半闭环交流词服系统滑模观测器研究

研究了半闭环交流伺服系统的开环位移观测器数学模型,在传统伦伯格观测器基础上设计了滑模变结构观测器。计算机仿真研究结果表明滑厝变结构观测器可以较好地估计开环位移,提高了观测器的抗干扰能力,对于改进半闭环伺服系统的位置控制精度具有重要意义。     

最小阶状态观测器及其设计

本文介绍能估计系统状态线性函数的最小阶状态观测器的设计方法。使用状态方程和输出方程的可观测标准型式使有关的分析和计算更为简便。通过分析得出了构成一个最小阶状态观测器的充要条件。最后列出设计步骤和一些结论。     

开发MATLAB图形用户界面设计全维状态观测器

介绍了一些如何利用MATLAB的图形用户界面开发工具--GUIDE来创建图形用户界面的方法.我们还利用极点配置的方法来配置闭环极点,以获得全维状态观测器.在MATLAB的控制系统工具箱里有计算状态反馈增益矩阵K和H的函数,得到这两个矩阵就可以获得全维状态观测器,其中,acker函数是利用Ackermann公式来计算增益矩阵的.最后通过一个例子说明获得全维状态观测器的过程.     

直线型一级倒立摆状态反馈控制设计及实现

针对单级倒立摆装置,设计了4种状态反馈制方案.通过仿真试验和实验证实所提出的状态反馈控制方案都是成功的.分析和对比结果表明:基于LQR的反推法和基于主导基点的设计方法都是有效的.     

基于高增益观测器的SISO非线性系统模糊自适应输出反馈控制

针对一类状态不可测的SISO非线性不确定系统,提出一种新的模糊自适应Backstepping输出反馈控制,利用模糊逻辑系统逼近未知非线性函数,设计模糊自适应高增益观测器对系统未知状态进行观测,利用模糊自适应Backstepping控制方法设计模糊自适应输出反馈控制器。通过理论分析证明了闭环系统是半全局一致最终有界的;观测误差和跟踪误差都分别收敛到零的一个小邻域内。     

基于状态反馈控制的磁悬浮球系统

将磁悬浮球系统作为研究对象,建立磁悬浮球实验系统的数学模型,采用极点配置法设计一种基于跟踪的状态反馈控制器,基于 Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ建立磁悬浮球控制系统的仿真模型,结果表明,与 ＰＩＤ控制器相比,采用状态反馈控制方法能使悬浮球系统更快趋于稳定。在 ＧＭＬ２００１磁悬浮球实验台上进行了悬浮实验,结果表明,基于跟踪的状态反馈控制器在波动幅度、悬浮精度及系统的动态性能适应性等方面明显优于 ＰＩＤ控制。     

广义系统的状态观测器

本文讨论了广义系统的状态观测器的存在性，给出了状态观测器的具体形式及构造方法。     

状态观测器在故障诊断中的应用

伦伯格(D.G. Luenberger)的状态观测器理论在自动控制系统的设计中已得到广泛应用,但在故障诊断方面的应用尚不多见。本文引用状态观测器理论解决控制系统的故障诊断问题,对于不考虑随机噪声的线性或拟线性系统的故障可以作出比较准确的诊断。     

状态观测器在冷气舵机控制系统中的应用

提出了一种将状态反馈与控制相结合方案,状态观测器可看成是实际控制对象的一个实时仿真系统,它具有利用控制对象的数学模型和输入变量,并且采用适当的控制方法,以保证状态观测器的状态可以很快地逼进控制对象的状态。     

过热汽温自动控制系统的状态观测器设计与反馈极点配置

提出一种将现代控制理论中的极点配置和状态观测器理论应用于传统的锅炉过热汽温控制系统的控制方案。并针对锅炉过热器惰性区为等容高阶惯性环节的特点，提出一种利用二项式定理配置反馈极点的简便方法，仿真结果证明了该方案的有效性。     

一种基于状态观测器的Duffing系统的混沌控制

目的对状态不可测系统混沌现象进行有效控制,以削弱或消除对系统造成危害的混沌运动.方法导出在一定意义下等价于原系统的重构状态,用重构状态代替真实状态来组成状态反馈,利用状态观测器法对Duffing系统进行混沌理论分析和实验仿真,在给定控制率作用下,使系统由混沌状态进入周期运行状态.结果提出了一种利用状态观测器对Duffing方程进行混沌控制的方法,使系统由初始混沌轨道转入到非混沌轨道.结论基于状态观测器的控制方法可以实现对混沌现象的有效控制,仿真结果证明了方法的有效性.     

