一类多执行机构系的滑模控制设计及其应用

针对一类具有多执行机构的非线性系统,利用滑模控制和backstepping技术,研究了输出跟踪问题.针对执行机构的不同特点,利用离散执行机构实现滑模控制中的不连续控制量,利用连续执行机构实现滑模控制中的连续控制量.然后利用backstepping技术实现连续执行机构的输出对滑模控制中的连续控制量的有限时间收敛.将提出的设计方法应用于导弹直接侧向力与气动力复合控制系统设计,并进行了仿真验证.     

混沌系统的间歇控制及其在保密通信中的应用*

基于连续控制方法的混沌保密通信方案很容易被跟踪或者复制,大大限制了混沌在保密通信中的应用.采用不连续的周期间歇控制方法研究了混沌系统的同步和在保密通信中的应用问题;证明了在适当的控制条件下两个耦合的混沌系统达到精确同步,并给出一组设置控制周期和控制宽度的充分条件,数值模拟验证了理论结果的有效性.该不连续的控制方法可应用到混沌保密通信中,增加通信的保密性能.     

一种基于行为控制的两自由度机械臂智能控制器

基于行为的控制方法相对于传统的控制方法在解决未知环境中的机器人中有着更好的鲁棒性和实时性.本文提出了一种基于反应式行为控制的智能控制器,以强化学习作为智能控制器的学习算法.通过采用评价-控制模型,该智能控制器能够不依赖于系统模型,通过连续地在线学习得到机器人的行为.将该智能控制器应用到两自由度仿真机械臂的控制中,仿真结果表明该智能控制器可以实现对两自由度机械臂的连续控制,使其能够迅速达到目标位置.     

拖挂式移动机器人反馈镇定控制问题研究

由于拖挂式移动机器人系统存在非完整约束,导致系统的反馈镇定控制问题不存在任何连续时不变渐近稳定控制方法,为此基于有限时间高阶滑摸方法提出一种非连续的反馈镇定控制方法.首先分析了系统的控制特性,证明系统的位形控制问题不存在稳定的时不变的光滑的反馈控制;然后利用进行坐标和输入变换,将系统变换为链接形式;基于链式系统利用有限时间高阶滑模设计了一种非连续的控制方法.数值仿真结果表明该控制方法能够在有限时间内控制拖挂式移动机器人稳定在给定位形.     

基于分段线性化Hammerstein模型的自校正控制器设计

许多实际系统可以表示为不连续非线性块状结构模型,其不连续非线性部分常采用符号函数参数化,该处理方法适用于递推参数辨识,但自适应控制器的设计较为困难。鉴于此,针对一类含有不连续非线性环节的Hammerstein模型,采用一系列线性分段函数参数化不连续非线性环节,提出自校正控制方法。根据线性分段函数的逆函数特性,求解自适应控制律。理论分析证明了闭环系统的稳定性,仿真结果验证了所提出方法的有效性。     

状态不可测的混沌系统不稳定平衡点控制方法

文中研究了连续混沌系统在状态信息不可测的情形下,连续混沌系统不稳定平衡点的控制问题,提出一类连续混沌系统不稳定平衡点的控制方法。首先对连续混沌系统进行状态观测器的设计,同时给出观测器增益矩阵的求解方法;然后利用观测器观测的状态进行反馈,设计连续混沌系统的状态反馈控制器,同时给出控制器增益矩阵的求解方法;最后以蔡氏电路为例对所提出的方法进行仿真分析,给出最终的仿真图形及结果。分析结果验证了文中方法的正确性和有效性。     

基于神经网络的强化学习算法实现倒立摆控制

运用强化学习的方法来对连续的倒立摆系统实现平衡控制是一直以来有待解决的问题。该文将Q学习与神经网络中的BP网络、S激活函数相结合，利用神经网络的泛化性能，设计出一种新的学习控制策略，通过迭代和学习过程，不但能够解决倒立摆系统连续状态空间的输入问题，还成功解决了输出连续动作空间的问题。将此方法运用于连续倒立摆系统的平衡控制中，经过基于实际控制模型的Matlab软件仿真实验，结果显示了这个方法的可行性。该方法进一步提高了强化学习理论在实际控制系统中的应用价值。     

