受饱和约束的车辆转向非线性鲁棒模糊分布控制

针对极限状态下车辆转向非线性和执行器饱和问题,研究主动前轮转向(active front steering, AFS)和直接横摆力矩控制(direct yaw-moment control, DYC)对横摆-侧倾稳定的集成控制。采用Takagi-Sugeon(T-S)方法建立车辆3自由度横摆侧倾模型,结合模糊观测器实时获取模型动态参数。为准确反映车辆转向稳态过程,在T-S框架下建立改进横摆理想参考模型。考虑到极限转向对前轮侧偏特性的影响,构建T-S框架下主动前轮输入的动态饱和阈值。引入松弛因子提高AFS和DYC的执行器利用率,将反馈输入的饱和影响作为有界扰动进行控制。基于分布补偿结构设计状态反馈模糊分布控制器(parallel distributed compensation-TS,PDC-TS),采用范数有界的侧翻稳定阈作为侧倾性能约束,将车辆横摆-侧倾稳定性的H;性能转换为线性矩阵不等式(linear matrix inequalities, LMIs)凸优化问题。最后联合Trucksim-MATLAB/Labview软件进行控制仿真和硬件在环验证,结果表明,PDC-TS方法对强非线性转向过程的控制更加准确,执行器能力利用更充分,并在输入饱和约束下保持控制稳定性。     

一类非线性不确定结构系统的鲁棒饱和主动控制

对一类非线性不确定结构系统研究了在外部干扰下的鲁棒饱和主动控制策略.将质量、阻尼、刚度矩阵都存在不确定的结构系统描述为一种不确定中立系统,采用鲁棒饱和主动控制策略,提出基于线性矩阵不等式的代数解.通过提出的控制方法同时保证了结构系统在模型和参数摄动下以及在控制变量和扰动存在非线性不确定性时的鲁棒稳定.最后通过对一个4层建筑大楼在地震波作用下的主动振动控制仿真证明了该方法的有效性.     

未知控制方向非线性时滞系统部分状态反馈鲁棒自适应控制

针对一类带有未知控制方向的时变非线性系统的部分状态渐近鲁棒调节问题,文中采用部分状态反馈渐进调节的控制算法来处理系统中的不确定性,利用Lyapunov-Krasovskii泛函来处理系统中的时滞项,通过Nussbaum型函数来处理系统中的未知控制方向问题.我们基于反推技术给出了部分状态反馈控制器的设计步骤,所设计的控制...     

极限工况车辆非线性模糊MPC控制EI北大核心CSCD

针对应急转向下车辆的横摆稳定性和侧倾稳定性,研究前轮主动转向(active front-wheel steering,AFS)和直接横摆力矩(direct yaw-moment control,DYC)的非线性模型预测MPC集成控制。考虑轮胎侧偏刚度非线性变化,采用Takagi-Sugeon方法(T-S)建立4个车辆横摆-侧倾线性子系统,结合模糊观测器实时获取轮胎动态参数。为消除侧倾稳定性能约束,在T-S框架下建立改进横摆理想参考模型,引入侧倾稳定指标约束期望横摆角速度。根据横摆角速度、质心侧偏角、侧倾姿态的跟踪偏差和控制输入建立二次型评价函数,以驾驶员转向扰动为评价函数附加项,构建无限预测时域MPC最优性能指标,基于分布补偿方法设计非线性系统的模糊控制器MPC-TS,并根据轮胎侧偏特性设计自适应主动转向约束。通过LMIs方法将无限时域的非线性MPC控制转化凸优化过程,推导子系统转向扰动最小值问题的线性不等式。最后联合Trucksim-Simulink软件进行仿真测试,以Sine with Dwell和Fishhook曲线为驾驶员输入模拟应急转向过程,结果表明:在驾驶员应急转向的强非线性过程,MPC-TS方法能够显著增强横摆稳定性和侧倾稳定性,并适应低附和高附着路面。     

反馈线性化移动电站非线性鲁棒励磁控制

为提高移动电站励磁系统的控制性能,利用状态反馈精确线性化理论和方法,对移动电站不确定和非线性的数学模型进行线性化,通过求解黎卡提不等式,得到其鲁棒励磁控制规律。然后以负载突然变化引起的干扰为例进行仿真,并与传统的PID控制器进行对比分析,说明该控制器具有很强的干扰抑制能力,证明其在改善小型电网络动态特性上的优越性。     

提高锻造操作机工作速度的鲁棒非线性控制器设计

锻造操作机中控制钳杆位置和姿态的机构是锻造操作机机构中的一个重要机构,它对锻造操作机的工作速度起到决定性作用.为了在锻造操作机机械系统不变及液压系统基本不变的情况下提高该机构的响应速度,基于滑模控制方法为该机构设计了鲁棒非线性控制器.该控制器考虑了液压系统非线性及机构逆动力学两个影响显著的因素.针对某一型号锻造操作机的...     

