线性时滞系统的离散滑模砰砰控制方法

将滑模控制和最优砰砰控制相结合,给出了线性时滞系统的离散滑模砰砰控制方法。考虑到实际中作动器难以适应正负极值控制力间的快速切换,给出了改进的离散滑模砰砰控制方法。考虑到在地震过程中作动器无需一直对结构施加控制,给出了改进的条件离散滑模砰砰控制方法。另外文中还通过算例给出了确定作动器最大控制力的近似方法。算例结果表明,所提出控制方法能够有效地减小结构地震作用下的峰值响应,控制效果优于经典的LQR控制方法,而且所给控制方法对结构固有参数变化具有较好的鲁棒性。     

基于T-S模糊模型的主动悬架滑模容错控制器设计

针对主动悬架系统的质量参数不确定性以及作动器出现的随机故障对车辆行驶平顺性和控制稳定性带来的重要影响,该文提出一种基于T-S模糊模型的主动悬架滑模容错控制器设计方法。为了描述悬架参数不确定性,基于T-S模糊模型建立1/4车辆的非线性模型,利用故障调节因子表示作动器故障的大小,进而获得考虑悬架系统质量不确定性和作动器故障的车辆主动悬架控制模型。接着,将滑模控制与自适应理论结合,设计合适的滑模面函数和滑模容错控制律,以达到故障悬架系统的容错控制目的;并基于Lyapunov稳定性理论,对所提出控制器稳定性和悬架系统安全约束性能进行了分析。最后,给出一个仿真算例,验证了所设计控制器的有效性和适用性。     

温度梯度场中梁的形变控制研究

5介绍了一种新型的压电作动器—层叠式压电作动器,并使用这种作动器对温度场中的梁进行了形状控制研究。根据哈密顿原理,得到了粘贴有层叠式压电作动器的梁结构的控制方程,进行了数值仿真,并且用Comsol软件进行了模拟,两者的结果基本一致。对压电作动器的控制电压进行了优化,得到了最优控制电压。由于层叠式压电作动器的控制力与压电片的层数成二次函数关系,当控制电压恒定时,层叠式压电作动器的控制力随着压电器层数的增加而迅速减小。使用层叠式压电作动器可以在比其他作动器更小的电压下取得更好的控制效果。通过与普通压电作动器的比较,可以发现层叠式压电作动器可以有效地降低作动器的施加电压,而且可以显著增强控制效果。这种形状控制方法为应用层叠式压电作动器进行薄壁结构的形状控制提供了理论基础。     

结构非线性振动的自适应模糊滑模控制

结构在强震作用下将不可避免地进入塑性阶段,表现出非线性行为,而总体上说,结构非线性振动还没有系统、有效的控制方法.本文主要研究了结构非线性振动的自适应模糊滑模控制算法,用模糊系统来自适应地逼近非线性系统以实现滑模控制力,同时采用模糊系统消除滑模控制所带来的抖振现象,并给出了模糊滑模控制器和自适应律的设计.仿真模型采用3层和20层的Benchmark非线性结构模型,每层均设置一个采用自适应模糊滑模控制算法的控制装置,计算出其在地震输入下的结构响应,然后对仿真结果进行了分析.仿真结果表明,自适应模糊滑模控制算法能够充分发挥自适应模糊控制和滑模控制的优点,较好地实现对结构在地震作用下非线性振动的控制,并得到令人满意的结果.     

buck电路的一种滑模变结构控制方法

滑模控制方法是一种常用的变结构控制方法，本文先介绍了滑模控制方法的基本原理，然后将滑模控制方法应用于dc／dc的buck电路，推导Tbuck电路的适于滑模控制的状态方程，并由此确定了buck电路滑模控制的切换面方程及控制函数，给出了一个具体的实现电路，并用matlab对一个具体的buck电路进行了仿真。     

