基于LMI三级倒立摆系统的H∞鲁棒控制

倒立摆系统为典型的快速、多变量、非线性、绝对不稳定系统,且存在不确定因素。针对三级倒立摆系统中所受摩擦的不确定性,采用LMI方法,设计了H∞鲁棒控制器,给出了控制器的求解方法。仿真实验证明,控制方法具有很好的鲁棒稳定性。     

三级倒立摆建模与H∞鲁棒优化保性能控制

针对倒立摆系统当中存在的自然不稳定性和大量不确定性,提出了一种H∞鲁棒优化保性能控制方法.利用分析力学中的Lagrange方程建立三级倒立摆的不确定数学模型,把系统的不确定性和外界扰动分别转化为模型状态矩阵的不确定性和模型的扰动输入,从而将系统稳定问题转化为H∞范数求解问题.仿真实验结果证明,应用这种方法可以保证系统指数稳定,二次代价泛函满足性能指标,同时使系统具有相同H∞范数界γ.与传统方法相比,该方法对三级倒立摆的控制具有较强的鲁棒性,能够在系统存在外界干扰和不确定性时,仍能保持系统的稳定性.     

线性二次型最优控制在倒立摆系统中的应用

在倒立摆系统数学模型的基础上,对系统进行了性能分析.并基于LQR对倒立摆进行了最优控制器的设计,并将其运用到倒立摆的实际控制中,实时控制效果良好.同时还对LQR中加权矩阵Q和R进行了实验研究与分析,找出了倒立摆系统的动态响应与Q和R阵之间遵循的基本规律,实验结果证明了该结论的正确性和实用性.     

二级倒立摆最优控制实验

二级倒立摆是检验各种控制理论的理想模型.本文给出了二级倒立摆的两种最优控制方法,分别是线性二次状态控制器（LQR）和线性二次输出控制器（LQY）.通过仿真实验,分别得出LQR和LQY两种方法下的响应曲线,可以发现两种方法都能够使得二级倒立摆系统稳定,且将两种方法进行了对比,发现其控制效果相当.     

基于模糊逻辑的滑模与状态反馈加权控制

针对小车倒立摆系统,提出了一种基于模糊逻辑的滑模与状态反馈加权的控制方法。倒立摆摆杆角度作为模糊逻辑系统的输入,输出为滑模控制器的加权系数。滑模控制将摆角控制在一个零的邻域内,在邻域内先采用近似的线性化模型来描述系统,然后采用基于极点配置的线性状态反馈来控制系统达到给定值。仿真结果表明,设计的控制器具有良好地跟踪性。     

基于Matlab的一阶倒立摆系统建模及仿真

倒立摆系统是一个典型的快速、多变量、非线性、不稳定系统,建立其数学模型研究其稳定性对于很多工程控制有着重大意义。论文采用机理建模法对一阶倒立摆系统进行分析,建立其数学模型。采用Matlab软件进行仿真验证,仿真结果表明,实验结果符合实际实验设计,所建立的一阶倒立摆系统的数学模型是有效正确的。     

粒子群优化LQR控制器在环形倒立摆中的应用

为解决环形倒立摆控制中试探法难以确定LQR控制器最优Q和R矩阵的问题,采用Bang-Bang法对倒立摆进行了起摆控制,利用拉格朗日法建立了垂直位置附近的线性化模型.采用LQR进行了平衡位置控制,采用粒子群算法优化了LQR控制器的加权矩阵.对加入了噪声扰动的模型输出进行了卡尔曼滤波处理.仿真结果表明:基于粒子群的加权矩阵寻优算法可以迭代解算出Q和R的最优矩阵,粒子群LQR控制器可以提高系统鲁棒性,减小起摆时延,提高平衡位置稳定性.     

基于LQR理论的直线单级倒立摆PID控制仿真研究

针对一级倒立摆不稳定的特性,为其建立了数学模型,并采用双PID控制策略对其进行控制.通过线性二次型最优控制（LQR）理论计算出反馈矩阵K,将K中的参数作为PID控制器的参数.计算机仿真实验结果表明,此方法可以简化PID控制器参数的选取过程,并对直线一级倒立摆系统取得了良好的控制效果.     

