基于微分器的燃料-汽压系统直接神经网络控制

针对燃料-汽压系统中锅炉蒸汽压力的控制问题,首先设计了一种基于高增益微分器的滑模控制器,实现了无需速度和加速度测量的滑模控制,在此基础上,设计了一种神经网络控制器,实现了无需模型信息的自适应控制.通过Lyapunov稳定性分析方法证明闭环系统的稳定性.仿真结果表明,采用微分器与神经网络相结合的控制方法,可实现锅炉蒸汽压力的高性能控制,具有很好的跟踪效果.     

一种窄带水声信号数字处理系统

针对窄带水声接收机参数估计精度低、目标识别能力差的弱点,提出了数字鉴宽的概念及方法,利用复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device, CPLD)实现对窄带水声信号宽度的精确识别.该方法可广泛适用于数字滤波和机械滤波窄带水声接收电路,鉴宽结果性能稳定、可靠,可满足大多数窄带水声系统对信号及其宽度识别的精度要求.同时,根据实际水声系统对水声接收机增益调节的需要,提出了利用MSP430单片机及 D/A器件实现水声接收机手动及自动增益控制的方法,它可应用于各种水声接收电路中.所提出的窄带水声信号处理方法有算法简便、实用的优点,使用的理想效果在实际应用中得到了验证.     

柴油发动机气缸压力和燃烧始点的辨识

在柴油发动机气缸压力的识别过程中，针对缸盖振动信噪比较低的问题，提出了对RBF网络训练样本进行时域统计平均降噪的方法，同时在对燃烧始点的辨识中应用了Kaiser差分器。时域统计平均有效提高了信号的信噪比，对柴油发动机气缸压力的恢复获得了很好的结果；Kaiser差分器有效提高了对燃烧始点的辨识。通过实践证明，该计算方法可以有效地从柴油发动机缸盖振动信号恢复气缸压力，并进一步辩识燃烧始点。     

有源电力滤波器的自抗扰控制研究

针对采用PI控制器控制有源电力滤波器时存在谐波或基波电流指令而无法实现无静差调节,且数字化后会进一步增大稳态误差,使有源电力滤波器的补偿性能降低的问题,提出一种有源电力滤波器的自抗扰控制策略。该策略利用自抗扰控制器的非线性跟踪-微分器和扩张状态观测器分别处理参考输入和输出,并选择适当的状态误差,实现了对滤波的自动、精确补偿。仿真和实验结果表明,有源电力滤波器采用自抗扰控制策略后具有很强的鲁棒性、稳定性和适应性,控制性能有较大改善。     

高阶滑模微分器的分析与改进

首先采用Terminal吸引子函数代替原不连续函数,以避免滑模微分器的抖振;然后针对现有文献中高阶滑模微分器设计参数选取苛刻这一问题,放宽了设计参数选择范围,并分不同情况证明了高阶滑模微分器的稳定性．在此基础上,给出了高阶滑模微分器估计误差的上界与设计参数和滑模微分器阶次的关系式;通过对设计参数的选取和系统整体结构的分析,提出了高阶滑模微分器减小估计误差且更适于工程应用的设计方法,并给出所需条件．仿真结果表明了所得结论的正确性和有效性．     

基于滤噪微分器的四旋翼飞行器控制

在飞行器的控制中, 角速率反馈可以提高控制系统的动态特性, 但速率陀螺价格昂贵, 且随运行时间的增加其性能会不断下降. 对此本文提出了一种基于滤噪微分器的四旋翼飞行器滑模变结构控制律. 该控制律使用的反馈信号仅由角度传感器得到, 而无需角速率传感器. 控制律中的角速率信息由王新华等设计的有限时间收敛的微分器得到. 本文通过数学证明, 给出了当测量信号中含有噪声时该微分器的理论跟踪误差上界. 仿真以及对四旋翼飞行器滚转姿态的控制实验验证了微分器的抑制噪声作用和控制算法可行性.     

基于跟踪微分器的离散滑模控制器

利用跟踪微分器设计了一种新的离散滑模控制器,可以从不连续的指令信号中合理提取连续信号及微分信号,且不需要利用线性外推的方法预测指令信号下一时刻的值及其微分．与基于趋近律的离散滑模控制器进行的对比仿真表明,所设计的控制器在保持传统滑模控制固有强鲁棒性的同时,控制器的输出几乎不存在抖振现象,而且在跟踪不连续的指令信号时,系统表现出良好的动态品质．     

工业重载液压力伺服系统的抗扰动控制

由于重载荒磨机负载惯性大阻尼小, 施力系统开环传递函数含有一对纯虚零点, 而且负载特性变化会明显影响开环频带宽度. 同时, 砂轮高速旋转会产生高频率大幅度的偏心力干扰, 由于系统频响较低, 单纯的输出反馈方式无法抑制干扰. 本文通过采用非线性跟踪微分器提取状态观测量并引入非线性前馈系数, 消除了纯虚零点, 消除了负载特性变化对开环频宽的影响, 显著地抑制了外部位移干扰和偏心力干扰, 从而使得产品质量大幅度提高.     

基于散焦图像特征的微装配机器人深度运动显微视觉伺服

为了描述微操作手深度运动，采用灰度方差聚焦评价算子计算机械手散焦图像特征．散焦特征曲线理论上为单峰分布，峰值点对应显微光学焦平面深度位置．实际提取的散焦特征含有大量随机噪声，利用非线性跟踪微分器抑制噪声实现对机械手散焦图像特征及其微分信号的无颤振光滑逼近．依据散焦微分信号设计粗—精两级自寻优视觉控制器，完成微操作手对装配平面深度的精确定位．微装配深度运动实验验证了本文方法的有效性，机械手深度伺服误差为75 μm．     

自抗扰控制器在火电厂主蒸汽温度控制中的仿真研究

针对火电厂主蒸汽温度控制系统的大时滞、大惯性以及动态特性随工况变化而变化的不确定性等特点,提出了自抗扰控制器(ADRC)主蒸汽温度控制方案.该方案采用导前温度信号作为辅助反馈信号,构成ADRC-P串级双回路控制系统.利用MATLAB软件进行仿真实验的结果表明,采用该方法建立的主蒸汽温度控制系统,具有较好的控制品质和较强的自适应能力.