工业控制技术国家重点实验室简介——工业控制技术国家重点实验室承担的重大项目

◆国家自然科学基金委员会创新研究群体课题1项工业过程的控制理论与总线技术及其应用研究◆国家自然科学基金杰出青年基金项目2项，重点项目3项；面上项目25项．     

未知非线性系统的神经网络建模与控制仿真研究

针对一类未知非线性系统的建模与控制问题，采用基于神经网络的多步预测控制算法进行了仿真研究，仿真对象选取控制工程界常用的单摆试验装置．该算法的实现步骤为：获取系统开环试验数据；辨识神经网络正向动态模型；设计非线性优化控制律．仿真研究结果表明，所提出的建模与控制方法是有效的．     

主动转动惯量驱动系统用于悬吊结构摆振控制的方法研究（Ⅰ）：理论建模和试验验证

提出了主动转动惯量驱动控制系统(Active Rotary Inertia Driver,ARID),该系统通过伺服电机驱动转动惯性质量的回转运动,从而产生抑制结构摆振的力矩。首先针对ARID控制系统,基于拉格朗日原理建立了平面内悬吊结构在吊点激励下运动控制的分析模型,基于分析模型进行主动控制LQR算法系统匹配推导,然后利用Simulink对ARID系统控制效果进行了数值模拟计算,并通过与TRID装置对比,对ARID系统的有效性进行了分析。最后设计了ARID振动台试验系统,对结构的控制效果进行了试验验证。试验结果验证了理论建模和主动控制LQR算法与系统匹配的合理性,表明ARID系统对悬吊结构摆振控制具有很好的控制作用,理论建模和试验验证为ARID系统的深入研究和应用奠定了理论基础。     

基于MATLAB的卷筒纸印刷机张力控制系统的建模与仿真

为了精确研究滚筒印刷的张力特性及控制策略,建立了一个较精确的开卷张力动力学模型,利用MAT-LAB强大的建模、仿真功能,开发了一个开卷张力仿真模型,采用PID对其进行控制,由此构建了完整的卷筒纸印刷机开卷张力控制仿真系统。对多个张力扰动因素进行了研究与仿真,并给出了不同扰动占主导时的张力控制系统仿真结果。     

浅谈仪表控制技术在生产中的应用

用比较简单的物理方法实现比较复杂的控制器设计是较为先进的仪表控制技术,采用现代控制理论设计系统的控制器是在大多数工业应用中的首选。最常见的控制器设计采用经典控制理论的是PID控制器。相反,现代控制理论在状态空间中进行,并能处理多输人多输出（MIMO）系统。这克服了经典控制理论的局限性,在更复杂的设计问题,如化工生产控制。在现代设计中,系统被表示为一组一阶微分方程的状态变量的定义。非线性,多变量,鲁棒都适应控制理论在这部分。新的现代控制理论的很多方面有待探讨控制系统控制工程是工程学科研究动态系统的各种不同的建模（如机械系统）和控制器,使这些系统的行为按照所期望的方式设计。由于这样的控制器不需要多耗电。     

电流变液发动机悬置建模及模糊半主动控制仿真分析

对电流变液发动机悬置进行建模分析,推导复刚度与频率间的关系表达式,采用MATLAB软件的Simulink模块对悬置的动刚度和阻尼特性进行仿真分析。运用模糊控制理论建立电流变液发动机悬置二自由度系统的模糊半主动控制仿真模型。仿真分析结果说明采用模糊半主动控制的电流变液发动机悬置的隔振性能较好。     

非线性振动系统神经网络自适应控制方法研究

将人工神经网络理论引入振动控制工程领域，并将现代控制理论中的状态反馈理论与人工神经网络理论相结合，提出了一种基于ＢＰ网络的自适应控制方法。给出了该方法的学习算法和网络参数选择原则，分析了它在建模和控制方面所具有的优点，并就典型的非线性振动ＶａｎＤｅｌＰｏｌ和Ｄｕｆｉｎｇ方程进行了辨识和控制，仿真结果表明该方法对于非线性振动系统具有较强的辨识和控制能力。     

车辆主动悬挂系统动力学建模与试验研究

本文建立了线性1/4车辆动力学模型.基于1/4车辆模型,对全主动悬挂进行动力学方程描述并作了详细的建模.研究了基于悬挂装置试验台的PID控制策略及系统仿真,目的是从理论上探讨PID控制器的设计及控制规律.结合对悬挂系统的数学描述,建立了悬挂系统的SIMULINK仿真模型.在理论分析的基础上,设计了二自由度1/4车辆台架试验模型.完成了PID控制器的设计与调试,通过对大量试验数据进行分析证明了主动悬挂系统的优越性.通过理论建模、控制策略研究以及试验验证,结果表明所设计的试验模型以及所提出的控制策略是可行并且有效的,系统的平顺性和稳定性得到了明显的改善.     

