线性系统的不相关解耦*

本文讨论线性系统的输入-输出块解耦问题。首先证明一个关于相容(A, B)-不变子空间族的定理，再利用它证明不相关解耦的充要条件。然后，给出解耦算法。最后证明，由算法得到的解耦形式是一种标准形式。     

混合液温度流量解耦控制算法及系统虚拟

针对一种具体的混合液温度流量非线性控制问题，文中提出了一种解析方式的解耦控制算法。采用MatLab对算法的仿真表明，这种解耦控制算法具有良好的解耦和控制效果。为全面分析该算法，设计了交互式实时混合液温度流量解耦控制系统虚拟软件，该软件的使用结果说明，这种算法可以很好地解决这种解耦控制问题。     

基于RF-GA的六维力传感器解耦方法

多维力传感器的维间耦合问题严重影响了检测精度的提高。通过设计新型RF-GA（基于遗传算法的改进随机森林算法）解耦方法解决多维力信息的解耦问题，实现提高力传感器检测精度的目标。针对随机森林算法中含有大量子树，但每个子树的预测准度无法保证的问题，利用遗传算法对随机森林的子树进行筛选，保留优质子树，从而提高预测精度。以基于应变检测的六维力传感器为实验对象，将RF-GA算法运用到实际力信息解耦中，并通过解耦实验对RF-GA算法进行验证。与现有解耦算法相比，RF-GA解耦方法具有精度高、解耦时间短的优点，实验结果表明该算法能有效提高多维力传感器的解耦精度。     

非线性系统解耦原则及实施

本文给定输出的一个分划,寻找反馈规律,使得控制系统分解成若干个平行的、独立作用 的子系统,这就是控制系统的反馈(块)解耦问题.对于由微分代数语言描述的非线性输入输 出控制系统,证明了它具有其本身所固有的解耦结构,当且仅当给定的分划与这个解耦结构相 "匹配"时.系统可达到解耦.对于由状态空间方程所描述的非线性系统,本文用动态扩张算法 给出了其解耦结构的构造.     

非线性广义时变系统的干扰解耦

讨论了在正则状态反馈作用下,一类非线性广义时变系统的干扰解耦问题.首先,提 出了一种新的解耦算法;然后,基于该算法,对系统的干扰解耦问题进行了研究,推导出该问 题可解的充分必要条件,并且构造出反馈控制律;最后,举例说明了该方法的可行性.     

基于IFWA-ELM的六维力传感器解耦算法

针对六维力传感器的维间耦合严重影响测量精度的问题，本文提出了一种基于改进烟花算法优化极限学习机（IFWA-ELM）的解耦算法。首先，对烟花算法的爆炸半径、变异算子和选择策略进行改进，形成改进烟花算法（IFWA）。其次，采用改进烟花算法寻找极限学习机的最佳网络参数，解决极限学习机随机生成初始权值和阈值导致网络不稳定、隐含层神经元数量对网络性能影响较大的问题。为了验证算法的解耦性能，本文以应用于4500m深海机械臂的六维力传感器作为研究对象，采用最小二乘法（LS）、BP神经网络（BPNN）、极限学习机（ELM）和IFWA-ELM算法进行解耦实验。实验结果表明：IFWA-ELM算法具有较好的非线性解耦能力，解耦后Ⅰ类误差控制在0.27%以内，Ⅱ类误差控制在0.13%以内，有效提高了六维力传感器的测量精度。     

一类块三对角矩阵的计算

通过构造一个矩阵序列,给出了一类块三对角线性方程组的解耦算法,并用来求解其线性方程组.进而将其思想方法应用于块三对角矩阵行列式的计算.与现有的算法比较,此算法具有计算量和存贮量较少,且编程较简单的特点.     

一般非线性系统的控制解耦

本文利用微分几何方法,讨论了一般非线性系统的反馈解耦和无交互控制问题,给出了一般非线性系统的状态方程反馈解耦及块输入-块输出无交互控制问题可解的充分必要条件.     

基于神经网络的解耦控制方法

本文介绍了BP算法的基本原理及其实现步骤,并将BP算法应用于神经网络解耦器和PID神经网络的训练中,即本文中各个神经网络的训练算法均采用BP算法,提出了一种神经网络在线解耦控制算法,即将神经网络解耦和神经网络PID控制两者结合,对系统进行解耦控制。将解耦与控制结合,既避免了单独采用自适应PID控制时控制效果不佳的问题,又避免了单独采用解耦时原有控制器不能适应变化后的对象问题。最后对一组双输入双输出耦合系统进行了仿真研究。     

一种基于Volterra模型的非线性系统具有全解耦结构的递阶式自适应辨识方法

研究了在输入输出观测数据均含有噪声时如何对基于Volterra级数描述的非线性系统进行解耦自适应辨识的问题. 按照Volterra级数模型的伪线性组合结构, 采用总体最小二乘辨识技术的原理, 导出了一种总体全解耦辨识的思想. 从而建立了一种具有全解耦结构的递阶式自适应辨识算法, 给出了该算法的结构图. 相比于部分解耦辨识算法, 该算法的优点在于它能够在全噪声数据环境下得到更高的收敛速度和精度. 仿真研究的结果证明了本文方法的有效性.     

