H∞回路成形方法在航空发动机控制中应用及验证

引入了基于频域理论的H∞回路成形方法对航空发动机进行控制器设计,有效地克服了类似于LQG的传统时域方法设计过程不透明的缺陷;为了提高控制器设计效率和准确性,在设计过程中,设计了一种能自动搜寻满足要求的权函数参数的方法,同时对传统的控制结构进行了改形,改善了控制器性能;为更充分对控制器性能进行验证,在设计的航空发动机数控系统快速原型化实时仿真平台上进行了仿真,证实了所设计的改型后的H∞回路成形控制器在航空发动机控制上所具有的良好的性能。     

航空发动机全飞行包线鲁棒控制器设计研究

对全飞行包线内的发动机控制问题展开研究,分析了包线的划分和标称点的确定问题,提出了根据发动机进口参数的相对变化指标对飞行包线进行划分的方法.同时将二自由度H∞鲁棒控制方法引入航空推进系统的控制器设计中,克服了传统鲁棒控制器无法兼顾系统的性能和鲁棒性要求的缺陷.最后在设计的航空发动机数控系统快速原型化实时仿真平台上进行了仿真,证实了所提出的全包线划分方法的正确性和所设计的增益调度鲁棒控制器在某型航空发动机全包线控制上的良好性能.     

航空发动机LQG/LTR多变量控制器实验验证

针对航空发动机这一具有耦合和强非线性被控对象,引入了LQG/LTR多变量控制器设计方法,在介绍其原理的基础上利用该方法设计了某型航空涡扇发动机的LQG/LTR控制器;为了检验所设计控制器的性能,设计了硬件在回路仿真系统,从软件编程和硬件选型构建两方面介绍了仿真系统的设计方法,并利用构建的仿真系统验证了所设计的LQG/LTR控制器具有良好的鲁棒性和抗干扰性,表明LQG/LTR方法适合用于航空发动机多变量控制器设计,所设计的硬件仿真系统能较好的再现发动机及其控制系统的工作过程.     

永磁直线伺服系统二自由度H∞控制器设计

对永磁直线伺服系统速度提出基于模型匹配的二自由度H∞动态控制器设计。将二自由度控制与H∞控制相结合,在建立模型匹配二自由度H∞控制系统状态空间模型的基础上,将直线伺服系统的速度动态控制器设计问题归结为标准的H∞控制问题,通过求两个Ricati方程的解得到H∞控制器,以保证永磁直线伺服系统的鲁棒性。仿真实验结果表明,用该方法设计的永磁直线伺服系统具有良好的抑制扰动和跟踪给定的效果,满足数控机床及机器人等高精度系统对直线伺服速度控制的要求。     

汽车四轮转向(4WS)的二自由度鲁棒控制器设计

四累转向控制器的传统设计没有考虑汽车参数在运行过程中的变化,这样得到的控制器往往难以维持其原有设计性能指标,采用鲁棒控制理论,提出二自由度鲁棒控制器设计方法,鲁棒控制器的设计归结为一个线性矩阵不等式的求解,最后给出了一个计算实例。     

航空电子系统仿真验证方法分析

针对航空电子系统的高度复杂、高度可靠并且成本高昂的特点,基于硬件在回路仿真的思想,提出了航空电子系统的仿真验证方法,并对其中的实时仿真计算机系统、建模及代码自动生成和实时仿真算法进行了较为深入的分析,并提出了工程解决方案。     

物料计量系统鲁棒控制器设计

通过传送带速度调节给料系统 ,分析了包装机械连续喂料称重计量系统的性能 ,给出了一种提高系统鲁棒性的控制器设计方法 ,并根据该给出的H∞ 方法 (即极小化极大法 )设计了一个鲁棒控制器加于原系统 ,使原系统的性能得以提高     

基于鲁棒开环解耦的系统逆二自由度控制

针对MIMO系统的轨迹跟踪,提出一种基于鲁棒开环解耦的系统逆二自由度（2DOF）控制方法．该方法通过鲁棒开环解耦解决MIMO系统的耦合问题,利用系统逆2DOF控制保证轨迹跟踪性能．首先提出一种保证预补偿器阶数最小和解耦系统鲁棒性的鲁棒开环解耦方法;然后结合鲁棒开环解耦和系统逆2DOF控制,给出系统逆前馈控制和H∞混合灵敏度鲁棒反馈控制器的设计方法;最后通过设计实例及仿真结果验证了该控制方法的有效性．     

基于人工蜂群优化的环形二级倒立摆H∞鲁棒控制器设计

采用H∞回路成形控制方法实现环形二级倒立摆系统的平衡控制;对于H∞回路成形控制器来说,权函数的选择直接影响控制器性能,而往往权函数的选择是需要通过设计人员的不断试凑来完成,不仅设计效率低下,而且无法得到最优的控制性能;因此引入人工蜂群算法,依靠其优异的全局寻优能力,完成对H∞回路成形控制器权函数的求解并保证最优的控制器性能;仿真结果表明,蜂群算法能够寻优到最优的权函数参数,对应的H∞控制器能够保证环形二级倒立摆在受到外界干扰的情况下依然保持在平衡位置。     

