硬盘驱动器系统的DOBC与H_∞复合控制方法

针对影响硬盘驱动器(HDD)性能的2大主要因素-由硬盘驱动系统引起的干扰和磁头组件中挠性扁电缆引起的扭矩非线性干扰,提出HDD的磁头传动机构-音圈马达(VCM)的DOBC与H∞的复合控制方法.来自硬盘驱动系统的干扰可分为重复性干扰和非重复性干扰.其中的重复性干扰可以和挠性扁电缆引起的扭矩非线性干扰共同看成是VCM输入通道中的干扰,可由动态子系统生成,并用DOBC抵消.非重复性干扰可以和未建模动态、参数和结构的不确定性引起的建模误差、外部扰动共同看成是满足2范数有界的外干扰,并用H∞来抑制.通过将DOBC与H∞控制方法相结合,闭环系统在没有干扰信号时渐近稳定,在有干扰信号时满足H∞控制性能指标.通过IBM硬盘驱动器(DMDM-10340型)的仿真验证了该方法的有效性.     

随机多源干扰系统的复合DOBC和容错控制

针对一类带有多源干扰和常值故障的随机系统,研究其抗干扰和故障诊断问题.多源干扰包括由外源系统生成的部分信息已知的干扰和白噪声干扰两类.第1类干扰包含状态和干扰耦合,不仅可以代表一类部分信息已知的干扰,还可以代表一类随机干扰,且耦合增加了系统的复杂性,导致必然等价原则的无效.为了解决这个问题,提出复合极点配置和线性矩阵不等式(LMI)方法相结合的策略.首先,设计随机干扰观测器来估计第1类干扰;其次,设计随机故障诊断观测器来估计系统故障.基于此,结合容错控制和随机控制,提出基于观测器的复合容错控制策略,在满足一定条件下,该策略可以保证复合系统满足依均方渐近有界.最后,通过仿真验证所提出策略的正确性与有效性.     

一类高阶非线性系统的终端滑模复合控制

研究干扰观测器的控制与自适应终端滑模控制思想相结合,针对调整非线性系统跟踪误差,为了提高控制性能,提出一种适用于一类岛阶非线性系统的复合控制策略.通过引入干扰观测器对系统中存在的不确定进行估计,并利用估计结果对滑模控制输出进行补偿.根据干扰观测器的估计值设计自适应律,实现终端滑模控制器中的切换增益,根据系统扰动的大小进行自适应调节,从而改善由于固定切换增益所造成的滑模控制器输出量过大以及抖振等现象.基于Lyapunov理论证明了复合控制的稳定性,最后通过仿真进一步验证了控制策略的可行性及有效性.     

一类随机系统基于干扰观测器的抗干扰控制

针对一类带有多源干扰的随机系统,研究其抗干扰控制问题.针对可以由未知参数的外源系统产生,代表频率、振幅和初相都未知的干扰,构建随机自适应干扰观测器对其进行估计.基于此,结合自适应控制和随机控制的方法,提出基于干扰观测器的抗干扰控制策略,保证复合系统的所有信号均为均方渐近有界.仿真结果验证了所提出方法的正确性和有效性.     

一类带有输入饱和的随机系统抗干扰控制

针对一类带有多源异质干扰和输入饱和的随机系统, 研究了其精细抗干扰控制问题. 系统中的多源异质干扰同时包含白噪声,\begin{document}$H_{2}$\end{document}范数有界干扰以及外源系统生成的带有状态与干扰耦合的部分信息已知干扰. 针对部分信息已知的干扰, 构建随机干扰观测器对其进行估计. 基于干扰估计, 结合$H_{\infty}$控制方法, 提出基于干扰观测器的精细抗干扰控制策略, 从而实现高精度抗干扰控制. 最后, 仿真结果验证了所提策略的正确性与有效性.     