结构AMD系统的控制力特性

以76层Benchmark钢筋混凝土结构风振控制问题为背景,分析了AMD主动控制的控制力特性,并与结构层间主动控制进行方案比较。首先,在Benchmark问题标准解的基础上提出了基于非降阶模型的AMD控制方案以及结构层间主动控制方案,在两种方案使结构整体响应控制在相同量值的前提下,定量分析比较了各方案的控制效果和控制代价,得出AMD控制方案性价比高的结论。其次,定义了改进的表征主动控制力方向特征的能量指标体系,数值分析比较了各方案主动控制力的方向与能量特征。分析结果表明能量特征指标更好地揭示了结构层间主动控制力为阻尼力的实质。深入分析结果表明:AMD控制将作动器集中使用,以较小的控制力、较大的控制器行程,实现对结构振动的控制能量输入;然而结构层间主动控制方案是以分散于结构各层层间的主动控制作动器,以较大的控制力吨位、相对较小的行程(与层间剪切变形有关)实现对结构振动的阻尼耗能控制。     

基础隔震建筑的滑模控制

基于滑模控制理论,提出了地震激励下含有不确定性参数的隔震建筑结构的滑模控制方法。通过优化极点配置,设计了鲁棒滑面和相应的滑模控制器。算例控制模拟的结果表明,该控制方法能有效抑制具有不确定参数的结构响应,受限控制的效果也较好。     

《压电堆作动器微振动控制平台控制效果评估与控制力效率分析》

微振动控制平台可安装在楼层上来消减源自地面的振动,在振动控制实验中,地面的激励无法复现,使用实验中测得的地面激励,计算隔振平台与楼层固连情况下的响应,用计算和实测平台响应的速度谱评价振动控制效果;根据实测的结构响应和压电堆作动器的力平衡方程计算作动器的实际输出力,与实测数据的对比表明,所用方法可较好地模拟作动器输出力;对比作动器输出的有效控制力和产生的电场力,讨论作动器控制力的效率。     

建筑结构基于模糊自适应调节趋近律的滑模控制研究

抖振问题是阻碍滑模控制应用的主要障碍之一.基于模糊控制的优点,采用一种模糊自适应调节趋近律的滑模控制方法对地震作用下建筑结构的振动控制问题进行了研究.给出了确定切换面的方法,推导了控制律的表达式.另外,考虑到实际中在大型的建筑结构中安装过多的传感器来进行主动控制研究是不切合实际的,还研究了有限状态输出反馈下该方法的适用性.以一个多层剪切型建筑结构模型为例来验证所提出控制方法的有效性,算例分析结果表明,所提出的控制方法能够有效地减小结构的地震峰值响应,同时达到了削弱控制系统抖振的目的.     

具有扰动观测器的汽车主动悬架滑模控制

基于双横臂悬架的1/4汽车模型,以降低簧载质量振动为目的,提出了具有扰动观测器的滑模控制方法。由1/4汽车模型中簧载质量的受力平衡条件,得到了1/4汽车模型的二阶线性控制系统。在路面激励位移未知时,为了估计二阶线性控制系统输入的扰动力(控制臂的作用力、悬架弹簧力、减振器阻尼力和外界干扰力的总和),给出了基于滑模控制的扰动观测器设计方法。根据扰动观测器的估计值,计算了具有扰动观测器的滑模控制的1/4汽车模型的控制力。当路面激励为阶跃位移时,计算分析了采用无控制、PID控制和滑模控制时1/4汽车模型的簧载质量加速度,结果表明:具有扰动观测器的滑模控制器可以获得更好的控制效果。通过分析不同控制参数和外界干扰力对滑模控制器效果的影响,证明了基于1/4汽车模型的具有扰动观测器的悬架滑模控制设计的有效性。     

MANAGEMENT OF GROUND TEMPERATURE BY BANG-BANG CONTROL BASED ON FINITE ELEMENT APPLICATION

The calculation and physical experiment related to control of the ground temperature by bang-bang control theory are discussed in this paper. Comparing the computed results with the results obtained by the experiments and measurements, it is shown that the bang-bang control theory is adaptable for practical use. The basic equation of the ground temperature is discretized by the finite element method in space and the Crank–Nicolson method in time. To obtain the optimal control temperature, the performance function is minimized by the Sakawa–Shindo method.     

