定量反馈理论在主动噪声控制器设计中的应用

针对长１ｍ直径为１０ｃｍ的管形实验装置进行主动噪声控制的试验研究,探索了利用ＱＦＴ技术为该装置设计固定参数控制器的可行性。控制器采用前馈加反馈的混合结构。文中给出了设计过程和结果分析,并介绍了一种声阻的获取方法。     

定量反馈理论（QFT）及其设计应用

本文总结了定量反馈理论（QFT）的设计特点 、基本原理和设计过程,综合论述了多输入多输出、非最小相位/不稳定、时变/非线性不确 定系统的QFT研究方法,介绍了QFT目前在国外的研究进展及应用情况,并对QFT未来发展作 了展望．     

定量反馈理论发展综述

定量反馈理论是一种基于频域的鲁棒控制理论,可以用于具有高度不确定性的单变量线性/非线性系统、多变量线性/非线性系统控制器设计.本文概述了定量反馈理论的基本原理、设计过程以及特点.总结了近年来QFT在提高系统性能、鲁棒稳定性、自动设计以及应用等方面的最新研究进展,并且给出了一些已有的理论应用成果.最后讨论了进一步的研究方向.     

状态空间重构技术在控制中的一个应用

讨论了混沌理论中的状态空间重构技术在控制中的一个简单应用，并给出了相应的仿真实例。     

MPC在飞行器底层控制及高层决策中的应用

对模型预测控制方法在飞行器底层控制及高层决策中的应用、研究状况进行分析与综述,着重介绍了模型预测控制与控制李雅普诺夫函数、神经网络预测控制等组合控制方法,并给出了它们在飞行器纵向和侧向回路、飞行器镇定与机动飞行、飞行器任务规划以及飞行器管理系统等中的研究结果。通过对大量的研究和实验结果的归纳总结,指出模型预测控制是未来飞行器控制,特别是飞行器高层决策系统中的一种具有发展前途的控制策略。     

模型预测控制在飞行器规划系统中的应用

提出采用预测控制与混合整数线性规划相结合,解决飞行器任务规划的鲁棒控制问题,以混合整数线性形式给出飞行器动力学模型、优化目标以及相关约束,并提出一种终端零约束性能指标函数,以此证明了预测控制器的全局最优性和Lyapunov稳定性.仿真结果表明:该方法能够实现飞行器对固定目标的航迹规划任务,并对所探测到的威胁进行实时回避,能够实时运行,具有工程可实现性.     

基于定量反馈理论的气动调节阀控制系统设计

为了使气动调节阀控制系统满足工业过程对于模型不确定性的鲁棒性要求,设计了1种基于定量反馈理论(QFT)的气动调节阀控制系统。基于QFT的控制器是1种二自由度控制器结构,由前置滤波器和反馈控制器组成。QFT对于控制对象的不确定性具有很强的鲁棒性,能够较好地避免气动调节阀控制系统在工业过程中受到的干扰和模型不确定性影响。通过对气动调节阀控制系统进行仿真分析,验证了基于QFT的控制方法能够较好地避免该系统的不确定性,使得该系统具有较强的鲁棒性,满足相应的性能指标要求。与传统基于常规比例积分微分(PID)控制方法的气动调节阀控制系统相比,基于QFT控制方法的气动调节阀控制系统更加适用于工业过程。     

采样控制及其在定量控制中的应用

通过分析抄纸过程定量控制系统具有大滞后，非线性，时变的特点，采用实验法建立了系统数学模型，利用采样控制原理，对某1760纸机实施实时控制，经实际运行表明，采样控制能有效克服纯滞后对系统的影响，具有较好的鲁棒性。     

基于定量反馈理论算法的电动执行器控制系统的设计

介绍了的一种带网络通信和遥控调试等功能的新型数字式电动执行器控制系统。针对受控对象模型不确定性和无超调跟踪性能要求，设计了基于定量反馈理论(QFT)的二自由度控制器。硬件凋试和控制算法仿真实验，证明了系统的实际可行性。     

基于QFT+DI的高超声速飞行器控制研究

在高超声速飞行器控制研究中,大空域大马赫数飞行造成的强耦合、高度非线性,影响控制系统的稳定性.为解决上述问题,在传统定量反馈控制理论的基础上,提出定量反馈和动态逆相结合的鲁棒控制方法,对高超声速飞行器纵向模态进行控制器设计.利用动态逆对系统非线性模型进行反馈线性化,将得到的线性模型作为控制的内环和定量反馈设计模板,设计外环系统的控制器和前置滤波器.通过计算机对设计的控制器进行仿真验证,结果表明,控制设计方法具有较好的控制效果,且比传统的设计方法在高频段具有更好的噪声抑制能力.     