基于滑模干扰观测器的直流电机系统复合控制

随着直流电机设备在农林业、制造工业和航空航天领域应用得越来越广泛,实际工程对其性能的要求也越来越高。针对直流电机系统控制中面临的建模误差、参数摄动以及摩擦力矩干扰问题,提出一种滑模干扰观测器(SMDOB,sliding mode disturbance observer),其输出可作为控制系统中干扰补偿的设计依据。基于所设计的内环SMDOB,并利用不变性原理,提出一种外环复合控制方案,从而实现直流电机系统的位置跟踪能力。仿真结果表明,相比传统的控制方案,该控制方案下电机系统的跟踪性能更好,对建模误差、参数摄动以及摩擦力矩干扰的鲁棒性更高。而且,该控制方案的结构较为简单,易于工程实现。     

具有一步随机滞后和多丢包的网络系统的最优线性估计

研究了具有随机时滞和丢包的网络系统的最优线性估计问题.本文通过两个满足 Bernoulli分布的随机变量来描述网络数据传输中可能存在的一步随机滞后和多丢包现象. 并基于新息分析方法,提出了线性最小方差下的最优线性状态滤波器、预报器和平滑器. 它们通过解一个Riccati方程和一个Lyapunov方程得到.最后,给出了稳态估值器存在的一个充分条件. 并通过仿真例子验证其有效性.     

基于两级参数算法的对偶控制

针对具有未知参数的随机系统，从随机次优的角度出发，将原不可解的动态规划问题转化为优化一个效用函数，该效用函数考虑了输出调节要求和参数学习要求及两者之间的折衷，充分利用了对偶控制较常规自适应控制的优越性．提出利用两级参数算法来最小化效用函数，从而获得控制信号．仿真结果表明，这种控制器具有良好的对偶性质，能得到较好的学习和控制效果．     

基于速度反馈的直流电动机复合控制方法

针对传统的直流电动机控制系统存在响应速度慢、抗干扰能力差的问题,提出了一种基于干扰观测器和速度观测器的直流电动机复合双环控制方法。该方法在直流电动机PID控制中加入前馈控制、干扰观测器和速度观测器。前馈控制用于提高系统的响应速度和跟踪特性;干扰观测器将外部力矩干扰及电动机模型参数变化造成的实际对象与名义模型的输出差异,等效到控制输入端,即观测出等效干扰,在控制中引入等效补偿,实现对干扰的完全抑制;速度观测器是将系统的转矩指令和实际速度作为输入,利用观测和滤波功能,得到一个不包含高频成分且不滞后于实际电动机速度的观测速度来代替实际速度,作为速度反馈信号。仿真结果表明,该方法具有很好的鲁棒性,降低了因测量噪声带来的电动机振动现象及速度和位置跟踪误差。     

随机控制在车辆零部件检测系统中的应用

主要介绍了车辆检测系统组成,包括主机机械系统,测量控制系统,计算机软件界面。描述了一些随机控制的数学模型。介绍一些在车辆检测系统中实际应用的随机控制算法的实现,在实际应用中的随机控制算法中,针对系统的一些经典算法的改进。     

一类非线性不确定系统的最小方差神经控制

针对一类非线性不确定系统,提出一种新的基于神经网络动态补偿的最小方差控制方法（ＭＶＮＮＣ）。这种控制系统将传统的最小方差控制技术与神经网络优良的非线性逼近能力相结合,从而能有效地消除不确定性引起的控制误差,仿真实验表明,这种最小方差神经控制系统具有较强的鲁棒性和良好的动态性能。     

具有随机通讯延迟和噪声干扰的网络系统控制

针对网络控制系统中普遍存在的通讯延迟问题,在有动态噪声及测量噪声存在的情况下,提出一种延迟补偿器结构,实现了对随机通讯延迟的补偿和对信号的最小方差预测。分析了闭环系统的稳定性,并给出实验结果,证实了所提出理论的正确性。     