基于观测器的网络切换模糊系统的反馈控制

针对一类系统状态不可测的网络切换模糊系统,研究了在单包传输且没有丢包情况下的稳定控制问题。使用切换技术、T-S模糊模型及Lyapunov函数方法,设计模糊观测器及切换律,以矩阵不等式的形式给出使系统渐近稳定的条件。最后仿真结果表明方法的有效性。     

不确定时变时滞系统基于观测器的鲁棒控制

讨论了不确定线性时滞系统的鲁棒控制问题,针对不确定矩阵满足元素有界情形,考虑了系统的线性状态观测器,利用Lyapunov方法及矩阵不等式,得到线性状态观测器存在的充分条件,并给出系统基于观测器状态的反馈控制器设计方法。     

新混沌系统:Liu系统的线性状态反馈控制

研究了新型混沌系统——Liu系统的动力学行为和线性状态反馈控制问题.通过Routh-Hurwitz准则对系统的稳定性进行了分析,采用线性状态反馈方法在理论上证明了达到控制目标(平衡点的控制)时反馈系数的选取范围.数值仿真验证了采用该方法可以将混沌系统控制到失稳的平衡,并通过线性反馈控制将系统控制到了稳定的周期轨道.     

新混沌系统：Liu系统的线性状态反馈控制

研究了新型混沌系统——Liu系统的动力学行为和线性状态反馈控制问题．通过Routh—Hurwitz准则对系统的稳定性进行了分析，采用线性状态反馈方法在理论上证明了达到控制目标（平衡点的控制）时反馈系数的选取范围．数值仿真验证了采用该方法可以将混沌系统控制到失稳的平衡，并通过线性反馈控制将系统控制到了稳定的周期轨道．     

基于圆判据的超空化航行器状态反馈控制研究

超空化航行器由于航行过程中大部分被空泡包裹,必然面临着航行器与空泡剧烈非线性滑行力带来的稳定控制困难.适当设计的线性控制律一般可得到航行器高频有限振幅振荡运动或阻尼振荡运动的控制结果;而在反馈中引入非线性,虽控制结果理想,但要求对滑行力精确可知,这在实际情况下很难做到.针对以上问题,文章以Dzielski提出的超空化航行器模型为研究对象,基于圆判据定理通过线性状态反馈方法,使航行器系统对所有非线性滑行力特性达到全局绝对稳定.文中首先对原模型进行变换和局部抽取,使之适用于圆判据定理的应用条件;接着给出了通过极点配置方法构建线性状态反馈控制律而达到系统绝对稳定的条件;最后结合系统参数,分析了系统局部和全局绝对稳定情况下稳定域的估计,并给出了仿真验证.     

基于扩张状态观测器的火电单元机组协调控制

扩张状态观测器不依赖对象精确模型, 可将火电单元机组协调系统中普遍存在的耦合、扰动、不确定性等因素看做一个扩张状态进行估计. 设计控制率对该估计量进行补偿, 可有效改善系统动态, 提高系统性能鲁棒性. 以某300MW燃煤直流炉再热机组为被控对象进行仿真研究. 根据实际控制要求, 进行设定值跟踪实验, 输入扰动实验和蒙特卡洛实验. 结果表明, 合理选择扩张状态观测器参数, 可以使机炉协调系统具有较好的负荷跟踪能力, 保证主汽压力在较小范围内波动; 同时能有效抑制输入扰动并使系统具有强的鲁棒性. 基于扩张状态观测器的协调控制策略结构简单, 获得了良好的控制品质, 具有工程应用价值.     

基于状态反馈精确线性化Buck变换器的微分平坦控制

针对Buck变换器由于输入电压和输出电流等外部扰动及电路参数摄动等不确定因素引起系统输出电压变化的问题,提出一种基于状态反馈精确线性化的微分平坦控制方法。根据状态空间平均方程建立了变换器的仿射非线性模型,通过坐标变换推导出状态反馈控制率。在状态反馈精确线性化模型基础上,设计了微分平坦控制器,同时将扰动观测器嵌入控制器中,进一步提高了系统对电路参数摄动和外部扰动等内外干扰的处理能力。最后应用灵敏度理论分析了变换器的稳定性,可知减小电感量、增大电容值有利于提高系统的稳定性。实验结果表明,与传统PI控制方法相比,本文所提控制方法对输入电压和输出电流扰动具有更强鲁棒性,输出电压纹波更小,且系统响应速度能提升近50%。本文研究对DC-DC变换器控制器的设计具有参考意义。