Quantitative Feedback Theory Revisited

This paper reexamines Horowitz's original formulation of the Quantitative Feedback Theory (QFT) problem in the light of recent developments in robust control. A simple proof of optimality of the loop transmission function in the sense of Horowitz is developed. A difficulty with Horowitz's formulation at high frequencies is corrected.     

大型飞机神经网络重构控制

介绍了一种通过神经网络在线进行飞行控制重构的方案.本文以非线性动态逆方法为基本控制律,通过设计的自适应神经网络,实时补偿因操纵面故障而引起的逆误差.最后的仿真结果表明,该方案是可行的.     

控制可重构飞机多变量鲁棒控制器设计

控制可重构飞机要求其基本飞行控制系统对舵面部分缺损故障具有强的鲁棒特性,在故障发生后保证飞机的稳定性,提供听时间进行故障的检测和隔离,为控制系统重构提供条件,本文采用高速采样ＰＩ控制器设计输出反馈跟随系统,给出了控制器的设计方法,并分析了它对于控制舵面部分缺损故障的鲁棒特性,仿真结果表明,这种控制器具有好的鲁棒特性。     

基于输出反馈特征结构配置的重构控制系统设计

推出了一种利用特征结构配置设计重构控制系统的新方法. 当故障后的系统满足m+r-1≥n的条件时, 通过重新设计一输出反馈增益阵, 使重构后的闭环故障系统的特征值全部恢复到故障前的位置, 特征向量也在可配置子空间中尽量接近故障前相应的闭环系统特征向量, 从而使重构后的系统性能最大程度地恢复到故障前的系统性能. 这种方法的优点是重构系统的稳定性可得到保证, 且计算输出反馈增益阵的算法相对简单. 应用实例和仿真结果说明本文方法的有效性.     

Nonlinear Feedback Control of a Gravity-Assisted Underactuated Manipulator With Application to Aircraft Assembly

A nonlinear feedback scheme for a gravity-assisted underactuated manipulator with second-order nonholonomic constraints is presented in this paper. The joints of the hyper articulated arm have no dedicated actuators but are activated by gravity. By tilting the base link appropriately, the gravitational torque drives the unactuated links to a desired angular position. With simple locking mechanisms, the hyperarticulated arm can change its configuration using only one actuator at the base. This underactuated arm design was motivated by the need for a compact snake-like robot that can go into aircraft wings and perform assembly operations using heavy end-effectors. The dynamics of the unactuated links are essentially second-order nonholonomic constraints for which there are no general methods to design closed-loop control. We propose a nonlinear closed-loop control law that is guaranteed to be stable in positioning one unactuated joint at a time. We synthesize a Lyapunov function to prove the convergence of this control scheme. The Lyapunov function also generates estimates of the domain of convergence of the control law for various control gains. The control algorithm is implemented on a prototype three-link system. Finally, we provide some experimental results to demonstrate the efficacy of the control scheme.     

飞机舵面损伤的简单自适应重构控制方法

针对飞行控制系统操纵面损伤故障,采用简单自适应控制算法进行重构飞行控制系统（FCS）的设计．在应用简单自适应控制时,尤其是在操纵面发生不同损伤程度故障时,必须确保闭环系统的几乎严格正实性．通过求解线性矩阵不等式的可行解问题,得出并联前馈补偿器,确保闭环系统的稳定性和增广系统的严格正实性．利用某型飞机的侧向飞行控制系统模型,将该方法应用于飞行控制系统的重构设计．仿真结果表明,简单自适应控制方法不仅适合于正常情况下的飞控系统设计,而且对操纵面损伤故障具有较强的适应能力．与常规的线性二次型反馈控制器相比,提出的自适应控制器具有更好的跟踪效果和重构控制效果．     

控制面故障下的飞机运动建模与重构控制能力分析及设计

对控制面故障影响飞机运动的机理进行了推导,系统地阐述了控制面故障下的飞机运动建模方法。在建模的基础上,对故障系统的可重构性进行研究。分别从线性系统运动和物理运动两个方面,给出了可重构能力的评定方案。推导了误差反向传播的前向神经网络用于控制系统设计时满足Lyapunov稳定性的学习算法,提出了一种新型的采用反向传播神经网络补偿常规控制器的重构飞行控制设计方案。采用非线性飞机运动模型对控制器进行了仿真,验证了重构飞行控制器的性能。     

反馈控制系统Delta算子理论的研究与发展

反馈控制系统的Ｄｅｌｔａ算子理论在高速信号处理与数字采控制领域具有重要作用，本文对Ｄｅｌｔａ算子方法的研究现状存在问题进行综述，内溶涉及Ｄｅｌｔａ算子模型描述与转换、系统辨识与状态估计，自适应控制与预测控制等方面，并探讨了将来的发展方向。