动态数据校正技术用于GMVC控制器性能评估的改进

在实际工业生产过程中,控制器性能的好坏直接影响了系统的收益;事实上,由于工作环境的复杂性,控制器容易受到各种干扰信号的影响,这通常会导致控制效果不符合预期;因此,对控制器的性能进行评估显得尤为重要;针对反馈系统中测量噪声的干扰问题,分析了测量噪声对基于广义最小方差控制(GMVC)的控制器性能评估(CPA)结果的影响;为了提升CPA的精度,提出了一种动态数据校正(DDR)方法来降低测量噪声对系统性能的影响;首先,在SISO和MIMO系统中引入基于GMVC的CPA;接着讨论了测量噪声对CPA结果的影响;最后,采用DDR滤波器来提升CPA结果的准确性;仿真中系统在不同情况下输出的比较验证了DDR滤波器的良好性能.     

基于小波网络的一类非线性系统稳定最小方差控制

研究一类非线性系统的最小方差控制．将非线性系统等价表示为时变线性系统，利用小波网络的非线性逼近特性在线辨识时变系数，利用改进的投影算法在线调整小波网络的权值；在此基础上设计了非线性系统的最小方差控制器，并分析了闭环控制系统的稳定性．仿真结果表明了该算法的有效性．     

基于神经网络的一类非线性系统的自适应控制

基于递归神经网络给出了仅含一个非线性环节的一类非线性系统的自适应控制方案。该方案采用递归神经网络辨识非线性系统中的未知非线性环节。沿用广义最小方差自校正控制方法,可以解决非线性环节未知和工作点变化时传统方法无法控制的自适应控制问题。理论分析和仿真结果表明,该方法具有很好的控制效果。     

最小方差观测器逆设计实现方法

针对最小方差观测器正向设计存在的局限性,提出了一种允许部分极点配置的逆设计方法.该方法由观测器部分极点配置和观测器最小方差化两个环节组成.该文重点研究了逆设计方法提出的理论依据和最小方差化实现的技术细节,并讨论了对噪声协方差矩阵的设定估计问题.数值仿真结果印证了该方法的有效性.     

船舶减摇鳍系统最小方差控制

本文对船舶减摇鳍系统的最小方差稳定控制进行了研究，提出了准最小方差控制，加权准最小方差控制，隐式最小方差控制及自适应控制方案，在计算机进行了数字仿真，并与目前工程上使用的ＰＩＤ控制进行了比较，结果表明：减摇鳍系统运动姿态的准最小方差控制与最小方差控制均可获得令人满意的效果。     

基于两级算法的对偶控制

考虑具有未知参数的随机系统的最优控制问题.采用包含新息方差指数项的损失函数优化系统的性能.新的损失函数由两部分组成:第一部分反映了对输出的调节作用;第二部分反映了辩识系统中未知参数应尽可能多地收集系统信息的需求.提出了一种两级优化算法.该算法首先把不可分问题转化为可分的两目标优化问题,再从两目标优化的非劣解集中挑出原问题的最优解.该控制律易于实施且具有对偶特点.仿真结果表明本文所得的控制律的有效性.     

轻武器伺服跟踪系统的干扰补偿控制

为提高轻武器伺服跟踪系统的位置跟踪精度,提出一种基于干扰观测器的CMAC-PD复合控制方法。将摩擦、电机力矩波动和模型参数不确定性等影响系统性能的因素视为干扰,采用一种新型的干扰观测器对其进行估计并加以补偿。在此基础上,提出一种基于CMAC与PD的复合控制方法。对比仿真实验表明,基于干扰观测器的CMAC-PD复合控制能更有效地抑制干扰对轻武器伺服跟踪系统动态性能的影响,进而使系统获得更高的跟踪精度。     

基于Volterra级数的一类非线性系统性能评估

化工过程多具有非线性特征,针对用线性系统性能评估方法处理非线性系统会存在过估计的情况,研究了一类叠加线性干扰的非线性系统的性能评估问题。通过使用Volterra级数近似非线性环节,把最小方差性能评估问题转化成一类模型辨识问题,并从辨识误差中得到非线性系统的最小方差估计值。通过数值仿真,将新方法所得结果和现有线性性能评估方法进行了比较,验证了设计算法的优越性。