基于微分几何的带钢热连轧活套解耦控制

带钢热连轧机活套系统是一个耦合的多输入多输出的非线性系统。针对活套系统的解耦控制问题,提出了基于微分几何的解耦控制方法。微分几何方法利用微分几何中的局部变换来研究系统的基本特性,是处理非线性多变量系统解耦问题的有效数学工具;建立了活套系统的数学模型,利用微分几何方法,通过非线性状态反馈对热连轧活套进行了解耦控制,并针对活套系统实例进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制算法具有较好的解耦效果,有效地提高了活套系统的控制效果。     

静止无功发生器的微分几何变结构控制方法

根据静止无功发生器(SVG)数学模型的非线性特性,提出了微分几何变结构控制方法,运用微分几何精确线性化理论,把非线性系统转化成了一个线性系统,在此基础上应用非线性变结构控制理论进行设计控制器。结果表明,微分几何变结构控制方法对补偿SVG的无功电流具有有效性和可行性。     

非线性系统的微分几何方法在交流传动控制中的应用

本文采用非线性系统的微分几何方法实现交流异步电动机的解耦控制和完全线性化,为交流传动系统提出了一种新的控制方法.     

可逆冷带轧机速度张力系统的动态滑模解耦控制

为削弱可逆冷带轧机速度张力系统中各变量间的非线性耦合影响,本文提出了一种基于幂指数趋近律的微分几何动态滑模解耦控制方法.首先,应用微分几何理论,通过非线性状态反馈和坐标变换,实现了可逆冷带轧机速度张力非线性耦合系统的输入/输出动态解耦和线性化.其次,针对解耦后得到的各独立线性子系统,综合考虑可逆冷带轧机速度张力系统的负载扰动、参数摄动和未建模动态等不确定部分的影响,基于幂指数趋近律设计了动态滑模控制器.理论分析表明,所提出的控制方法能够保证闭环系统渐近稳定,并能有效削弱系统抖振.最后,对某1422mm可逆冷带轧机速度张力非线性耦合系统进行仿真,并同其他解耦控制方法相比较,结果验证了所提出方法的有效性.     

三相磁集成VRM的微分几何非线性控制研究

以三相磁集成VRM为研究对象,应用微分几何理论实现三相磁集成VRM的非线性解耦控制。在统一的开关脉冲函数下,基于微分几何理论得到三相磁集成VRM的状态反馈线性化解耦控制规律。建立三输入三输出仿射非线性模型,仿真实验表明,基于微分几何非线性控制的磁集成VRM具有良好的动态品质和稳态特性。     

一类非线性多变量系统的解耦线性化

本文讨论了非线性多变量系统的解耦和完全线性化问题.利用微分几何理论中分布不变性的概念,提出并证明了当系统的相对阶次之和小于系统维数时,非线性解耦系统实现完全线性化并保持其解耦性不变的条件,还给出了这类系统完全线性化的具体求解方法.     

微分几何理论在非线性解耦和线性化中的应用

非线性系统的微分几保控制理论的形成和发展给非线性控制的研究带来了一系列理论上的突破和成果，本文综了近年来微分几何理论在非线性系统解耦控制和线性化方面的应用状况。     

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.     

一类非线性仿射系统的滑模降阶控制器设计

针对一类非线性仿射系统的控制器设计问题,基于滑模变结构控制理论,提出一种新的控制器设计方法:滑模降阶方法.首先反复运用变结构控制理论对一类n阶的仿射非线性系统构造n-1个微分同胚变换函数和n-1个滑动流形,将初始系统降至一阶系统,并给出了变结构控制律;然后利用当前级与上一级控制输入的映射关系进行n-1次反推运算,即可得到初始系统的控制输入;最后通过仿真算例表明了所提出方法的有效性和可行性.     

基于微分几何的无轴承电机神经SMVS解耦控制

以无轴承永磁薄片电机为研究对象,阐述了其径向力悬浮机理,推导了径向悬浮力数学模型.采用非线性微分几何的方法研究了无轴承永磁薄片电机在负载运行时径向悬浮力之间的解耦控制问题,实现电机径向悬浮力与悬浮力绕组中电流之间的解耦控制.将原耦合系统解耦和基本线性化成独立的伪线性系统,并对解耦后的伪线性子系统设计了神经滑模变结构控制...     

电流滞环控制PWM逆变器异步电动机的非线性解耦控制系统

本文针对电流滞环控制PWM逆变器异步电动机系统这一非线性、多变量、强耦合的控制对象,采用非线性变换和非线性反馈,实现了系统的动态解耦和全局线性化.其中关键问题是对合性条件的满足,从而分解成线性化的转速子系统和转子磁链子系统,两个子系统的调节器可按古典线性理论设计.最后,用8096十六位单片机实现非线性解耦控制算法,组成了交流变频调速系统,并给出实验结果.     