端电压及功角双重稳定约束鲁棒自适应励磁控制

为实现励磁系统非线性控制的端电压和功角双重稳定约束,基于非线性坐标变换方法,构建励磁系统非线性等价系统模型,采用鲁棒自适应设计方法实现Lyapunov函数构建、参数自适应估计和等价系统耗散稳定控制。在输出功率增加和三相接地故障状态下,对新的励磁控制方法进行仿真测试和分析。仿真结果表明:相对于传统反演鲁棒励磁控制方法,状态变量波动次数减少50%,端电压和功角稳定时间由0.2 s缩短为0.1 s,端电压始终保持为额定电压,没有出现电压偏移问题,不确定参数能够在0.05 s内完成估测。研究成果对于提高励磁系统暂态稳定能力和端电压恒定控制精度具有一定意义。     

基于紧约束鲁棒模型预测控制的无人车辆轨迹跟踪控制

针对无人驾驶车辆的轨迹跟踪问题,基于车辆非线性动力学模型,设计了一种紧约束鲁棒模型预测控制(MPC)方法。首先,利用魔术公式轮胎模型,结合车辆3自由度系统,构建了具有有界干扰的车辆线性离散误差模型;其次,采用紧约束控制策略设计系统的鲁棒优化问题;最后,通过在线优化得到最优控制序列,并离线构造之后多个时刻满足约束条件的可行控制序列。仿真结果表明,所提算法能够使车辆稳定快速跟踪上参考轨迹并有效提高系统计算资源利用率。     

基于输出反馈的不确定非线性系统模糊鲁棒H∞控制

本文针对一类不确定非线性系统,研究了基于输出反馈的模糊鲁棒H∞控制问题。根据模糊T-S模型表征不确定非线性系统,基于状态观测器设计模糊控制器。由线性矩阵不等式和自适应律给出了模糊控制器存在的充分性条件。基于Lyapunov稳定性理论,提出的模糊控制方案在所有闭环信号最终一致有界意义下实现了期望的H∞性能。仿真结果表明了该方案的可行性。本文所提出的模糊跟踪控制器松弛了保守性,避免了匹配条件和上界。与已有的工作相比,本文约简了线性矩阵不等式的维数。     

车辆主动悬架的非线性路面自适应控制研究

针对不同的路面状况,提出一种车辆主动悬架的非线性路面自适应控制方法。采用增加高低通非线性滤波器的方法,对以车身垂直加速度和悬架动行程为目标的控制函数进行优化处理,并利用多滑模鲁棒控制方法,设计了一种主动悬架的非线性路面自适应控制器。进行了零动力学子系统的稳定性分析及系统频率特性分析,理论分析表明整个系统是渐进稳定的。仿真结果显示,在不同的路面激励信号作用下,都能取得较好的控制效果,与被动悬架相比,大大改善了乘座的舒适性及车辆的操纵性能。     

高速车辆横向减振器模糊天棚半主动控制研究

为了研究减少高速列车运行中车体横向振动,利用ADAMS/Rail与Matlab建立了联合仿真高速列车车辆动力学模型,并利用开关型天棚控制算法和连续型天棚控制算法对高速列车车辆横向减振器进行了半主动控制仿真研究.结果表明：开关型天棚控制算法简单实用,但控制效果逊于连续型天棚控制算法,还有可能发生颤振;连续型天棚控制算法控制效果好,但对系统的实时性和减振器结构的要求较高.针对这2种控制器的优缺点,同样基于上述模型,结合模糊理论和天棚速度阻尼控制,开发了一种新的控制方法,经研究表明,该控制方法具有很好的控制效果,并能弥补上述2种方法的不足.     

基于饱和约束LMS算法的磁悬浮隔振器控制研究

研究磁悬浮隔振器的抗饱和减振控制,针对限幅抗饱和法容易激起磁悬浮隔振器共振和Boaz Rafaely抗饱和算法的阈值很难确定,如果阈值选择过大容易激起磁悬浮隔振器共振,如果选择过小则损失减振效果这些问题,提出一种饱和约束处理方法,即加入连续惩罚函数方法。推导相应的改进LMS算法并设计出抗饱和自适应前馈控制律。通过仿真和在磁悬浮隔振器系统上进行实验对比,验证这种方法相对于限幅抗饱和算法和Boaz Rafaely抗饱和算法具有一定的优越性。     