非光滑非线性系统的非光滑连续控制

针对具有非光滑非线性的系统,提出了一种非光滑连续控制方法,通过非光滑建模方法能够快速精确地补偿系统中有害的非光滑非线性,同时通过非光滑连续控制引入一些有益的非光滑非线性以获得快速高精度的控制性能,给出了实验迟滞曲线和建模结果。讨论了该项技术在非光滑非线性控制系统中的应用前景。     

含有分支电路的多项式表示

介绍了含有分支的电路(不连续函数组成的电路)的多项式表示方法。提出了用BDD结构描述不连续点(条件控制操作)，用多项式表示分支函数功能（数据通路操作)的方法，并举例说明该方法的应用。最后还给出了无关项集的概念及其存多项式阶的计算过程中的应用。     

基于Lie理论对两轮不稳定小车的变结构控制

为了有效控制两轮不稳定小车,减少在控制过程中产生的抖振,首先利用一种非线性系统微分几何方法-Lie理论对两轮不稳定小车系统进行坐标和输入量的变换,实现了系统的局部反馈线性化,进而通过近似得到系统的线性模型.然后针对常规滑模变结构控制抖振较强的问题,设计了一种新的滑模控制方法,用动态滑模变结构控制.方法通过设计新的切换函数,使切换函数与系统控制输入的一阶或高阶导数有关,可将不连续项转移到控制的一阶或高阶导数中去,得到在时间上本质连续的动态滑模控制律,有效地降低了抖振.仿真和实验结果表明,采用的方法以及设计的控制器对不稳定小车的控制是有效的.     

一种基于OPC通讯的自适应模糊PID控制优化设计

给出了一种利用先进控制技术有效实时优化控制系统参数的方法。首先利用组态软件MCGS设计控制系统监控界面,采用OPC（OLE for Process Control）通讯在MATLAB中得到控制系统实时参数;根据上位机MCGS中实时控制系统的控制要求,在MATLAB中设计自适应模糊PID控制算法优化该控制系统的控制参数,再利用OPC实时通讯将优化后的控制参数传输返回至MCGS来对控制系统进行实时控制。以二阶液位控制系统为仿真实例,仿真结果体现了自适应模糊控制PID算法对实际控制过程的现实意义,且控制过程实时有效,提高了控制效率。     

PID与模糊控制算法的比较及其改进

分析比较了PID控制和模糊控制算法，针对一般PID控制容易产生超调，模糊控制的稳态精度不高的缺陷，提出了相应的改进算法－复合PID算法和带动态补偿的模糊控制算法，并通过水温控制仿真实验，比较了这几种控制算法的控制效果，实验结果证明，这两种改进算法不仅系统超调小，而且具有较高的稳态控制精度，可广泛应用于精确控制领域。     

泛论控制工程对控制理论的需求

从控制理论的内容上将控制理论分为模型控制论和工程控制论,并且阐述了两者的关系;讨论了反馈控制系统对控制理论的需求,从目标函数的多少、控制策略集的大小以及控制策略的求取三方面研究反馈控制系统对控制理论的要求;研究了自动化对控制理论的需求。为了解决此课题,从扩展目标函数入手,给出复杂控制系统的概念,并且给出了复杂系统控制理论的主要内涵,展望了复杂控制系统控制理论的意义。     

智能控制：从学习控制到平行控制

20世纪60年代,学习控制开启了人类探究复杂系统控制的新途径,基于人工智能技术的智能控制随之兴起.本文以智能控制为主线,阐述其由学习控制向平行控制发展的历程.本文首先介绍学习控制的基本思想,描述了智能机器的架构设计与运行机理.随着信息科技的进步,基于数据的计算智能方法随之出现.对此,本文进一步简述了基于计算智能的学习控制方法,并以自适应动态规划方法为切入点分析非线性动态系统自学习优化问题的求解过程.最后,针对工程复杂性与社会复杂性互相耦合的复杂系统控制问题,阐述了基于平行控制的学习与优化方法求解思路,分析其在求解复杂系统优化控制问题方面的优势.智能控制思想经历了学习控制、计算智能控制到平行控制的演化过程,可以看出平行控制是实现复杂系统知识自动化的有效方法.     

