一类电机系统的分岔分析与 Hopf 分岔控制

针对无刷直流电机系统等效非线性动力系统,运用中心流形理论和Hopf 分岔理论研究了系统存在的分岔行为,并设计状态反馈控制器对系统进行Hopf 分岔控制,分析了控制参数对 Hopf 分岔点位置、分岔类型以及分岔周期解振幅的影响。研究结果表明:控制器中的线性控制部分能改变原系统的Hopf 分岔点位置,甚至使Hopf 分岔点消失;控制器中的非线性控制部分则可改变原系统的分岔类型及分岔周期解振幅的大小。数值仿真证明控制器设计的有效性。     

弹箭非线性角运动稳定性Hopf分岔分析

为了分析弹箭的角运动稳定性,推导了弹箭的非线性角运动方程组,给出弹箭的非线性角运动Hopf分岔分析方法。以某型火箭弹高原试验为例,选取空气密度作为分岔参数,采用霍尔维茨判据判断了系统的稳定性,并确定了分岔点。由中心流形定理对系统进行降维,计算了Hopf分岔的3阶规范形,并作出了系统的分岔图,分析了分岔参数对极限环摆幅的影响。进行了仿真验证,结果表明,采用分岔分析方法能准确判断系统的稳定性及分析系统的极限环运动。     

倒立摆系统的线性二次型状态反馈控制

针对倒立摆系统非线性、鲁棒性、镇定、随动及跟踪等问题,提出二次型状态反馈控制.LQR控制器用于倒立摆的控制模式,保持摆锤稳定在竖直向上不稳定状态点附近,使小车位移跟踪给定信号.应用Matlab工具函数lqr,得到最优控制器对应的反馈增益矩阵,由此实现求反馈矩阵及倒立摆控制的程序.其仿真实验效果较好.     

水下编队航行机器人的前馈加反馈控制器设计

介绍了一种能够实现水下机器人编队的分布式控制方法。在基于跟随机和领航机间的相对运动模型上,首先设计了前馈控制器及其内部模型以补偿视为外部信号的领航机信息,然后利用反推法设计了反馈镇定控制器,同时还设计了能够观测所有误差信号的状态观测器以实现反馈控制。算例仿真表明了应用设计的编队控制律,各个水下机器人能够较快地形成希望的编队,并按希望编队队形稳定航行,仿真结果验证了此种控制方法的有效性。     

非线性不确定系统的变结构控制

针对非线性不确定系统控制问题，在假设系统不确定性有界约束的情况下，提出了基于Lyapunov的稳定变结构控制方法．根据被控系统与参考输入误差，设计了滑模变结构控制，并推导了时变滑动平面方程．给出了考虑或不考虑控制增益情况时的非线性二阶系统及其仿真算例．仿真结果表明，该方法既保征了控制系统的全局渐进稳定性，又保证了滑动平面的可达性，能高精度跟踪给定值，无抖振。     

长时延网络控制系统的建模与分析

针对传感器、执行器为时间驱动,控制器为事件驱动的长时延网络控制系统,考虑存在数据包丢失和乱序,将包含网络的广义被控对象建模为具有时变控制对延的线性离散系统。针对该模型,利用Lyapunov方法,给出了与时滞相关的闭环系统渐近稳定的充分条件;基于线性矩阵不等式( LMI)方法,给出了保证闭环系统渐近稳定的时延上界的求取方法。仿真结果表明本文的方法是有效的。     

基于状态反馈控制的柔性臂系统振动抑制

以典型的挠性结构——柔性臂为研究对象,建立了柔性臂系统的分布参数模型,在柔性臂上粘贴压电陶瓷片作为传感器和致动器,将分布参数模型转化为集中参数模型,最后针对柔性臂系统设计了状态反馈控制器。实验研究结果表明,柔性臂的低阶振动得到了很好的抑制。     

具有输入齿隙的一类非线性系统自适应控制

针对具有输入齿隙的一类非线性系统,设计了两种自适应控制器.将具有动态、非平滑特性的齿隙非线性模型线性化,等价为具有有界建模误差的全局线性化模型.针对具有未知输入齿隙、参数不确定以及未建模动态和扰动的情况,分别设计了一种自适应控制器和自适应鲁棒控制器.前者能实现闭环控制系统渐近跟踪稳定,但存在剧烈抖振而无法进行实际应用;...     

基于时间次优补偿的齿隙非线性系统的切换控制

以伺服系统为研究对象,提出了ー种针对齿隙非线性的切换控制方法。在正常情况下采取线性控制,而在齿隙期间则采用基于时变滑模平面的时间次优控制;给出了ー种监督控制机制,使系统能够选择合适时机由线性控制切换至时间次优滑模控制,保证整个系统为有界输入有界输出（BIBO)稳定。理论分析和仿真研究表明.:该方案能够有效地消除由齿隙引起的冲击干扰,同时提高了控制器的鲁棒性。     

非线性系统测量数据丢失时的一种粒子滤波器算法

针对在工程实践中发生的测量数据随机丢失情况,提出了一种应用于非线性系统的滤波方法,该方法将基于序贯重要性采样的粒子滤波器应用于非线性、非高斯系统状态的在线状态估计。首先将测量数据丢失描述成满足一定条件概率分布的二元开关序列;然后基于似然函数设计方法,设计出测量数据丢失时的粒子滤波器算法;最后用本文方法对倒立摆系统状态估计进行了仿真。仿真实验表明,测量数据丢失时的粒子滤波器算法是有效的。     