汽车四轮转向自适应模糊神经网络控制研究

为了实现现实车辆运动的多自由度和非线性,在Simulink环境下建立包含车辆侧倾运动和轮胎非线性的三自由度四轮转向模型,针对大多控制方法需要依赖被控对象为精确数学模型的缺陷,提出具有联想、自学习、自识别、自适应特性的自适应模糊神经网络四轮转向控制策略;通过以前轮转角及车速作为输入,并依此确定后轮转角的输出,建立获得训练样本的仿真实验模型,用混合法训练得到自适应模糊神经网络控制器,并分别与前轮转向、比例控制和横摆角速度反馈控制下的四轮转向控制器进行仿真比较分析．结果表明自适应模糊神经网络控制使车辆在低速到中、高速时质心侧偏角趋于零,具有较强的鲁棒性;在角阶跃、移线实验中,控制效果优于前轮转向、比例控制和横摆角速度反馈控制,较大地改善了车辆的操纵性能．     

汽轮机轴系弯振干扰抑止问题鲁棒H∞控制

研究汽轮机组结构复杂的轴承转子系统振动及其控制时所建模型难免引入建模误差的问题，对此提出采用鲁棒性较强的H∞控制方法实施主动控制，并提出以三条假设简化弯曲振动普遍运动方程，分析轴系弯振特性，设计弯振干扰抑止控制器，依据200MW汽轮机组主动控制实验台模型轴系几何物理数据，进行计算机仿真分析，验证此控制器具有鲁棒稳定性，对控制系统具有较好的镇定作用，仿真分析结果说明了H∞控制方法在复杂转子系统振动主动控制中的可行性。     

Inexact fuzzy integer chance constraint programming approach for noise control within an urban environment

This article introduces an inexact fuzzy integer chance constraint programming (IFICCP) approach for identifying noise reduction strategy under uncertainty. The IFICCP method integrates the interval programming and fuzzy chance constraint programming approaches into a framework, which is able to deal with uncertainties expressed as intervals and fuzziness. The proposed IFICCP model can be converted into two deterministic submodels corresponding to the optimistic and pessimistic conditions. The modelling approach is applied to a hypothetical control measure selection problem for noise reduction. Results of the case study indicate that useful solutions for noise control practices can be acquired. Three acceptable noise levels for two communities are considered. For each acceptable noise level, several decision alternatives have been obtained and analysed under different fuzzy confidence levels, which reflect the trade-offs between environmental and economic considerations.     

大型客机自动着陆中的组合非线性反馈控制

Lyapunov稳定性理论广泛应用于现代控制系统的分析与设计中.本文针对具有非线性特性和输入饱和约束的大型客机着陆模型,引入了组合非线性反馈控制算法.首先介绍了基于该算法的控制律设计原理与工程实用性;然后基于Lyapunov稳定性理论给出了该算法在吸引域内的稳定性条件;接着详细设计了Boeing747飞机自动着陆纵向控制律,设计中秉承"线性系统设计,非线性系统验证"的工程实践常用思路;最后,通过Matlab数值仿真以及Flight Gear视景仿真,验证了控制系统具有很好的鲁棒稳定性和精确跟踪能力.     

基于模糊控制的商用车驾驶室悬置有限带宽主动控制系统研究简

 建立了含驾驶室的商用车十自由度整车数学模型,对安装了驾驶室有限带宽主动悬置的商用车进行模糊控制系统设计,该控制系统全面考虑了驾驶室质心处垂直、俯仰、侧倾方向振动,并采用遗传算法对模糊控制器增益因子进行优化．以积分白噪声随机路面输入作为激励进行振动仿真,仿真结果表明采用本文设计的驾驶室有限带宽主动悬置模糊控制系统相对全浮式悬置系统有效降低了驾驶室质心垂直、俯仰和侧倾加速度,一定程度上提高了商用车行驶平顺性和乘坐舒适性．     

基于现场总线的汽车检测线控制系统研究

介绍了现场总线技术,研究了基于CAN总线的汽车检测线控制系统结构和检测流程,设计了基于PCI的CAN适配卡和基于CAN总线的智能化、自动化的检测设备,分析并设计了控制系统软件。该系统将控制功能延伸到检测设备,实现了系统的全分散控制,提高了系统的灵活性、自治性。检测设备通过总线进行双向、多节点的全数字通信,提高了数据传输的实时性和可靠性。     

Fuzzy logic control of vehicle suspensions with dry friction nonlinearity

We design and investigate the performance of fuzzy logic-controlled (FLC) active suspensions on a nonlinear vehicle model with four degrees of freedom, without causing any degeneration in suspension working limits. Force actuators were mounted parallel to the suspensions. In this new approach, linear combinations of the vertical velocities of the suspension ends and accelerations of the points of connection of the suspension to the body have been used as input variables. The study clearly demonstrates the effectiveness of the fuzzy logic controller for active suspension systems. Suspension working space degeneration is the most important problem in various applications. Decreasing the amplitudes of vehicle body vibrations improves ride comfort. Body bounce and pitch motion of the vehicle are presented both in time domain when travelling over a ramp-step road profile and in frequency domain. The results are compared with those of uncontrolled systems. At the end of this study, the performance and the advantage of the suggested approach and the improvement in ride comfort are discussed.