单片机在远程智能照明控制中的应用

工业控制系统在局域网中已经应用非常广泛,基于Internet的远程控制是工控的未来发展方向。采用B/S模式设计了基于Internet和单片机技术的远程智能照明控制系统,实现思路是,控制终端通过网络发送控制数据给控制服务器,控制服务器通过串口把控制数据传送给下位单片机来控制远端照明设备。     

基于Internet远程过程控制实验系统的设计与实现

描述了以过程控制实验装置为对象的基于Internet远程控制实验系统。该系统可为远程实验提供常规PID控制、模糊控制、模糊自适应整定PID控制、基于BP神经网络整定PID控制、串级控制等五种控制方法;可在线进行实验结果分析与评价,也可支持离线数据分析;实现了视频图像的远程实时传输。测试结果表明此远程过程控制实验系统它能够满足过程控制实验的需要,系统具有易扩展、交互性好、操作简单、实验过程显示直观等特点。     

航空发动机模糊神经网络控制研究

航空发动机是一个结构复杂、非线性强的多变量控制对象。随着航空发动机全权限数字式电子控制器的研制和应用,控制变量也随着发动机性能要求的不断提高而越来越多,发动机智能控制技术的应用式必然的趋势。本文将智能控制引入到航空发动机多变量控制中,将模糊控制和神经网络相结合,设计出了航空发动机模糊神经网络控制器。并以某型涡扇发动机为被控对象,进行了数字仿真研究,检验了该方法的适应性。     

基于Smith控制与预测函数控制的再热汽温多变量控制快速计算方法

针对再热汽温控制系统控制变量多、控制难度大等问题,提出了一种基于Smith控制与预测函数控制(PFC)的多变量控制快速计算方法。首先,将再热汽温多变量控制系统分解为三个单变量控制系统,在每个单变量控制系统中,将其中两个控制量作为干扰项;其次,根据Smith控制思想,设计每个单变量控制系统;最后在改进预测函数控制的性能指标的基础上,综合考虑三个单变量控制系统,实现对再热汽温度的控制。再热汽温控制仿真实验表明所提方法的计算速度是传统约束条件下预测控制的50倍左右,并且调整参数少,物理意义明确。实验结果表明该算法在现场使用中能够有效地提高再热汽温控制品质。     

控制理论发展历程的简要回顾

简要回顾了控制理论的发展历程,给出控制理论各个阶段的发展特点,对认识控制理论的发展脉络和各种控制理论的地位及作用具有借鉴意义。控制理论的发展经历了几个重要的阶段,从传统控制理论到现代控制理论,再到大系统控制理论;从计算机控制理论到智能控制理论、人机结合控制理论,再到自主型控制理论,在每一个阶段都有其独到的特色,并且各个阶段的理论相互继承、相互影响,水乳胶溶共同发展。     

Combined depth and heading control and experiment of ROV under the influence of residual buoyancy,current disturbance,and control dead zone

To improve the underwater control effect of a Remotely Operated Vehicle (ROV) with residual buoyancy, current disturbance, and control dead zone, the depth and heading combined control of ROV is studied to improve the control accuracy of the control system. First, the heading control with fixed depth is divided into heading control and depth control. The tanh-sigmoid-surface control laws for designed degrees of freedom are designed by using tanh function. To suppress the influence of residual buoyancy and control law dead zone in depth control, and to offset the influence of control law dead zone of ROV thruster control, a reserved control quantity is introduced to map the depth deviation and control dead zone with residual buoyancy into a control deviation quantity. An adaptive amplification factor method is proposed for the amplification factors of depth control, speed control, and heading control. The proportional coefficient is adopted to make that the balance among rise time, convergence speed, and overshoot can be achieved by adjusting the proportional coefficient. Then the corresponding tanh-sigmoid-surface controller module is designed in MOOS-IvP environment to track the desired heading and depth. The proposed controller refines fuzzy rules and reduces the complexity of parameter adjustment. Compared with the classical proportional, integral, and derivative control method, the experiment results show that the proposed method can resist the influence of residual buoyancy, current disturbance, and control dead zone and has a better control effect with less control error in depth and heading determination.