扩散炉多变量控制

本文用多项式阵方程的求解方法,设计了扩散炉温度控制系统的补偿器,并简化了补偿器结构。实验结果表明效果有明显的改善。     

控制系统多项式矩阵方法软件包的设计

本文介绍了矩阵形式描述的单变量和多变量控制系统动态补偿器的计算机辅助设计(简称CAD)软件系统。本软件共包括了十种动态补偿器的设计,用户可不必了解其中控制算法的细节及程序结构,便能很快设计出符合要求的控制系统,并可对设计的系统进行仿真运算,给出数值结果和图形显示结果。本软件包括了控制系统多项式矩阵设计理论方面研究的许多新成果,全部程序均用C语言编写。     

磁县浮实验列车模型的解耦控制系统

本文主要讨论磁悬浮实验列车模型的解耦控制问题.在分析列车动力学模型的基础上,利用信号变换技巧,实现了系统的解耦,对解耦系统根据性能要求配置了闭环系统的极点,通过状态反馈给出了反馈阵F,应用Pearson动态补偿器理论设计了补偿器,研究了磁悬浮控制系统的具体实现问题.     

一类多项式矩阵方程的洁式解法

本文实际上建议了关于两种多项式矩阵方程X(s)P(s) Y(s)R(s)=F(s)和P(s)X(s) Q(s)Y(s)=G(s)的结式阵解法,式中X(s)和Y(s)为未知多项式阵,其余为适当维数的已知多项式阵。这种解法可以形成计算机算法的基础。它可以用于补偿器的设计。     

PI和PDI补偿器设计

本文研究了多变量线性时不变系统输出比例反馈—串联积分补偿器(简称PI补偿器)和输出动态反馈—串联积分补偿器(简称PDI补偿器)在闭路系统极点任意配置条件下的设计问题。文中通过矩阵[sI-A~r]~(-1)C~r的石既约分解导出了闭路系统特征方程的m×m多项式矩阵行列式表示式,据此建立了新的设计方法。对于PI和PDI补偿器证明了闭路系统极点可任意配置数分别为n≤min{2p+(m-1)[2p/m],n+m}和ηD≤min(v+vp+2p+(m-1)(2p/m],n+m+v}(n和v分别为系统和动态补偿器阶数,m为输出向量维数,p为控制向量维数,(2p/m)表示2p/m的整数部分,m≤p),并且该设计方法比已有的简单、实用。最后举例说明了它的应用。     

实现系统解耦的预补偿阵设计新方法

本文提出一种实现多变量系统解耦的预补偿器常数阵的设计方法,即从传递函数阵G(s)导出一个复常阵C,通过C求得预补偿阵Kp.文中还论述了这种方法的原理,同时给出了应用实例,结果令人满意.     

传感器动态误差高速并行修正方法及其FPGA实现

为了运用动态补偿器来修正由传感器系统特性引起的动态误差,提出了一种基于改进粒子群优化(PSO)算法的动态补偿器设计方法,该方法有效的克服了PSO算法的初始值对补偿器系数的影响。为了将获得的最优动态补偿器运用于实时在线测量,将分布式算法引入到动态补偿器的硬件结构设计中,完成了传感器动态补偿器的高速并行FPGA实现。实验表明高速并行动态补偿器不但能够修正传感器的动态误差,而且其高速并行结构极大减少了对FPGA资源的占用率并有效地提高了系统等效吞吐率。     

控制系统多项式矩阵设计方法软件包的设计与实现

本文介绍了以矩阵分式描述的单变量和多变量控制系统动态补偿器的计算机辅助设计（简称ＣＡＤ）软件系统。本软件共包括了十种动态补偿器的设计，用户可不必了解其中控制算法的细节及程序结构，便能很快设计出符合要要求的控制系统，并可对设计的系统进行仿真运算，给出数值结果和图表显示结果。本软件包括了控制系统多项式矩阵设计理论方面研究的许多新成果，是一个实用的软件设计工具。全部程序均用Ｃ语言编写。     

模型参考和误差白化的传感器动态补偿算法

通过模型参考的系统辨识方法建立传感器的动态补偿器, 常用的系统辨识采用均方误差(mean square error, MSE)为评判标准. 但是, 由于测量噪声存在和补偿器的频率特性, 使得补偿器的输入/输出信号存在严重的噪声干扰, 采用MSE为评判标准的系统辨识方法, 无法得到最优的补偿器的参数. 为此, 本文研究了一种以误差白化(error whitening criterion, EWC)为评判标准, 设计传感器动态补偿器的系统辨识方法. 该方法无需事先已知系统的动态特性, 根据传感器以及参考模型对     

输出反馈极点配置的直接方法

本文研究了线性时不变能控能观系统x=Ax+Bu,y=Cx应用输出比例反馈和动态补偿器任意配置闭路极点问题.文中借助于[sI-A]-1B矩阵的右既约分解矩阵,将闭路系统特征多项式表示成p×p维矩阵行列式表示式,基于这一表示式建立了计算反馈矩阵和设计动态补偿器的简单、实用的新方法.证明了应用输出比例反馈和动态补偿器可任意配置闭路极点数分别为η≤min{max {m+(p-1) [m/p],p+(m-1) [p/m],n}和η0≤min {v+max {vm+m+(p-1)[m/p],vp+p+(m-1)[p/m]},n+v} (其中n和v分别为控制对象和动态补偿器的阶数,p=rankB,m=rankC),文章最后举例说明了这种方法的应用.     

