自适应系统的控制器结构

针对一类同时存在参数不稳定性和外来相对有界干扰的动态系统,提出一种基于集员辨识的自适应控制算法。考虑到系统参数带有有确定部分,文中相应地设计出一个包含未知参数的控制器。通过直接对控制器参数向量进行集员辨识,得到一个包含真参数向量的椭球型集合,从而可适时地确定一族控制函数,构成自适应控制系统的闭环模型族。     

基于遗传算法的IC自适应系统设计

提出了一个基于遗传算法的仿人智能控制器自适应控制系统,解决一阶纯滞后对象的控制问题.采用基于遗传算法的系统模型参数辨识和智能控制器参数优化,依据系统辨识的结果自适应调整仿人智能控制器参数.在系统参数变化时,可以自动根据系统参数变化修正控制器的控制参数,使系统保持稳定并运行在优化状态中.     

基于遗传算法的IC自适应系统设计

提出了一个基于遗传算法的仿人智能控制器自适应控制系统,解决一阶纯滞后对象的控制问题.采用基于遗传算法的系统模型参数辨识和智能控制器参数优化,依据系统辨识的结果自适应调整仿人智能控制器参数.在系统参数变化时,可以自动根据系统参数变化修正控制器的控制参数,使系统保持稳定并运行在优化状态中.     

基于观测器的混合直接自适应模糊辨识与控制

针对一类状态不可测的单输入单输出非线性不确定系统,提出了一种基于观测器的混合直接自适应模糊辨识与控制方法。设计中,将观测器、直接自适应模糊控制器与白适应模糊辨识模型相结合,用跟踪误差估计和辨识误差去调整系统的参数,以取得更好的逼近和跟踪效果。基于Lyapunov方法,证明了闭环系统的稳定性,跟踪误差渐近收敛剑零点的一个小邻域内,仿真结果验证了该方法的有效性。     

一类不确定非线性系统的鲁棒自适应控制

针对具有有界扰动的参数化严格反馈非线性系统,提出了一种鲁棒自适应控制方案。用辨识器估计系统未知参数,利用“确定性等价原则”构成自适应控制方案,从而实现了辨识器与控制器设计的完全分离。所设计的自适应控制器既能保证闭环系统所有信号的全局有界性,又能使输出跟踪误差以指数速度收敛到零的一个小邻域内。仿真结果表明了所提控制方案的有效性。     

多变量受控自回归滑动平均系统的极大似然辨识方法

提出了一种针对多变量受控自回归滑动平均(controlled autoregressive moving average system-like, CARMA-like)系统的极大似然参数估计算法。将CARMA-like系统分解成为m个辨识模型(m是输出量的个数),使每一个辨识模型仅包含一个需要估计的参数向量,通过极大似然方法估计每个辨识模型的参数向量,从而得到整个系统的参数估计值。仿真结果验证了该算法的有效性。     

参数不确定下的反馈控制混沌同步

为实现参数不确定情况下的混沌同步,提出了一种基于参数辨识的反馈控制混沌同步方法．采用参数自适应控制策略对系统中的不确定参数进行辨识,并设计了线性反馈控制器,实现了参数不确定情况下的线性反馈混沌同步．进一步对线性反馈控制器参数采用自适应改进控制,简化了同步收敛条件的计算、同时,针对线性反馈控制非单调同步的局限性,设计了非线性反馈控制器,实现了性能良好的非线性反馈混沌同步、最后,通过对Lorenz系统的仿真结果验证了方法的有效性．分析表明,该同步方法能够有效地解决工程实际中出现的参数不确定下的混沌同步问题,具有一定的实用性．     

