一种具有最优跟踪性能的极点配置算法

离散时间系统的控制问题一直是困扰控制界的一大难题,由于存在不稳定的零极相消,一般控制算法往往无法保证闭环系统的稳定性.已有的极点配置算法对离散时间系统在保证闭环系统的稳定性方面是有效的,但由于算法采用的不是优化策略,因而对任意的有界参考输出不具有最优跟踪性能.针对该问题,对已有的一种控制算法作了修正,将常规的极点配置策略与优化策略结合起来,得到一种新算法,理论分析和仿真结果都表明了该算法的有效性.     

对象不稳定的一种模型参考自适应控制算法

本文对被控对对象不稳定的非最小相位系统,应用使输出误差和加权输入的H~2空间范数极小,提出一种模型参考自适应控制算法.避免由于被控对象弱阻尼区零点和闭环系统极点对消使控制输入产生大幅值的跳动,克服性能指标中要预先选择加权函数存在的困难.算法较为简便,可以配置闭环零极点.仿真例子说明了良好的稳定性能和跟踪性能.     

基于极点配置的稳定广义预测控制算法

推导了广义预测控制的状态空间结构,提出了一种稳定的广义预测极点配置算法;可保证广义预测控制系统的闭环稳定性     

一种多变量滚动式LQG自适应控制及其稳定性

提出了一种新的基于状态空间模型设计的多变量滚动式优化多步目标函数的ＬＱＧ自适应控制算法，分析了这种滚动优化ＬＱＧ控制闭环系统的稳定性，给出了一些新的稳定性条件，证明了存在有限时域使闭环系统指数稳定，而且至少具有１／α的稳定度，其中α可由设计者给定，从而将闭环系统的极点配置在预期的区域内，提高了系统的鲁棒度，增强了系统的鲁棒性。     

一类输入和输出维数不同的多变量自校正控制器

本文针对多变量自校正控制在实际应用中存在的问题,提出了基于输出预报的多变量极点配置自校正控制算法。该算法是算法[2,3,5,6]的进一步发展,而这些算法可视为该算法的特例。该算法较好地解决了线性多变量自校正控制中的稳定性、非最小相位、稳态偏差和B_0阵非行满秩等问题。通过适当选取一个列满秩矩阵多项式P(z~(-)),控制器能够控制输入和输出维数不同的多变量系统。整个控制算法由三部分组成;K步超前输出预报、闭环极点配置和控制信号计算。由递推最小二乘(RLS)算法在线辨识预报器参数,并由此计算K步超前输出预报y~*(t+k|t)。极点配置问题归结为求解一个多变量Diophantine方程,而Diopha-ntine方程有解的充分和必要条件是矩阵多项式A(z~(-1))和S(z~(-1))右互质(证明见附录)。给定一个矩阵多项式T(z~(-1))并在系统中包含一个积分器,可以得到具有指定闭环极点和零稳态偏差的自校正控制器。本文最后给出计算机仿真结果,验证算法的有效性和实用性。     

非同位配置主动结构的稳定性分析

与同位配置的主动结构相比较,非同位配置的主动结构的开环零-极点不再是沿着虚轴方向相间分布,而是发生了零-极点跳跃现象,致使闭环系统的根轨迹延伸至右半平面,导致主动结构的不稳定。由于零-极点的跳跃,虚轴附近的将产生的相位误差,因此在这对零-极点之间及其附近频率范围内,保证闭环系统稳定性的唯一方法是,在此频率范围内使开环系统具有增益稳定性。     

基于CLF的移动舞台机器人轨迹跟踪预测控制

针对移动舞台机器人的轨迹跟踪和区域受限控制问题,提出一种参数化模型预测控制算法.该算法的主要思想是离线构造移动舞台机器人误差系统的一个控制Lyapunov函数(CLF),再根据CLF主动控制方法设计可调预测控制器,并通过在线滚动优化给定性能指标计算控制器的可调参数,在保证控制器自适应性的同时降低了MPC计算量,保证了优化问题的递推可行性和闭环系统的稳定性.最后,以"圆"为参考轨迹做仿真验证,仿真结果表明:该算法具有快速、精确和全局稳定的良好特性.     

广义离散时间系统极点配置的新方法

基于广义离散时间系统的完全能控结构,首先建立了广义离散时间的一种新型受限等价能控规范型。然后,通过引入一辅助变量,根据此规范型,提出了广义离散时间系统极点配置新方法,此方法不但可以配置有限远极点,而且可以配置动态和非动态的无限远极点。从实例可看出,本文所建立方法与已有的方法相比,具有无线计算时间短的优点。     

具有降价未建模和有界干扰鲁棒间接自校正控制

提出了一种新的鲁棒间接极点配置自校正控制算法，该算法用于含降价未建模动态和有界干扰受控对象，可获得系统局部鲁棒稳定性，仿真实验结果说明了其有效性。     

一种基于资源预留的偶发任务状态反馈调度器

针对实时系统中的偶发任务和非周期任务,基于资源预留方法提出了一种利用状态反馈调整资源分配的调度策略。该策略的主要目标是当偶发作业负载在一定范围内变化时,保证偶发任务满足其时限,并使非周期任务的平均响应时间尽可能地小。文章首先通过状态方程描述偶发任务完成时间与预留资源的关系,然后利用状态反馈极点配置为偶发任务分配资源,最后将该闭环反馈调度系统看成是一种分段仿射系统,建立分段仿射二次型Lyapunov函数讨论算法的稳定性。最后通过实验说明,与传统调度算法相比,所提出的调度策略在调度负载不可预测的偶发任务时具有更好的性能。     

用与迹有关的目标函数实现输出反馈的极点指定

对常值输出反馈极点指定作了研究,给出一种用优化目标函数来求解实现极点指定的输出反馈阵的方法,推证了闭环矩阵的乘方阵的迹对输出反馈阵的导数公式,对目标函数作了改进,使之适用于高阶系统,给出了一个选取初始迭代值的简单而有效的方法,最后的数值例题说明本文的方法是实用的.     

