Buttworth滤波器在过程控制中的应用（Ⅱ）

本文介绍Buttworth滤波器在状态控制器中的应用。这种状态控制器具有与ITAE最优准则控制器类似的效果，但设计更简单。     

基于LMI的鲁棒励磁控制器设计

极点配置约束下,多胞体对象混合H2/H∞状态反馈综合问题相当于求解满足一组LMI条件的优化问题.将发电机系统用多模型表示,应用LMI的方法设计励磁系统的线性状态反馈控制规律.设计综合考虑了不同的工作点,控制器具有鲁棒性,算例及仿真说明了其有效性.     

一种简单的鲁棒控制器的设计

当今大部分船舶航向保持器的设计都采用Nomoto线性模型,忽略了船舶操纵运动的非线性因素,未能彻底解决船舶的航向控制问题.选择状态反馈精确线性化方法,将响应型船舶运动的非线性数学模型进行线性化,再利用鲁棒控制器进行控制,然后在Matlab的Simulink下进行系统仿真.仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的控制能力.     

直线二级倒立摆系统的H_∞鲁棒最优控制

针对存在模型参数不确定性和外部扰动的直线型二级倒立摆系统的稳摆控制问题,对如何实现倒立摆系统鲁棒稳定的同时,还保证其达到期望的最优控制性能和H_∞性能指标的稳定性控制问题进行了研究。基于状态反馈、最优控制和H_∞鲁棒控制方法设计了一个H∞鲁棒最优控制器,用来实现对该倒立摆系统的稳摆控制。利用设计的控制器,基于倒立摆实验平台和Matlab数值仿真平台,使用该控制器来实现系统的控制并对稳定倒立摆的过程进行了验证。研究结果表明,该控制器能较好的实现对直线型二级倒立摆的稳摆控制,并对受控系统的模型参数摄动有较好的鲁棒性,同时还能利用最优的控制作用达到期望的H_∞性能指标。     

基于LMI优化的鲁棒控制器设计

以存在固有模型误差的单级倒立摆为被控对象,建立倒立摆的鲁棒数学模型。在不确定性因子存在的前提下,基于线性矩阵不等式方法计算得到H_∞状态反馈控制器参数K,而且给出H_∞状态反馈控制器的存在条件。通过实例仿真验证,与LQR控制相比,H_∞状态反馈控制具有更好的动态特性和抗干扰特性。     

基于状态空间的电力有源滤波器控制策略

基于状态空间法对通过LCL与电网连接的电力有源滤波器进行了建模,通过对LCL滤波器特性的分析,应用全状态反馈来抑制LCL滤波器的谐振.在建模基础上把电网影响引入观测器设计,研究了电网建模对状态估计效果的影响,并解决了电网对APF补偿输出造成的无功问题.给出了电网电压前馈的规律.最后的仿真结果证明了该设计的正确性.     

基于定量反馈理论的液压机器人单关节鲁棒控制器

液压机器人单关节性能直接影响机器人整体控制性能,液压系统参数的不确定性和时变性降低了机器人单关节控制精度和响应速度,因此要求机器人单关节控制器具有鲁棒性。建立了伺服阀控制摆动液压缸数学模型,分析了系统参数的不确定性,应用定量反馈理论 (QFT)设计了单关节鲁棒控制器。仿真表明,该控制器对斜坡干扰和正弦干扰都具有较强的鲁棒性,实验验证了控制算法的正确性。     

基于模式识别的状态观测器和滤波器

本文提出了一种基于模式识别的状态观测器和滤波器,用模式识别技术描述系统动态特性,设计状态观测器和滤波器的结构,并选取增益矩阵,仿真研究获得了满意的结果。该(?)法摆脱了以往状态观测器和滤波器所需的数学模型,为在那些难以用传统方法建模的场合实(?)状态观测和滤波提供了可能。     

高维磁悬浮控制系统二次状态反馈鲁棒稳定性研究

运用中心流形—范式综合方法 ,从理论上讨论了高维磁悬浮柔性转子控制系统二次状态反馈鲁棒稳定性问题。提出了此类高维控制系统渐近稳定的条件和二次状态反馈稳定定理 ,给出了此高维系统二次反馈控制律的构造方法 ;最后 ,对上述控制策略下的鲁棒性进行了分析和证明     

基于履带车自适应鲁棒控制器的研究

自适应鲁棒控制算法一直是非线性控制领域研究的热门课题。对于履带控制,正好是一个多输入多输出、非线性的系统,符合自适应鲁棒控制算法的设计思想,本篇论文以履带车行走控制为研究对象,对已建好的履带车样机为控制对象,使用MATLAB/Simulink仿真软件,对自适应鲁棒控制算法进行建模,设计出合适的控制律,从而驱动履带车行走的实际状态,最终得到履带车行走控制,快速且平稳的到达期望的状态。     

结合模糊自整定的机械臂鲁棒PD控制器研究

针对多自由度机械臂控制系统存在的高度非线性、强时变性、强耦合性等问题,提出了 一种基于模糊自整定的鲁棒PD控制策略,引入模糊控制器替代传统PD控制的参数整定过程,实现PD参数的在线自调整功能,并设计鲁棒自适应补偿器,将鲁棒算法和自适应算法相结合以补偿系统的不确定性.引入Lyapunov函数验证了控制系统的稳定性,并通过...     

