汽车转向/制动不确定系统的一致性协同控制

考虑到不确定参数和耦合干扰会使系统性能恶化,提出一个一致性协同控制系统研究汽车转向系统和防抱死制动系统的协同控制问题。该控制结构由制动鲁棒自适应控制器和转向一致性鲁棒自适应控制器组成。先设计了制动鲁棒自适应控制器;然后针对转向系统和制动系统之间的补偿控制律难以确定的困难,定义一致性误差和一致性误差模型;设计转向角和横摆力矩的一致性鲁棒自适应控制器;最后设计制动力分配策略。仿真结果证明提出的一致性协同控制系统是正确可行的,它改善了汽车制动稳定性能和转向性能。     

基于模型参考自适应的网络控制系统随机时延补偿

随机时延和数据丢包造成网络控制系统性能下降甚至使得系统不稳定.为了提高网络控制系统的动态性能,提出一种基于模型参考自适应控制的双端Smith预估随机时延补偿控制策略.首先,通过在控制器端和执行器端分别引入Smith预估器,将随机时延补偿控制问题转换为模型匹配问题.然后,设计模型参考自适应控制器使Smith预估模型和真实模型相匹配,实现对随机时延的完全补偿.仿真结果表明,提出的控制策略能够对网络时延进行有效补偿,且具有良好的实时性.     

永磁直线同步电机自适应内模控制研究

为了解决永磁直线同步电机（PMLSM）运行过程中对系统参数摄动及负载扰动等不确定因素敏感的问题,结合内模控制和模型参考自适应控制各自的优点,设计了PMLSM自适应内模控制器（AIMC）.仿真结果表明,自适应内模控制器同常规PI控制器相比,具有更好的动态稳定性和跟踪性能,对外界干扰具有较强的鲁棒性.     

二元精馏塔中的内模解耦控制的应用

针对一类有多变量、强耦合、大时滞特点的精馏塔控制系统,为了提高系统的整体控制性能,文中给出了内模解耦控制器的设计过程,该控制器具有同时兼解耦器、内模控制器的特性,采用解耦原理与内模控制融合方法设计,其解耦作用是使系统成对角优势,避开动态解耦技术要求精确模型且可能为物理不可实现对象的矛盾,其内模控制可补偿不精确解耦及时滞导致的控制品质下降。通过解耦分析和稳态误差分析,推导出解耦内模控制器的表达式。仿真研究结果表明该控制器控制系统具有较好的解耦能力和较强的鲁棒性．具有很好的应用前景。     

基于内模控制的窑炉温度控制系统

针对窑炉温度控制系统的大滞后、大惯性的特点,利用内模控制参数调节简单,鲁棒性好及PID控制易于实现的优点,设计了基于内模的PID控制器。仿真表明,控制器参数整定简单,具有良好的抗干扰性和稳定鲁棒性,可有效改善系统的控制效果。     

传输时延和数据包丢失的网络化系统预测控制

针对具有传输时延和数据包丢失的网络化系统研究了有约束模型预测控制问题。考虑网络控制系统中同时存在时延和丢包的情况,给定时延和丢包的上界值,用预测控制器产生的对应时刻的控制输入补偿网络时延和数据包丢失,通过建立时延状态矩阵将系统模型进行分类并视为切换系统,并通过构造切换Lyapunov函数证明了切换系统的稳定性。为了在提高系统性能的基础上减少计算量,利用部分滚动优化方法进行控制器设计,给出了性能指标的上界和系统渐进稳定的充分条件,通过在线求解LMI问题得到状态反馈控制律。仿真研究验证了该方法的有效性。     

自适应控制在火电厂主蒸汽温度控制中的应用

火电厂主蒸汽温度具有大迟延、大惯性和时变性。自适应Smith预估控制及自适应内模控制均能根据对象状态的改变随时整定控制器参数。将这两种方法应用于火电厂主蒸汽温度控制系统中,可提高控制系统的鲁棒性。     

基于多模型的内模控制及其在电厂过热汽温中的应用

针对电厂过热汽温被控对象具有大惯性、大滞后特性且对象参数随负荷变化较大等因素,提出了一种基于多模型的内模控制策略。将副回路系统与惰性区等效为一个广义被控对象,通过在不同工况辨识得到其多模型,设计出相应的内模控制器,根据运行工况选择相应的控制器,从而实现全工况运行的自适应控制。仿真结果表明,该控制策略比常规的单内模控制在大范围具有更好的控制品质。     

对角递归神经网络在非线性内模控制中的应用

提出一种基于对角递归神经网络的非线性内模控制方案,其内部模型和内模控制器的建立均由对角递归神经网络来实现,同时改进神经网络控制器的训练函数。仿真结果表明,改进的内模控制系统与基本BP神经网络内模控制系统相比,具有跟踪速度快,超调量小,以及对对象参数摄动具有较好的适应性。     

力反馈遥操作机器人系统的内模控制

针对遥操作机器人系统通讯时延破坏系统稳定性和透明性的问题，为力反馈遥操 作系统建立了内模控制结构，设计了两端控制器分别实现主从机械手速度和力的跟踪，从而使系统具有良好的透明性.两控制器各有一个控制 参数，相关度低，控制灵活.借助内模控制结构的特殊性，以透明性为目标的控制器设计独立于稳定性来进行，降低了控制器设计的复杂度， 很好地兼顾了系统在时延下的稳定性和透明性.理论分析和仿真实验证明了该方法的有效性.     

