考虑时变时延和丢包的影响,基于状态多时延模型,推证出了确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒保性能容错的时滞依赖充分条件,并以求解线性矩阵不等式(LMIs)的方式给出了最优控制器的设计方法。由于新模型中引入了时延下界,且在证明过程中未进行模型转换和交叉项放大处理,加上适当自由权矩阵的引入,都减少了结果的保守性,提升了容错满意度。最后以一仿真示例验证了文中所述方法的有效性。     

链式自动化弹仓的最优保性能控制算法

链式自动化弹仓是某大口径自行榴弹炮弹药自动装填系统的关键部件。由于发射过程中弹筒内弹丸数目的变化，使得弹丸在弹仓内的定位控制问题，变成了一种参数不确定系统的控制问题。为了实现弹丸的精确到位，本文提出了一肿基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒控制算法，即最优保性能控制算法。首先建立了弹仓的刚体动力学方程，对4种不同负载情况下的动力学方程进行了线性化。然后，根据保性能控制的基本理论，把弹仓的动力学方程写成线性不确定系统的标准形式。用MATLAB的LMI工具箱获得了系统的最优状态反馈保性能控制规律，利用所获缛的结果，对弹仓进行了受控动力学计算，结果表明该控制算法具有高的控制精度。     

混合参数自调整模糊PID控制在空调系统中的应用

针对空调系统的参数不确定性以及模型不精确性，研究一种混合参数自调整模糊PID控制策略，将直接控制型模糊控制器、增益调整型模糊控制器和传统的PID控制器相结合，共同组成自调整模糊PID控制器，以提高控制器的控制性能和整个系统的鲁棒性。仿真结果表明，采用该控制方法可取得良好的控制效果，并进一步证实理论分析的正确性。     

基于扰动观测器的机载光电稳定平台自适应指数时变滑模控制

针对考虑载机干扰、摩擦力矩和参数不确定性等扰动因素影响的机载光电稳定平台高精度控制问题,提出了一种基于非线性扰动观测器的自适应指数时变滑模控制方法。该方法利用非线性扰动观测器观测系统的聚合不确定性,用来抵消外界扰动和参数不确定性对系统的干扰。在此基础上,设计自适应指数时变滑模控制器,实现了光电稳定平台伺服系统在残余聚合扰动影响下的期望角位置转动的全局鲁棒控制,该方法不需要确定聚合不确定性的上界信息,同时避免了普通自适应滑模的切换增益过度自适应问题,最终通过李雅普诺夫稳定性定理证明了闭环系统的全局渐近稳定性,系统角位置最终渐近收敛到期望角位置。数值仿真和样机测试结果表明,在外界扰动和参数不确定性的影响下,该方法能够实现系统的高精度角位置控制。     

制导炮弹离散自适应滑模控制器设计

针对存在参数误差的制导炮弹,提出了一种离散自适应滑模控制器。考虑到制导炮弹姿态控制系统模型存在的非线性、耦合问题,基于反馈线性化方法将系统离散化,并设计了制导炮弹离散滑模控制器。为减小离散系统中与参数误差对应的准滑模切换带宽度,设计了带死区的参数自适应更新规律,利用李亚普诺夫理论证明了闭环不确定系统的稳定性,使得控制系统具有较强的鲁棒性。仿真结果表明,所设计的控制器能有效地处理含有较大程度气动不确定性的问题,具有较好的跟踪控制性能。     

线性奇异摄动系统的矩阵不等式方法H∞控制

本文将双线性矩阵不等式(BLMI)方法应用于奇异摄动系统的H∞控制,结合奇异系统的有界实引理,将含有小参数的Riccati不等式转化为与小参数无关的等价的两个不等式问题,得到奇异摄动系统H。。控制的充要条件。由于不需要对奇异摄动系统进行快慢分解,本文提出的方法对非标准奇异摄动系统均适用。在此证明了矩阵不等式与摄动参数无关,有效地避免了奇异摄动系统的病态数值问题。仿真结果验证了该方法是简单和有效的。     

基于因特网的液压系统远程控制的基础研究

本文以液压系统为被控对象,对在因特网环境下的远程控制系统提出了具有挑战性的研究.仿真及实验结果表明,采用适当的补偿器结构和时延预测算法可以比较好地解决因特网在传递控制信息时的时延及时延的不确定性对液压远程控制系统的影响,使采用因特网的机械运动的远程控制成为可能.本文还提出了实现这种远程控制时需要对远程端采样信息进行适当的处理;为保证在相同的网络条件下进行实验研究,需要构筑能对因特网网络时延及时延的不确定性进行再现的因特网远程控制实验系统.     

新型玻璃磨边机数控系统

针对传统的靠模磨边机存在的成本高、精度低等缺点,提出一种玻璃磨边机数控系统。该数控系统实现的功能包括：手动功能、编程输入、自动磨制、参数设置、故障诊断、系统管理和辅助控制。在数控系统上直接绘图输入各种异型零件图形后,数控磨边机的一个伺服电机（C轴）通过机械传动件带动加工零件作旋转运动,另一个伺服电机（X轴）通过机械传动件带动磨头作直线运动,进行磨削,即可加工出相应的零件。实际证明,该玻璃磨边机控制系统能有效提高工艺和提升自动化程度。     

雷达寻的导弹的一种自适应控制方案

雷达寻的导弹在末端寻的工作方式中，其导引头接收到的目标视线与真实目标视线有一误差，此误差的大小与天线罩折射斜率Ｒ有关，Ｒ的引入增加了弹体角运动之间的耦合，恶化了系统的动态性能，必须予以补偿。