离散极点配置控制系统的鲁棒稳定性分析

本文给出了以状态空间方程表达的受有线性或非线性摄动的离散线性系统鲁棒稳定的充分条件;并利用所得结果分析了离散极点配置控制系统的鲁棒稳定性;给出了闭环控制系统保持大范围一致稳定时参数摄动应满足的限度。数值例子证明了方法的有效性。     

基于同伦不动点的控制系统极点配置

为了解决控制器设计中的系统闭环极点配置问题,在多项式同伦映射与其零点映射轨线的基础上,定义了同伦映射不动点,导出并证明了基于同伦不动点的控制系统闭环极点配置方法,该方法在系统闭环极点的意义上与原极点配置定理等价．     

Optimal non-fragile controller realization algorithm and application to control problems

To reduce the fragility encountered in controller implementation, which is a measure of extent to describe small perturbations in controller parameters caused by rounding-off errors or component tolerances, and keep the system stability and performance, approaches of weighted eigenvalue sensitivity and stability radii comparison were used for computation and reduction of controller fragility. An algorithm has been derived for the efficient reduction of controller fragility, which used eigenstructure decomposition to obtain the suboptimal solution. The algorithm was tested for different control problems through reducing their fragility by a large margin. Different canonical forms were analyzed for fragility, including controllable canonical form, observable canonical form, modal canonical form, balanced realization and optimal (non-fragile) form. Different realizations were implemented through C language Matlab EXecutable (CMEX) S-function discrete state space block. Double precision calculations were performed. Open and closed loop controller realizations were compared with simulink state space (optimal) block. Results of comparison indicate that the optimal non-fragile controller realization shows better results both in open loop and closed loop realization.     

多连杆柔性机械手控制的遗传算法

讨论了多连杆柔性机械手末端位置的控制问题,因为基于逆动力学的控制不易保证系统的稳定性,给出了一种非线性预测与刚性运动PD反馈相结合的混合控制器,由于控制器的参数较多,且呈复杂的非线性关系,传统设计方法难以保证控制器稳定性。提出一种基于遗传算法的设计方法,采用遗传算法选择控制器的参数,配置系统的极点,通过一个双连杆柔性机械手的仿真表明,采用遗传传算法设计的系统可实现多连杆预柔性机械手末端轨迹的准确跟踪,同时能消除柔性机械手的弹性振动。     

基于时域Neal-Smith准则的人机控制系统设计多目标优化研究

为了获得驾驶员和飞机良好的匹配特性,使用基于人机闭环参考模型的方法将飞行品质的要求引入优化算法,进行飞行控制系统设计。首先使用CAP准则建立飞机等效系统模型。然后,基于时域Neal-Smith准则,通过多目标优化算法一次性得到在不同任务条件下的最优驾驶员模型。根据需要选择相应的驾驶员模型,并与飞机等效系统模型组成人机闭环参考模型,进行飞行控制设计多目标优化。仿真结果显示,文中的算法不仅可以整定控制器参数,根据任务需求选取最优驾驶员模型,还可以利用优化结果进行PIO易感性的分析。     

连续系统的鲁棒间接自适应控制

针对具有未建模动态和有界扰动的连续系统给出了一种鲁棒奇异的间接自适应极点配置控制器。对闭环系统进行全局渐近稳定性分析，该文是文献〔２〕结果的推广     

极点配置与最优调整因子技术间的关系

给出了极点配置技术与线性最优调整因子技术之间的联系,即由此两种技术构造的稳定闭环系统具有相同的Lyapunov函数,并由此得出一个极点配置的有用结论。     

激光直径仪微机在线测控系统

研制微机在线测控系统用于非接触激光直径仪．用这一系统对激光光电传感器ＣＣＤ的输出信号进行直径的在线测量,具有实时测量、显示、闭环控制、通讯及打印等功能．文中介绍了直径非线性修正的方法及闭环控制算法,给出了系统的硬件原理图及软件框图．现场运行结果表明,该系统测量精度高,实时性好,闭环控制易于实现,运行稳定可靠．     

基于Lyapunov函数的T型三电平逆变器的控制策略

针对传统的双PI控制存在电流谐波高、系统稳定性差以及响应速度慢的不足,提出了一种基于Lyapunov函数的T型并网逆变器的控制策略。在分析T型逆变器数学模型的基础上,设计了电压-电流双闭环控制回路。从稳定性角度出发,针对电流内环提出了基于Lyapunov函数的非线性控制策略,以实现谐波参考电流的快速跟踪;外环采用传统的PI控制,以实现对直流侧电容电压的跟踪;同时,将电压外环输出的d轴期望电流作为电流内环的变量输入,以提高双环的抗扰动性。最后,将提出的新型双环控制策略与传统的双PI控制策略进行了仿真比较,验证了所提策略在补偿谐波方面的优越性。