一种自适应PID算法

本文提出了一种基于内模控制原理的自适应PID控制算法。对于对象时滞时变、或模型与对象的阶次失配具有鲁棒性,并适用于非最小相位系统的控制。该控制算法设计简单,整定参数少。还可用于整定常规的PID控制器的控制参数。     

对角递归神经网络在非线性内模控制中的应用

提出一种基于对角递归神经网络的非线性内模控制方案，其内部模型和内模控制器的建立均由对角递归神经网络来实现，同时改进神经网络控制器的训练函数。仿真结果表明，改进的内模控制系统与基本BP神经网络内模控制系统相比。具有跟踪速度快，超调量小，以及对对象参数摄动具有较好的适应性。     

力反馈遥操作机器人系统的内模控制

针对遥操作机器人系统通讯时延破坏系统稳定性和透明性的问题，为力反馈遥操作系统建立了内模控制结构，设计了两端控制器分别实现主从机械手速度和力的跟踪，从而使系统具有良好的透明性,两控制器各有一个控制参数，相关度低，控制灵活,借助内模控制结构的特殊性，以透明性为目标的控制器设计独立于稳定性来进行，降低了控制器设计的复杂度，很好地兼顾了系统在时延下的稳定性和透明性,理论分析和仿真实验证明了该方法的有效性．     

无人艇自适应路径跟踪控制器的设计与验证

针对航行环境和船速变化下的无人艇路径跟踪控制问题,本文提出了一种基于变增益内模控制方法的无人艇自适应路径跟踪控制器。结合状态空间型船舶线性数学模型、差分GPS和电子罗经的数据实现对无人艇操纵响应模型的在线参数估计;建立基于变增益内模控制方法的无人艇艏向控制器,并根据计算出的无人艇操纵性指数在线调节控制器的参数;利用Line-of-Sight(LOS)制导算法设计并实现无人艇的自适应路径跟踪控制器。实船实验结果表明:在实际的航行环境中,该自适应路径跟踪控制器具有良好的控制性能。     

不确定滞后扳手劲竞赛系统的优化控制

对于网络化控制系统,不确定的时延使得控制系统稳定性和动态性能急剧下降.本文基于Lyapunov函数和线性矩阵不等式,导出了闭环系统渐近稳定且满足给定H∞性能指标的充分条件.以扳手劲竞赛控制系统为实验平台,并应用socket技术,建设优化控制器,经抗外部扰动仿真及实验证明,本文的策略有效可行,能够很好地提高网络控制系统的动态性能.     

一类长时延网络控制系统的无源控制

目的将无源控制引入网络控制系统,研究一类长时延网络控制系统的无源控制问题.方法运用线性矩阵不等式(LMI)和Lyapunov理论,推导闭环系统渐近稳定且满足无源性的充分条件及无源控制器的设计方法.结果提出了一类长时延网络控制系统的模型,分析了闭环系统渐近稳定且满足无源性的充分条件,并给出无源控制器的设计方法.结论通过设计无源控制器,使长时延网络控制系统的性能有了很大改善,通过Matlab数值仿真算例,证明了分析方法和结论的有效性.     

自适应内模控制及其单片机实现

分析了将常规内模控制系统改造成自适应内模控制系统的原理和具体步骤，并说明了这种基于常规控制律的自适应控制所具有的特点－概念清楚，算法简单，容易实现，控制性能好等。最后，仿真实践说明了借助于单片机将各种常规控制改造为自适应控制在技术上已经成熟，为自适应控制的普及应用提供了有价值的工程实践经验。     

混合事件触发采样和不可靠通信下深水钻井隔水管系统的异步增益调度控制（英文）

针对受非线性张紧力和能量有界摩擦力影响的深水钻井隔水系统,本文研究了其在网络资源有限和不可靠通信情况下的反冲控制问题。不同于现有的线性化建模方法,本文将基于三角形的多面体建模方法应用于非线性隔水管系统。基于该多面体模型,为提高资源利用率并容许随机数据丢失和通信时延的发生,提出混合事件触发方案下一种异步增益调度控制策略。将非线性网络化反冲控制系统建模为带有输入时延和和脉冲更新方程的异步线性参变系统,并给出调度参数的异步偏差界计算方法。运用Lyapunov–Krasovskii泛函方法,提出干扰抑制分析和反冲控制器设计的一些可解条件。这些条件可以保证最终的网络化系统指数均方稳定且具有指定的H∞性能。数值结果验证了所提出的非线性网络化控制相比于线性控制在使用较少通信数据的情况下能获得更好的反冲响应。     

神经网络内模控制及其在大迟延系统中的应用

针对大迟延非线性系统,设计了一种基于神经网络和内模控制理论的控制系统。系统结构为串级,内回路采用常规比例控制;外回路采用神经网络内模控制。辨识器和控制器均采用3层BP网络实现,并用加入动量项的BP算法来训练网络。以电厂主汽温对象为例对系统进行多种负荷下的仿真验证,结果表明,所设计的系统在模型变化时具有较好的控制品质和鲁棒性及抗干扰性,明显优于常规主汽温控制系统。     

一类面向网络化控制的QoS策略框架设计与实现

针对网络化控制系统存在丢包、时延等典型问题,本文从网络资源服务优化的角度展开研究,构建了面向网络化控制中间件的服务质量(Quality of Service,QoS)语义模型和服务模型,提出了多层次的QoS保证策略、QoS资源服务算法;在一类网络化控制中间件原型系统上开展构件网络资源满足仿真实验,结果表明,通过对任务节点的带宽和优先级进行建模,实现控制信息流的合理、高效传输,从而达到缩短网络时延,改善网络性能,使得构件的资源满足率能达到0.3左右.