压电陶瓷驱动器ECNLP动力学模型及其位移跟踪控制器的研究

针对压电陶瓷驱动器中存在的复杂非线性滞回动力学特性, 首先建立了一种新型机电耦合非线性集总参数(Electromechanical coupling nonlinear lumped-parameter, ECNLP)模型. 该模型不仅能够准确、合理地刻画压电叠堆中的非线性滞回动、静态特性, 而且充分考虑了驱动器中弹性和运动部件的动力学特性. 基于此模型, 利用微分几何的输入输出线性化原理, 实现了该模型的精确线性化变换, 并导出了相应的线性可控规范型子系统. 根据该子系统, 提出了一种基于LQ方法的压电陶瓷驱动器非线性位移跟踪控制系统, 并进一步验证了余下内动态子系统的稳定性. 最后, 通过仿真计算检验了系统的控制效果.     

采用模糊控制的感应电动机解耦变结构系统的研究

感应电动机的解耦变结构控制是一种新型的交流控制系统,但解耦变结构控制在实际系统中会引起抖振问题,从而影响了控制系统的性能.将模糊控制引入感应电动机解耦变结构系统可以有效地抑制抖振,从而提出了采用模糊控制的感应电动机解耦变结构控制系统.     

含齿隙弹载舵机的全局反步模糊自适应控制

针对制导弹药电动舵机伺服系统中存在的齿隙、不确定参数及外部干扰,提出一种基于反步法的全局模糊自适应控制方法.首先,综合考虑上述非线性因素,分析描述齿隙的近似死区模型,建立含齿隙弹载舵机的双惯量机电模型,并将其引入采用"三闭环"结构的伺服系统中,构建非线性系统的状态空间;然后,采用模糊逻辑系统对齿隙等非线性因素进行自适应逼近与补偿控制,通过反步递推构造全系统Lyapunov函数,并运用Lyapunov第二法证明了整个闭环系统最终一致有界.仿真实验表明：较经典PID控制,该方法能更有效地削弱齿隙引起的传动力矩抖振与振荡冲击,既保证了系统的跟踪速度与控制精度,对不确定参数与外部干扰也具有较强的鲁棒性.     

解耦变结构交流速度控制系统的研究

本文提出了一种新型的AC速度控制系统——解耦变结构控制系统。它利用解耦原理简化感应电动机的数学模型,然后采用变结构控制原理克服转子电阻随温度变化带来的不良影响,保证了系统的动态和静态性能。文中推导出解耦变结构速度控制系统的数学模型、滑模控制器结构,并给出仿真结果。     

变结构模糊神经网络在交流解耦变结构系统中的应用*

在感应电动机的控制中采用解耦变结构控制,有效地简化了控制器的设计,并提高了控制器的抗干扰性和鲁棒性,交流解耦变系统中应用变结构模糊神经网络一方面系统原来存在的抖振得以抑制,另一方面又使系统具有自学习和自调整模糊规则的能力,提高了控制系统的智能,改善了控制系统的性能。     

Intelligent control of DC motor driven electromechanical fin actuator

In this paper modeling, simulation and control of an electromechanical actuator (EMA) system for aerofin control (AFC) with permanent magnet brush DC motor driven by a constant current driver are investigated. Nonlinear model of the EMA-AFC system has been developed and experimentally verified in actuator test bench. Model has been used as the starting point for PID position controller synthesis. To improve performances of the system, computational intelligence has been applied. Genetic PID optimization, genetic algorithm (GA) optimized fuzzy supervisory PID control and finally GA optimized nonlinear PID algorithm modification are proposed. Improved transient response and system behavior have also been experimentally validated.     

基于广义未知输入观测器的鲁棒故障估计方法

当干扰存在时,有效地估计故障且放松故障的限制条件需要进一步的研究,为此针对含未知干扰的非线性连续系统的鲁棒故障估计问题提出一种广义未知输入观测器方法。首先,将执行器故障向量和传感器故障向量与原系统状态向量组成广义系统,放松对故障类型的限制,对此广义系统设计未知输入观测器解耦干扰,保证鲁棒性的同时估计出状态变量、执行器故障及其一阶微分和传感器故障。然后通过解线性矩阵不等式（LMI）给出估计误差渐近收敛的条件。最后,在MATLAB 的simulink平台上用三叶片水平轴风力模型仿真验证本文观测器的故障估计有效性鲁棒性。     

一种提高RS422通信BIT可靠性的设计方法

电动静液作动器是飞机操纵系统的关键部件,要求有较好的速度平稳性。系统内存在泄漏非线性和摩擦非线性等影响速度平稳性的因素。滑模控制可以有效抑制系统内非线性因素的影响,但是由于抖振现象的存在限制了速度平稳性的进一步提升。针对固定切换增益的滑模控制方法的不足,提出一种基于变结构滤波器的自适应滑模控制方法。采用变结构滤波器估计系统状态信息,估计的系统状态信息用于构建滑模面,采用自适应切换增益来导出控制率,有效减小了抖振幅度。仿真结果证明了自适应滑模控制方法的有效性,采用这种方法提高了电动静液作动器的速度平稳性。