线性时滞系统的输入-输出能量解耦

提出一种针对具有时变时滞的线性时滞系统的能量解耦方法,即从输入-输出的能量 关系上实现解耦,使得任何一个输入的能量主要控制对应的一个输出的能量,对其它输出能量 的影响尽可能小.该解耦方法兼有静态解耦与动态解耦的特点.所有结论均由线性矩阵不等式 描述.     

Disturbance Decoupling of Time Delay Systems

A necessary and sufficient condition is derived for the solvability of the disturbance decoupling problem by a pure shift dynamic compensator. It corrects previously obtained results for multi‐input multi‐output (MIMO) systems. Also, necessary and sufficient conditions are given for the solvability of the problem by a dynamic compensator for single input single output (SISO) systems.     

Input/Output Decoupling of Square Linear Systems by Dynamic Two‐Parameter Stabilizing Control

Analytical expressions of the free parameters of a two‐parameter stabilizing control (TPSC), solving an input/output (I/O) decoupling problem, are presented, and stability conditions are given. Multi‐input‐multi‐output (MIMO), proper, lumped and linear time invariant (LTI) systems are considered. These systems have stabilizable and detectable realizations. The separation principle is applied to design a dynamic output control in a controller‐observer feedback configuration. The I/O relation of the overall system is equivalent to a subsystem, in which the I/O decoupling problem has a solution. Also, if the state dimension of the plant is even, and is double the input dimension of the plant, then coprime factorizations of the plant used for the stabilizing controllers are proposed. The results are illustrated through an example.     

A frequency domain approach to the block decoupling problem I. The solvability of the block decoupling problem by state feedback and a constant non-singular input transformation

Necessary and sufficient conditions are determined for the block decoupling of an J-input, m-output, linear, time-invariant and minimal system (where each block contains more than one output) using state feedback and a constant non.singular input transformation. A technique for solving the block decoupling problem is also proposed.     

线性定常系统的输入-输出能量解耦

提出一种介于动态解耦与静态解耦之间的能量解耦方法, 即从输入_输出的能量关系上实现解耦, 使得任何一个输入的能量主要控制对应的一个输出的能量, 对其它输出能量的影响尽可能小. 所给实例表明, 该方法具有良好的解耦效果.     

线性定常系统的输入-输出能量解耦

提出一种介于动态解耦与静态解耦之间的能量解耦方法,即从输入_输出的能量关系上实现解耦,使得任何一个输入的能量主要控制对应的一个输出的能量,对其它输出能量的影响尽可能小.所给实例表明,该方法具有良好的解耦效果.     

Block Decoupling by Precompensation Revisited

The block decoupling problem by admissible dynamic precompensation for LTI systems is considered. Admissibility refers to the preservation of the class of controlled output trajectories, i.e. functional output controllability is concerned, which is more demanding than just pointwise output controllability. This problem has been solved by Hautus and Heyman, within a transfer function matrix approach. Different new equivalent solvability conditions in terms of controllability subspaces, transfer function matrices or matrix pencils are given. One of these conditions (expressed in the input space) is at the origin of new necessary and sufficient conditions for block decoupling by general precompensation (possibly non admissible and nonsquare), in the wider sense of Basile and Marro     

模糊关系系统的反馈解耦

本文研究动态模糊关系系统的输出反馈解耦问题.在给定的开环系统表述形式下,提出 了一种解耦控制器的结构,并导出了若干涉及解耦问题的解的结论.     

DECOUPLING WITH STABILITY: APPLICATION TO THE REAL TIME CONTROL OF A WATER STORING PLANT

In this paper, results on decoupling with stability are applied to the real‐time control of a water storing plant. The conditions of decoupling with stability are verified on the approximate linear model of the system, and a decoupling state feedback providing pole assignment is designed. The state feedback controller achieves input‐output decoupling with stability, allowing controlling the levels of the water in the tanks independently. Simulation and experimental results are also presented showing a good performance of the designed controller.     

Transfer matrix approach to the triangular block decoupling problem

The triangular block decoupling problem for linear multivariable systems is studied via the transfer matrix approach. This approach clearly separates the problem of admissible control laws from the one of desired decoupled system specifications. Necessary and sufficient triangular decoupling conditions are given for various control laws. These conditions are expressed in a very simple way in terms of linear dependance among the transfer matrix rows. It turns out that when the problem is solvable, this can be done by static state feedback on a minimal realization of the system. Furthermore it is shown that whenever triangular block decoupling is possible, it is also attainable with stability.