模型不确定非线性系统的自适应模糊Backstepping预测控制

为解决一类模型不确定严格反馈非线性系统的跟踪控制问题,提出一种使闭环系统稳定且滚动时域性能指标在线最小化的自适应模糊反步预测控制策略。模糊系统用来逼近该设计过程中的未知非线性项,自适应参数直接用来估计最优逼近权值向量范数的平方,从而只有一个自适应参数需要在线调节;同时考虑模糊基函数的性质,所设计的控制律与自适应律均不含模糊基函数项,理论证明该方法设计的控制器保证闭环系统所有信号是半全局有界的,并且跟踪误差收敛于零的某一邻域。该方法所设计的控制器形式简单,计算量小,更易于实际应用,仿真算例验证提出算法的有效性。     

永磁直线同步电动机自适应摩擦补偿控制

针对永磁直线同步电动机（PMLSM）伺服系统的精度受非线性摩擦力、动子质量变化等因素影响这一问题,设计了基于库仑摩擦的模型参考自适应系统,以对摩擦力进行在线补偿.设计了满足系统位置性能要求的IP位置控制器;将模型参考自适应参数辨识器与摩擦补偿自适应控制系统相结合,采用模型参考自适应参数辨识器对变化的动子质量加以辨识,使基于库仑摩擦的模型参考自适应系统中的动子质量参数得到更新.仿真结果表明,该方法提高了系统的位置跟踪精度,同时增强了系统的鲁棒性能.     

非线性时滞系统的自适应模糊跟踪控制

针对一类带有未知非线性函数和时滞项的非线性不确定系统,提出了一种新的自适应模糊跟踪控制。用模糊逻辑系统来逼近系统中未知的非线性不确定函数,基于自适应方法和Backstepping设计模糊自适应控制器。设计的模糊自适应控制器确保了闭环系统的所有信号是一致有界的,也保证了跟踪误差收敛到原点的一个充分小的邻域内;另外设计的模糊跟踪控制器不涉及模糊基向量函数的计算,使其在系统的控制过程中将极大地降低系统的在线计算负担。仿真算例验证了所提出方法的有效性。     

基于神经元的自适应预测PID控制

提出了一种采用神经元的自适应预测PID控制方案。神经元具有很强的自学习和自适应能力 ,它可根据系统的误差并通过一定的学习算法来不断修正控制器的参数 ,使控制器能够适应受控对象结构参数以及环境的变化。因此采用单神经元构成自适应PID控制器 ,将神经元与PID控制结合 ,对PID参数进行在线寻优、自校正 ,使PID控制能有效地对付一些较复杂非线性被控对象 ,特别是难于用传统方法建模的被控对象。同时为了提高系统的快速跟踪和抗干扰能力 ,采用了动态自适应神经元 (APE)对非线性系统进行预测 ,即用神经元建立起非线性系统的预测模型 ,预测系统的未来输出 ,从而提高了控制系统的控制品质。同时详细介绍了该控制系统的自适应控制算法。仿真结果表明 ,这种自适应控制方案切实可行 ,其控制品质明显优于常规PID控制 ,且具有较强的鲁棒性 ,达到了良好的控制效果。     

一个新混沌系统的自适应反同步控制及实现

针对所提出的一类新型混沌系统,研究了其驱动与响应系统的反同步控制问题.基于李雅普诺夫稳定性理论,利用自适应控制方法,提出了可以实现混沌系统反同步的控制器的设计方法和参数自适应学习算法.在此基础上,通过Matlab软件进行数值仿真,仿真结果显示所有的参数均可以得到准确地识别,并且可以在较短的时间内使误差系统趋于稳定,说明了控制器与参数自适应律的正确性.最后,基于Multisim电路仿真平台对同步电路进行验证,结果进一步证明了该方法的电路可实现性.     