三级倒立摆系统非线性模型的建立

目前,人们对三级倒立摆系统的研究较少,其主要原因在于系统结构复杂和其非线性模型难以建立,这极大地限制了使用智能控制算法对其进行控制,本文在给出了三级倒立摆系统的硬件组成和分析了三级倒立摆的系统结构的基础上,用Lagrange方程推导出了其非线性数学模型,并对系统进行了线性化和分析了系统的可控性和可观测性,给出了智能控制算法的思路。     

三级倒立摆系统基于滑模的鲁棒控制

倒立摆系统被公认为自动控制理论中的一个典型的试验设备，利用了一种基于滑模的鲁棒控制方法对一个具有单控制输入的三级倒立摆系统进行闭环控制的综合设计及仿真研究，由于倒立摆系统结构的特殊性以及控制的复杂性，传统的状态反馈控制方法很难达到预期的控制效果，这种方法不但可以达到所期望的性能要求，同时使得倒立摆系统从初始时刻开始就运行在滑模面上，从而使系统具有较强的鲁棒性，仿真结果表明了该控制方法的有效性和可行性。     

单级倒立摆系统分析与设计

倒立摆系统以其自身的不稳定性为系统的平衡提出了难题,也因此成为自动控制实验中验证控制算法优劣的极好实验装置.作者对倒立摆系统的非线性模型进行了线性化处理,通过利用全状态反馈和线性二次型最优控制两种方法对系统进行控制以满足设计指标,最后设计仿真实验软件平台以方便对比参数设置和系统性能之间的关系.     

单级倒立摆系统控制方法设计

倒立摆系统以其自身的不稳定性为系统的平衡提出了难题，也因此成为自动控制实验中验证控制算法优劣的极好的实验装置。通过比较分析遗传算法与自适应神经模糊推理系统两种不同方法在倒立摆控制系统中的应用，并实验证实：使用基于ANFIS倒立摆系统计算量小，收敛快，但是其鲁棒性却不如基于遗传算法所设计的控制其好；遗传算法求解问题的效率高，且随着问题规模的扩大，优势更为突出。     

基于多维观测特征的MF-HMM模型识别新型LDoS驱动的高分散低速率QoS侵犯

针对新型LDoS驱动的高分散低速率QoS侵犯,提出一种新颖的基于网络微观和宏观多维特征的识别方法.在网络微观方面,加权计算了反应TCP包头内部微观变化的nag控制位,以及计算了反应LDoS固有周期特性的I-I-P 3元组的功率谱密度PSD特征;在网络宏观方面,引入反应网络发送流和确认流比值变化的R特征,共同构成多维观测序列,采用多维隐马尔科夫混合模型multi-stream fused HMM (MF-HMM)自动识别QoS侵犯.同时,应用Kaufman算法动态调整阈值.大量实验表明,提出的方法有效降低了识别的误报率和漏报率,特别针对新型LDoS驱动的高分散低速率QoS侵犯,在复杂网络背景流量下依然具有很高的识别率.     

Interpolation-based contour error estimation and component-based contouring control for five-axis CNC machine tools

High accuracy contour error estimation and direct contour error control are two major approaches to reduce the contour error. However, two key factors make them complex for five-axis machine tools: the nonlinear kinematics and the coupling between the tool position and orientation. In this study, by finding the reference point nearest to the current actual position, and interpolating the point with two neighboring reference points and using the distance ratio, a new contour error estimation method for five-axis machine tools is proposed, which guarantees high accuracy while depending on only the reference points. By adding a weighted contour error on the tracking error in the workpiece coordinate system, and specifying a desired second-order error dynamics based on the error variable, an effective contouring control method is proposed, which can alleviate the problem: when the contour error components are introduced into the controller, the contour errors increase instead in some regions of the tracking trajectory. A series of experiments are performed on a tilting-rotary-table (TRT) type five-axis machine tool. The results reveal that the proposed estimation method has high accuracy, and compared with the case without contour error control, the proposed control approach can reduce the contour error along the whole trajectory.     