多感应电机相邻交叉耦合快速终端滑模同步控制

目的提高多感应电机速度同步控制系统的可靠性以及控制精度,提高印刷业的生产效率及产品质量。方法基于相邻交叉耦合控制结构,利用快速终端滑模控制的强抗扰动性和有限时间到达特性,提出一种多感应电机相邻交叉耦合快速终端滑模同步控制策略。结果通过仿真结果分析,相比传统相邻交叉耦合控制,在文中所提控制算法作用下其系统同步误差小,具有更高的同步控制精度。结论该控制策略可提高多感应电机同步控制系统的同步跟随性能和抗干扰性能,增强多感应电机无轴传动的同步协调控制能力。     

一种最优滑模控制算法及其仿真应用

针对某机电伺服跟踪系统存在扰动和系统参数摄动的情况,提出了一种带有积分补偿的最优滑模变结构控制算法,并给出了获得切换函数、积分增益和控制函数的方法。仿真结果表明,这种新的控制算法比经典控制方法的效果更好。它能够获得灵敏的跟踪效果,提高了系统响应的快速性,具有较好的动态性能和鲁棒性,并消除了抖振。此控制系统结构简单,易于实现。     

A two-phase computational scheme for solving bang-bang control problems

This paper focuses on numerical methods for solving time-optimal control problems using discrete-valued controls. A numerical Two-Phase Scheme, which combines admissible optimal control problem formulation with enhanced branch-and-bound algorithms, is introduced to efficiently solve bang-bang control problems in the field of engineering. In Phase I, the discrete restrictions are relaxed, and the resulting continuous problem is solved by an existing optimal control solver. The information on switching times obtained in Phase I is then used in Phase II wherein the discrete-valued control problem is solved using the proposed algorithm. Two numerical examples, including a third-order system and the F-8 fighter aircraft control problem, are presented to demonstrate the use of this proposed scheme. Comparing to STC and CPET methods proposed in the literature, the proposed scheme provides a novel method to find a different switching structure with a better minimum time for the F-8 fighter jet control problem.     

多电机速度同步自适应积分滑模控制

目的为了解决传统指数趋近律方法所固有的收敛速度慢和抖阵问题,从而提高多电机同步控制系统控制精度。方法基于相邻交叉耦合控制系统结构,采用自适应积分滑模控制算法,提出一种多同步电机速度同步控制策略。结果仿真结果表明,电机的实际转速能够迅速跟踪参考转速,且同步误差为0。结论该策略可提高多电机同步控制系统的同步跟随性能和抗干扰性能,增强系统的同步协调控制能力。     

结构振动的离散变结构控制方法

采用离散系统建模技术和变结构控制系统设计的离散趋近律方法,对地震作用下建筑的振动控制问题进行了研究,给出了系统切换函数的确定方法,推导了系统控制律的表示式,算例分析结果表明,该控制方法能有效地减小结构的地震响应,对于结构抗震控制易于接受的特定采样时间间隔,控制效果优于相应基于连续时间系统的变结构控制方法。     

光电层合圆柱薄壳的自组织模糊主动振动控制

本文针对当前的光致伸缩驱动器构型在壳类结构的振动抑制中不能产生负膜力的问题,提出了一种新型的多片组合驱动器构型。并将该构型层合在圆柱薄壳结构的上下表面,建立了光电层合圆柱壳独立模态振动控制方程。考虑到光致伸缩驱动器的非线性和时变驱动特性,以及模型的不确定性,设计了基于性能函数负梯度调节的规则自组织模糊主动控制器,克服了常规模糊控制器控制规则设计的困难;为了验证上述提出的控制策略的有效性,进行了数值仿真;仿真结果表明提出的自组织模糊控制器取得了理想的振动控制性能,实现了柔性薄壳结构的非接触主动振动控制。     

采用改进遗传算法的结构主动控制器优化布置

用改进遗传算法研究了主动控制机构在建筑结构上的优化布置问题，先利用瞬时最优方法确定目标函数，在进行遗传操作时，为避免因采用普通遗传算法中的交叉和基本变异操作而产生违反约束条件的个体，提出了一种改进的交叉方法，即利用识别码进行判断交叉，并采用了双基因座变异，以满足约束条件，数值算例和结果表明了本文所提方法行之有效，优化速度较快。