复合材料成形液压机自适应鲁棒运动控制

针对复合材料液压机电液系统中广泛存在的参数不确定性、不确定非线性和外干扰,设计基于非连续映射的非线性自适应鲁棒运动控制器. 自适应控制器对系统参数进行在线估计,所估计的参数虽不能完全收敛到真实值,但可以限定在上确界和下确界范围内,满足鲁棒控制不确定量上、下界的要求;参数自适应律渐进消除了参数不确定性引起的模型补偿误差,保证输出跟踪可以拥有规定的瞬态和稳态响应性能. 鲁棒控制律可以抑制未建模动态、参数估计误差和外干扰的影响. 利用Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性. 仿真和实验结果表明,设计的控制器对所规划的运动轨迹具有精确的跟踪控制和强鲁棒的控制性能.     

典型工业过程的自适应模糊控制及仿真

文中介绍了自适应模糊P ID控制器的基本结构、算法和模糊规则的建立,并进行了M ATLAB仿真。仿真结果表明,与常规P ID控制器相比较,由于自适应模糊控制能够在线调整控制器参数,系统的控制性能显著提高,当被控对象参数变化时,仍然具有很好的控制效果。     

含不灵敏区的非线性系统自适应控制及在导弹中的应用

提出的模型参考自适应控制器克服了输入端不灵敏区对系统动态特性的损害,一个自适应不灵敏区逆函数抵消了不灵敏区的影响,闭环系统中所有信号有界。仿真研究了飞航导弹高度控制中该方法的应用,提高了导弹飞行高度的控制精度。     

一类非线性不确定系统的输出跟踪控制

设计了一类不确定非线性系统模糊自适应输出跟踪控制器. 首先将一个时变参数引入到规则前件的高斯型隶属度函数中, 形成一组带有时变参数的模糊规则, 通过时变参数的变化改变高斯型隶属度函数的中心和宽度,进而改变原Mamdani型模糊逻辑系统的输出,形成新的带有时变参数的模糊逻辑系统. 然后以这种改造后的模糊逻辑系统逼近系统的未知非线性项,构造时变参数和逼近精度的自适应律,设计相应的自适应输出跟踪控制器. 这种方法的优越性在于充分利用原有的有限数目的模糊规则,合成具有较少自适应律的模糊自适应输出跟踪控制器. 最后,通过Duffing的仿真算例验证了本文提出方法的可行性和有效性.     

有界不确定性非线性系统的自适应滑模控制

研究有界不确定性非线性系统的鲁棒跟踪问题,考虑了在同时存在参数、结构及干扰的不确定性条件下,控制系统的鲁棒性。采用自适应滑模控制律,证明了所设计的控制系统满足滑动条件,能保证系统输出全局稳定,并对系统的动态不确定性具有鲁棒性。最后,给出了计算机仿真算例,仿真结果表明,本文提出的控制方法是有效的。     

基于参数寻优的自学习算法在两轮机器人控制上的应用

针对两轮机器人现有控制算法的弊端,基于自学习参数寻优算法设计自适应控制器.该控制器结构简单,无需依赖精确数学模型,经过多次学习训练,即可获得最优控制参数.将该控制器应用于两轮机器人的平衡控制中,并与线性二次型(linear quadratic regulator,LQR)最优控制器进行对比,仿真结果验证了该算法的正确性、有效性,凸显出较强的鲁棒性和仿生学习性;将该控制器应用于两轮机器人物理系统,取得了良好的控制效果.     

Hopf Bifurcation Research of Hydraulic Turbine Governing System with a Saturation Nonlinearity

A nonlinear mathematical model for hydro turbine governing system with saturation nonlinearity in small perturbation has been proposed with all the essential components, i.e. turbine, PID type governor with saturation part and generator included in the model. Existence, stability and direction of Hopf bifurcation of an example HTGS are investigated in detail and presented in forms of bifurcation diagrams and time waveforms. The analysis show that a supercritical Hopf bifurcation may exist in hydraulic turbine systems in some certain conditions. Moreover, the dynamic behavior of system with different parameters such as T_w, T_ab, T_y and K are studied extensively. An example with numerical simulations is presented to illustrate the theoretical results. The researches provide a reasonable explanation for the Hopf phenomenon happened in operation of hydroelectric generating unit.