水下航行器控制系统的动态输出反馈稳定重构设计

本文以水以航行器一类控制系统为应用背景，着重研究了当故障系统状态维数n，输入维数mf，输出维数rf不满足mf rf-1≥n条件时的控制系统重构设计方法。通过在反馈回路中引入一动态补偿系统。将被控系统和补偿系统视为一增广系统。适当选择补偿系统的维数l，使增广系统的n l个闭环极点可任意配置。从而使重构后的系统性能尽量恢复到故障前系统的性能，这种方法的优点是，不论系统发生什么故障，只要故障后的系统可控，可观测，总可以通过引入具有适当维数的动态补偿系统，使增广系统的n l个闭环极点可任意配置。从而达到重构后的系统性能最大程度地恢复到故障前系统的性能的目的，同时这种方法可以保证重构控制系统的稳定性，应用本文方法设计的某型水下航行器航向和横滚耦合的重构控制系统及仿真结果说明本文方法的有效性。     

姿控导弹非线性稳定性的分叉分析

应用分叉理论研究了某姿控导弹非线性动力学系统的全局稳定性,给出了导弹动力学系统的数学模型,对导弹开环和闭环纵向稳定性进行了计算分析.沿某典型弹道对该导弹的全局非线性稳定性进行了分析和评估,给出了导弹能够稳定飞行的指令范围和平衡点及其稳定性随姿控指令的变化.研究结果表明,导弹闭环系统的稳定性是令人满意的,但在低空姿态角对舵偏角过于敏感,可能导致飞行中出现小幅振荡现象.     

工程车推土铲微机控制系统研究

采用数字ＰＩＤ控制方法和参数自寻优技术，建立了工程车推土铲的被控数学模型，实现了计算机自动控制，计算机仿真和试验结果较为吻合，且控制系统性能基本能满足使用要求。     

鱼雷纵向运动的分叉特性分析

鱼雷运动方程含有诸多的非线性项,用传统的分析方法全面处理非线性问题有一定的难度.运用非线性科学中的分叉理论系统地分析鱼雷运动的稳定性,为探讨求解鱼雷非线性问题,提供了现代分析途径.不需要过于简化的方程,利用等价变换可将高维系统约化到低维的包含了原系统全部动力学特性的中心流形上来研究.通过分叉研究,可以揭示非线性的影响,得到更广义的稳定性结果.     

自动机械传动系统起步过程中离合器的自适应控制策略研究

本文对自动机械传动(AMT)及自动变速操纵系统(ASCS)中的关键技术(离合器控制)进行了研究,提出了离合器的自适应控制策略.该策略不同于当前所采用的控制策略,它根据离合器输出轴转速和发动机转速与离合器输出轴转速差,得到理想离合器输出轴加速度,并通过控制离合器驱动机构的行程增量,使得实际离合器输出轴加速度和理想的相一致.该策略可实现起步过程中的自适应控制,满足驾驶员平稳、快捷的要求,同时具有所需输入信号少的特点,试验证明这一策略是完全可行的.     

高精度机载光电跟踪系统的自适应模糊控制

机载激光制导武器能精确命中目标是由于引导武器运动的激光束能准确、稳定地照射在目标上。而实现这一点的关键是受陀螺稳定平台系统稳定的激光束在机载运动、振动和目标运动的条件下 ,能准确、稳定地跟踪目标。本文讨论了这种陀螺稳定平台系统实现高精度自适应稳定跟踪的模糊控制设计方法 ,仿真证明了该设计方法是有效的。     

基于状态反馈的鲁棒容错离散控制系统设计

基于李雅普诺夫稳定性理论，研究了存在参数摄动的离散控制系统，对状态反馈下传感器和执行器的失效情况进行了完整性设计分析，给出了设计方法和步骤。仿真实例说明该法的有效性。     

车辆悬架的半主动自适应模糊控制方法研究

本文采用自适应模糊方法设计车辆悬架半主动控制器。以模糊控制原理为基础，融合自适应方法，将模糊系统辨识和模糊控制结合起来，在模糊控制器内采用“软反馈”，并对自适应模糊的控制规则进行修正。该法简化了运算，提高了半主动悬架控制的实时性，使系统的控制性能不断改善，达到最佳的控制效果，较好地解决了乘坐舒适性与驾驶安全性间的设计矛盾。     

Hopf Bifurcation Analysis and Control for Electrical System of Military Vehicle

Electrical system of military vehicle is a typical parameterized nonlinear system where complicated bifurcations may exist and threaten its safe and stable operation. An algebraic criterion for Hopf bifurcation is presented briefly and applied to find Hopf bifurcation point of the electrical system with automatic voltage regulator （AVR） dynamics in military vehicle. Hopf bifurcation controllers are designed for this electrical system by using wash-out filter, linear feedback, non- linear feedback and their combination. The linear feedback control makes the system bring Hopf bifurcation at preferable parameter, the nonlinear feedback control modifies the type of the bifurcation, and the wash-out filter enhances the system damping, thus, the Hopf bifurcation is eliminated and the electrical system stability is ensured. Simulation results show the controller＇s validity.     

倾斜转弯导弹控制系统的解耦控制

建立了 BTT 导弹的数学模型.对 BTT 导弹控制系统的耦合因素作了定性分析。用模型跟踪法进行了解耦控制器的设计。将设计结果用于某战术导弹,并对±30°扇面角发射的初始段进行了仿真计算.从结果看出,导弹速度损失小,最小射程短,机动性强.证明采用倾斜转弯控制技术对改善战术导弹的性能是有效的.