使闭环系统对执行器失效具有完整性的动态补偿器设计

本文提出了一种动态补偿器的设计方法.这种动态补偿器使闭环系统对执行器失效具有 完整性.文中给出了动态补偿器存在的充分条件和设计步骤.     

广义线性系统的全状态输出调节

本文讨论了广义线性系统的能稳性,给出了设计广义系统的观测器和动态补偿器的方法,在此基础上讨论了广义系统的全状态输出调节问题,得到能设计动态补偿器使闭环系统是全状态输出调节的充要条件。     

广义动态系统的微分算子矩阵方法

本文用微分算子矩阵方法讨论了一类广义动态系统的结构性质,并且用微分算子多项式矩阵的系数阵,给出了各类动态系统能控(观)性的直接判据.它是用微分算子矩阵方法研究广义动态系统的开端.     

配置特征结构的n-l阶补偿器设计

本文证明了若系统可观测,n-l阶的动态补偿器不仅可以达到给定特征结构的配置,而且可以任意设置附加的特征值。由于这一结果,n-l阶动态补偿器可用配置全部特征结构的方法进行设计。     

线性控制系统的"能抗干性"

本文把系统排除"外部干扰"的能力概括为系统的"能抗干性",给出了"能抗干性"的严格定义,证明了系统为"能抗干"的充分必要条件及系统达到"输出调节"的充分必要条件,提出了检验"能抗干性"的具体算法.最后,讨论了多项式阵系统的"能抗干性"条件及实现"能抗干性"的补偿器结构.     

基于扩张状态观测器的动态抗饱和补偿器设计方法

针对一类受外界扰动以及执行器饱和影响的不确定非线性系统,提出一种基于扩张状态观测器的动态抗饱和补偿器设计方法.首先通过将系统的不确定项以及外部扰动作为扩张状态,设计线性扩张状态观测器(ESO)对系统的总扰动进行估计;然后,在控制器中引入对扩张状态的估计值,对系统的总扰动进行补偿,设计了动态抗饱和补偿器,将控制器、观测器以及动态抗饱和补偿器的参数求解问题转化为基于LMI不等式组约束的优化问题,确保系统具有尽可能大的收敛域;最后通过数值仿真验证所提出设计方法的有效性.     

离散时间非线性最小相位系统的动态输出反馈镇定

研究了离散时间非线性最小相位系统的动态输出反馈镇定.首先对离散时间非线性系统引入了逼近渐近稳定性的概念.基于此概念,提出了一种动态补偿器设计的新方法.主要结果是,如果一非线性系统的零动态是逼近渐近稳定的,则能用动态输出反馈镇定.动态补偿器的设计是构造性的.     

多变量系统近似解耦正则化补偿器的频域设计*

Hung和MacFarlane在[1]中提出了正则化补偿器的设计方法,但由于来考虑解耦,使设计者难以对系统的瞬态过程进行定量的分析。本文提出的方法以开环传递函数阵的对角元素作为期望特性来设计补偿器,使补偿后的系统同时满足稳定性、瞬态要求、鲁棒性和解耦性。     

压力传感器动态误差修正方法的FPGA实现

为了实时修正由于压力传感器动态特性引起的动态误差,提出了一种基于IIR数字补偿滤波器的FPGA实现方案.该方案首先依据压力传感器动态标定时的输入和输出数据利用改进的最小二乘算法建立全面描述传感器系统的数学模型,继而运用零极点配置方法重新配置模型零极点得到最优IIR补偿器模型及参数,其次在保证补偿器性能无失真或失真很小的基础上使用MATLAB工具量化补偿器模型参数,最后在以FPGA为控制核心的数据采集及存储系统的基础上应用量化的IIR补偿器模型参数设计了IIR补偿器软核,从而实现传感器动态误差的实时修正.实验结果表明:该方案能够实时有效地修正传感器动态误差.     

基于QPSO算法的传感器动态补偿方法及FPGA实现

为了解决在测试系统中由于传感器动态特性引起测试数据失真的问题,提出了一种基于量子粒子群优化算法(Quantum-Behaved Particle Swarm Optimization,QPSO)的传感器动态补偿方法;该方法依据传感器校准时的输入和输出数据运用QPSO算法得到最优补偿器模型及参数;为了将获得的最优动态补偿器运用于实时在线测量,将分布式算法引入到动态补偿器的硬件结构设计中,完成了传感器动态补偿器的高速并行FPGA实现。实验表明高速并行动态补偿器不但能够修正传感器的动态误差,而且其高速并行结构极大减少了对FPGA资源的占用率并有效的提高了系统等效吞吐率。