线性参数不确定系统的H-鲁棒控制器设计

本文主要讨论了带有未知不确定参数的线性系统的H_∞鲁棒控制问题,这里假定其中的不确定性是时变有界的,并同时存在于系统的状态矩阵和输入矩阵中,文中提出了一种同时使受控对象保持二次稳定并满足干扰约束的状态反馈设计方法。结果表明,该类反馈控制律可以通过求解一个含有参数的代数Riccati方程得到。     

某型航空发动机燃油调节器改型设计研究

航空推进系统仿真技术在发动机预研和型号研制中具有重要的作用。某型现役飞机飞行高度增加,需对其燃油调节器进行改型设计,而关于航空发动机燃油调节仿真的问题,大多数是以传递函数及插值表等形式来描述的,计算量大,物理意义不直观,仿真效果不明显。针对以上不足,在对某型发动机燃油调节器的组成、功能、工作原理进行了详细分析的基础上,以流量连续方程及力平衡方程为基础,结合Adaptive Simpson积分方法,基于AMEsim仿真软件,采用图形化时域仿真建模方式建立了相关部件的数学模型,对其高空工作特性进行了仿真分析。结果表明,保证了发动机的正常工作,为燃油调节器的设计与改进提供了依据。     

基于LMI的鲁棒控制器设计

研究了时域线性系统的鲁棒控制分析与综合,提出了将鲁棒控制设计问题转化为线性矩阵不等式（ＬＭＩ）形式的方法,给出了鲁棒控制器的标准ＬＭＩ结构,并通过求解ＬＭＩ得到鲁棒控制棒。文中以双转子涡喷发动机控制器设计为例风言风语地基于ＬＭＩ的鲁棒控制器,表明所给方法是可行的。     

一种鲁棒状态控制器的设计及应用

根据系统模型的不确定程度，合理选择系统的稳定储备，并配置系统闭环极点，得到一期望的闭环状态方程式，并以此作为参考模型来设计状态反馈控制器。仿真结果证实这种方法具有很高的鲁棒性，可广泛应用于过程控制系统的设计。     

全局最优鲁棒控制器设计

研究了一类时变不确定系统,证明了求解全局最优鲁棒性能问题的一线线性矩阵不等式（LMI）,给出了相应的全局最优鲁棒控制器的具体设计方法,并通过算例对控制器的设计作了进一步的说明。     

最优鲁棒容错控制器的设计

本文针对同时含未建模不确定性和执行器失效的系统，利用Ｒｉｃｃａｔｉ方程和Ｌｙａ－ｐｕｎｏｖ稳定性定理给出了鲁棒控制器设计方法。通过在每个控制回路中嵌入增益，结合Ｒｉｃｃａｔｉ方程中加权矩阵Ｑ和Ｒ的适当选取。本文所给出的控制器在正常和某些冗余执行器失效情况下，皆对系统中普遍存在的不确定性具有鲁棒稳定性。     

鲁棒自适应控制器的一种实现方法

针对线性离散系统,建立了一种鲁棒直接自适应控制器,并通过对乘积摄动项△(q^-1)的实时辨识,实现了在线修改模型结构的算法。从而实现了一种自适应与鲁棒控制器真正结合的控制器设计方法。给出了在无需持续激励(PE)的条件下控制器的鲁棒稳定△(q^-1)辨识算法的稳定性的定理;讨论了摄动项△(q^-1)的取法和对模型修正方法。仿真结果表明了该方法的可行性。     

一种鲁棒逆基控制器的设计方法

针对多变量病态过程的控制问题,提出一种鲁棒逆基控制器的设计方法。该方法把频域响应近似法(Frequency Response Approximation,FRA)和高级鲁棒控制方法相结合,采用频域响应近似法设计一个低阶逆基控制器来近似,通过高级鲁棒控制方法获得的高阶鲁棒控制器。得到的控制器结构简单,容易实现,并且具有良好的鲁棒控制性能。通过对一个在过程控制领域被广泛研究的病态精馏塔模型进行设计与仿真,验证了该方法在病态过程控制问题中的有效性。     

Robust Controller Design for AQM Router

This paper designs a robust active queue management (AQM) controller for IP routers based on the robust mu-analysis. Specifically, we synthesize the controller by modeling the uncertainty of the TCP/AQM system in the form of an uncertainty weight, and by approximating the mu-optimal control problem with the H_infin S/T/U MSP (Mixed Sensitivity Problem). We also analyze the NP (Nominal Performance), the RS (Robust Stability) and the RP (Robust Performance) of the TCP/AQM system     

一种鲁棒预测控制器的设计和研究

针对由CARIMA模型描述的不确定系统，在设计广义预测控制律的基础上，通过引入一个鲁棒调节回路，构成了一个鲁棒预测控制器，分析了闭环系统的动静态特性和稳定性，给出了系统鲁棒稳定的充分条件，理论分析和仿真研究表明，该控制器具有良好的动静态特性和较强的鲁棒性，并且对非最小相位和开环不稳定的对象都是适用的。     

柔性机械手的鲁棒控制器设计

针对柔性机械手的动力学方程具有非最小相位的特点,运用重新定义的柔性机械手系统的输出,通过输入输出线性化,将系统分解为输入输出子系统和零动态子系统．考虑到柔性机械手系统存在的不确定性,设计终端滑模控制器,使输入输出子系统在有限时间内收敛到零．最优组合输出系数采用混沌遗传算法优化,以保证零动态子系统在平衡点附近渐近稳定,从而保证整个系统渐近稳定．仿真结果证明了设计方法的有效性．