基于交替迭代的车辆主动悬架LQG控制器设计

针对主动悬架线性二次高斯控制(linear-quadratic-Gaussian control, LQG)控制器,提供一种快速确定其最佳控制加权系数及最优控制力的方法。 通过车辆行驶平顺性评价指标分析,利用无量纲归一化思想建立主动悬架最优控制目标函数,给出平顺性加权系数与控制加权系数间的关系;根据主动悬架力学模型,利用Newmark-β显式积分法,建立平顺性加权系数仿真分析模型。以路面不平度作为输入激励,以轮胎动位移和悬架动挠度为约束条件,借鉴交替迭代思想建立交替迭代优化算法,建立主动悬架LQG控制加权系数及控制力的优化方法。通过与现有LQG控制器设计方法的对比分析,对本设计方法的先进性和可靠性进行仿真验证,结果表明设计的LQG控制器能够显著改善车辆的乘坐舒适性。     

江水源热泵尾水排放方式优选试验研究

为研究江水源热泵尾水在不同排放方式下对江河水域温升的影响,利用数字式温度传感器构建实时温度传感器网络,针对江水源热泵尾水淹没式、表面式和射流式3种排水方式及其在12种出流方式下江河水域的温升情况进行了模拟试验研究。对各种排放方式下的温升均值、温升方差、最高温升值、超温升均值点数等指标项采用加权平均法计算优选值,并结合三维温升图对试验结果进行了分析。结果表明,从整体上看射流式排放方式优于表面式和淹没式排放方式,双口出流方式优于单口出流方式,其中对河道水域温升影响最小的排放方式为表面式排水顺流双口出流方式。     

第三级存储器中的磁带选择算法

提出最多请求个数优先和最小请求优先磁带选择算法,用于优化磁带装载次序．为了进一步降低磁带交换代价,在如上两个算法中引入权重因子,得到加权磁带选择算法使得在线磁带卸载之前服务更多请求．实验表明,最多请求个数优先和最小请求优先磁带选择算法以及相应的加权算法均优于经典的RoundRobin方法,尤其加权最多请求个数优先磁带选择算法效率最高．     

基于边缘频率加权的Hausdorff距离人脸检测定位算法

为解决现有的基于Hausdorff距离人脸检测定位算法误差较大的问题,提出了一种边缘频率加权的Hausdorff距离人脸检测定位算法,并经实验验证能较有效的解决图像中人脸因姿态、光照、遮罩等原因对检测定位的干扰,且精度较高,耗时较少.     

离散小波变换快速探测卫星机动算法

针对卫星机动直接影响导航系统的导航、定位和授时服务性能,当导航卫星发生机动时,需要对机动卫星单独处理以生成高精度轨道信息。载波相位三差法可用于卫星机动探测,但受差分测量噪声影响,通过多历元累积方式可减小噪声的影响,但其机动探测结果可能受基线选取的影响。基于此提出了一种离散小波变换的卫星机动快速探测及周期确定方法,在载波相位三差模型基础上,提取载波相位三差残差量,挖掘卫星机动开始及结束时刻载波相位三差残差的先验信息,基于多分辨分析的尺度特性对载波相位三差残差进行分解,分解层数由细节系数和近似系数探测结果确定,通过分析不同频率特性的近似系数和细节系数,获取载波相位三差残差隐含的卫星机动信息,实现对卫星机动的快速探测及周期确定。实验结果表明,相比于传统载波相位三差探测方法,离散小波变换法采用单历元处理方式可更快探测卫星机动,且不同基线探测到的机动结果一致,能更准确地探测卫星机动并确定其周期。     

The dynamic behavior of two collinear cracks in magneto-electro-elastic composites under harmonic anti-plane shear waves

The dynamic behavior of two collinear cracks in magneto-electro-elastic composites under harmonic anti-plane shear waves is studied using the Schmidt method for the permeable crack surface conditions. By using the Fourier transform, the problem can be solved with a set of triple integral equations in which the unknown variable is the jump of the displacements across the crack surfaces. In solving the triple integral equations, the jump of the displacements across the crack surface is expanded in a series of Jacobi polynomials. It can be obtained that the stress field is independent of the electric field and the magnetic flux.