基于前馈及自适应滤波的零跟踪误差伺服控制器

针对常规进给数控伺服系统中由于存在跟踪误差从而导致加工几何精度下降的现象,利用数控加工轨迹已知的特点,提出了基于自适应滤波的前馈控制方案。该方案通过速度精插补器产生速度前馈给定信号;同时该位置给定通过对称滤波器施加位置反馈,消除位置环重复给定的影响;并采用广义最小二乘法进行对象辨识以保证该滤波器的参数匹配。通过分析证明了该方案能在理论上实现无跟踪误差的伺服控制,并通过Matlab仿真验证了其有效性。     

Adaptive Robust Tracking Control of Pressure Trajectory Based on Kalman Filter

When adaptive robust control(ARC) strategy based on backstepping design is applied in pneumatic servo control, accurate pressure tracking in motion is especially necessary for both force and position trajectories tracking of rodless pneumatic cylinders, and therefore an adaptive robust pressure controller is developed in this paper to improve the tracking accuracy of pressure trajectory in the chamber when the pneumatic cylinder is moving. In the proposed adaptive robust pressure controller, off-line fitting of the orifice area and on-line parameter estimation of the flow coefficient are utilized to have improved model compensation, and meanwhile robust feedback and Kalman filter are used to have strong robustness against uncertain nonlinearities, parameter fluctuations and noise. Research results demonstrate that the adaptive robust pressure controller could not only track various pressure trajectories accurately even when the pneumatic cylinder is moving, but also obtain very smooth control input, which indicates the effectiveness of adaptive model compensation. Especially when a step pressure trajectory is tracked under the condition of the movement of a rodless pneumatic cylinder, maximum tracking error of ARC is 4.46 kPa and average tracking error is 0.99 kPa, and steady-state error of ARC could achieve 0.84 kPa, which is very close to the measurement accuracy of pressure transducer.     

基于模糊滑模的机械臂鲁棒轨迹跟踪控制

针对存在外部扰动及建模误差的机械臂轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于模糊滑模的鲁棒轨迹跟踪控制策略。在传统鲁棒控制器的基础上引入模糊滑模控制器取代等效控制项,解决了由初始系统误差较大引起的速度跳变、抖振等问题。其中模糊滑模控制器采用自适应模糊逻辑修正指数滑模趋近律中的常数项,可以优化滑动模态的品质,有效消除抖振。利用Lyapunov理论证明了系统的稳定性。仿真实验结果表明,该控制算法轨迹跟踪误差小,误差收敛速度快,具有良好的实时性。     

磨损表面的稳健高斯滤波评定方法研究

磨损表面形貌的评定方法,对于磨损表面状态评定、摩擦特性的分析有着重要的作用,而表面形貌数据的滤波方法,是评定方法中的关键组成之一。采用Tukey、Hampel、IGGI和QC 4种典型稳健权函数分别与高斯滤波结合组成的稳健高斯滤波方法,对由实验得到的黏着磨损和磨料磨损盘表面采集的数据进行稳健滤波分离;通过由稳健高斯滤波与标准高斯滤波得到的三维磨损表面低频基准面的对比分析,以及从磨损表面滤波分离出的高频评定参数的影响分析,研究稳健高斯滤波的滤波稳健性和滤波效率;从滤波后的高频功率谱密度分布特性方面,进一步探讨滤波的稳健性;讨论磨损表面形貌数据中特异值与磨损特征的关系。研究表明：Tukey和Hampel稳健高斯滤波具有良好的滤波稳健性,能有效地分离磨损表面的低频评定基准和包含磨损特征的高频信息;而磨损特征主要分布在高频信息的低频段区间,其功率谱密度函数与表面磨损状态及其摩擦学特性相关。     

一种快速稳健高斯回归滤波算法

针对稳健高斯回归滤波器运行速度过慢的问题,利用截断高斯权函数的快速卷积提高了算法运行速度。在详细分析稳健高斯回归滤波器和卷积函数的基础上,推导了截断高斯权函数,并通过实验确定了合适的参数值。实验结果表明,截断高斯权函数能使稳健高斯回归滤波器在精度损失很小的情况下运行时间明显缩短。     

基于δ算子的离散广义系统鲁棒控制器的设计

研究了带有外部干扰的离散广义系统鲁棒控制器的设计问题,给出了系统鲁棒镇定的线性矩阵不等式条件.     

基于EtherCAT的多轴运动控制器研究

研究了EtherCAT技术的原理、技术特点、性能以及EtherCAT主站和从站的实现方法。并在此基础上实现了一种基于EtherCAT的多轴运动控制器,用于数控设备和工业机器人的控制。