基于高阶高增益滑模观测器的混沌同步研究

基于驱动响应结构,针对一类混沌系统,提出了一种高阶高增益响应系统的设计方法。基于增维的思想,所提出的响应系统不仅能估计出系统的状态,还能估计出状态的微分。基于混沌同步,考虑了该类混沌系统的基于混沌同步的保密机制,在发射器和接受器达到同步的前提下,提出了一种新的信号还原的方法。该方法没有用到系统的微分信息,同时对强时变信号可以还原。针对一个SQCF混沌系统进行仿真实验,结果表明了方法的有效性。     

航空相机镜筒位置控制的扰动估计与补偿

在航空相机镜筒速度内环设计了自抗扰控制器,以减小镜筒内偏心凸轮机构的运动对镜筒的扰动.采用扩张状态观测器对扰动进行实时估计,并生成扰动补偿量抵消扰动的影响.首先,分析了凸轮机构的运动对镜筒扰动的特点.然后,建立了镜筒的数学模型,基于带宽的单参数化设计思想设计了扩张状态观测器及带扰动补偿的控制律,设计了镜筒位置控制器.最后,在镜筒上对控制器的抗扰动性能进行了验证,并与目前航空相机常用的一阶平方滞后超前校正法进行了比较.结果表明,采用自抗扰控制能将凸轮机构对镜筒的扰动偏差减小为传统方法的50％左右.在提高系统抗扰动性能的同时,控制器增益减小约2个数量级,大大降低了对控制器增益的要求,提高了系统的稳定性,对改善航空相机控制系统的抗扰动性能及降低控制器设计难度具有较高的实用价值.     

基于LADRC的电动舵机高动态控制方法

自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)继承了PID控制基于误差反馈的优点,在控制中不需要模型的先验知识,并结合了经典调节理论与现代控制理论各自的优点,因而在实际工程中得到了广泛应用。文中分析了电动舵机传统PID控制中存在的动态响应慢和抗扰能力弱的问题;建立了基于直接转矩控制的舵机系统数学模型;设计了线性扩张状态观测器,并给出了观测器参数的简便确定方法,通过观测器观测出的扰动将系统补偿为串联积分器的形式;采用不同的控制器对补偿后的系统进行稳定性分析,根据稳定性和实现难易程度,决定采用比例微分负反馈控制器。最后对设计的观测器和控制器进行了仿真,仿真结果表明,设计的观测器和控制器与传统PID控制相比在动态响应和抗扰能力上都具有巨大的优势。     

Experimental sensorless control for a coupled two-tank system using high gain adaptive observer and nonlinear generalized predictive strategy

In this paper an adaptive control for a coupled two-tank system is proposed. This control strategy uses a generalized predictive controller, whose main method is to minimize a multistage cost function defined over a prediction horizon. Furthermore, to implement this controller in the framework of the sensorless control from the only measurement of the liquid level in the bottom tank, an adaptive interconnected high gain observer is developed for estimating the liquid level in the upper tank and the two constant parameters of the system. Two design features are worth to be emphasized. Firstly, the control calibration is achieved through the tuning of only two scalar design parameters. Secondly, the exponential convergence to zero of the state observation and parameter estimation errors is established under a well defined condition. Finally, the theoretical results are corroborated through simulation and experimental results which highlight the efficiency and applicability of the proposed observer–controller scheme.