工业控制技术国家重点实验室

实验室简介 工业控制技术国家重点实验室是国家计委于1989年批准建设的第一批国家级高科技研究重点实验室之一．1995年10月通过国家计委组织的验收，正式对外开放．现任主任为浙江大学长江特聘教授褚健。现任学术委员会主任为中国工程院院士孙优贤教授．     

多变量电液伺服系统的建模与控制

本文应用时序建模理论、解耦控制理论及自较正控制原理等分析多变量电液伺服系统，建立了反映系统的低阶数字模型；多变量电液伺服系统是一个耦合系统，通过解耦和极点配置，能得到互不干扰的、可跟踪设定值的单变量系统。计算机仿真结果表明控制方案的可行性。     

盘式制动器高频振动的主动控制

为了降低制动器制动过程中产生的高频振动,通过对盘式制动器振动进行动力学建模,采用AFC(Active Force Control)控制理论与PID控制理论相结合,构造出有效的振动控制参数和AFC控制器。利用MATLAB /Simulink仿真平台,对AFC与PID联合控制下的制动器振动进行仿真,并与自由状态下的制动器振动进行对比分析。通过分析得到[α≤0.022]的情况下PID与AFC联合控制下制动盘在2 s左右振幅趋于稳定,制动盘振动幅值从[1×10-3 m]降低到[1×10-6 m]左右;而当[α>0.022]时AFC与PID联合控制会增大制动盘振动幅值。通过这种主动控制方法的研究为降低盘式制动器高频振动,进而降低高频振动引起的噪声,提高汽车NVH性能提供了依据。     

特征模型自适应控制方法在悬臂梁振动主动控制中的应用

特征建模理论和方法是对现有控制理论关于对象建模理论的一个发展,为高阶、参数未知对象进行低阶控制器、自适应控制器和智能控制器的设计提供了理论依据,为工程设计带来极大的方便。基于特征模型的自适应方法与常用的间接自适应方法相比,待辨识的参数更少,控制器算法更简单。由于基于特征模型的自适应方法是一种很新的方法,在实际系统中的应用还比较少,因此有必要通过在实际系统的应用来验证该方法的有效性并不断改进和完善该方法。为此,利用压电智能结构作为挠性悬臂梁的敏感器和致动器,采用特征模型自适应控制方法对挠性悬臂梁的振动进行主动控制,并比较研究了特征模型自适应控制算法和正位置反馈（PPF）控制算法的物理仿真结果,通过物理仿真验证了特征模型自适应控制器抑制梁弯曲振动的有效性。     

新型电磁驱动AMD控制系统的建模与性能试验

提出了一种新型的结构振动控制系统--电磁驱动AMD控制系统的概念,试制开发了小型电磁驱动AMD控制系统,研究了系统的理论建模并进行了性能试验.从经典物理学电磁场理论、电路克希霍夫定律和量纲对比分析三个角度出发,建立了电磁驱动AMD控制系统的力-电关系模型,给出了以系统相对速度和控制电压为输入量、系统主动控制力为输出量的系统力-电关系模型.对系统进行了大量开环控制模式下的性能试验,试验结果表明,电磁驱动AMD控制系统在结构振动控制所关心的频率范围内,力-电关系是近似线性的.通过试验结果与理论模型预测结果的比较,验证了系统的力-电关系模型的准确性.     

可控约束阻尼层结构的H∞控制

建立了可控约束阻尼层板的一般控制微分方程。对附加可控约束阻尼层的悬臂矩形板者了实验与理论建模，详细分析了模型中的不确定性，并进行了Ｈ∞鲁棒振动控制的数值仿真与实验研究。结果表明，Ｈ∞控制能够有效抑制受控结构的模态振动，与位移比例反馈控制相比，具有更好的鲁棒稳定性。     

柔性基础混合隔振系统建模与控制

实际的混合隔振系统一般由刚体振源、弹性安装基础以及连接它们的隔振器、作动器构成,是一个复杂的具有刚柔耦合特性的无限维分布参数系统。为了兼顾系统建模的准确性和控制器设计的方便性,采用子结构模态综合法对柔性基础混合隔振系统进行建模,并与ANSYS建立的有限元模型进行对比,在验证模型有效性的基础上,基于修正的独立模态控制算法对混合隔振系统进行控制设计和仿真分析,结果表明设计的混合隔振系统能够有效地减小基础的振动响应,且隔振效果优于被动隔振系统。     

改进的GM（1，1）理论及其在预测控制中的应用

GM（1,1）是灰色理论中简单而有效的预测方法,可以对贫信息系统进行灰色建模,利用这种特点,我们可以通过系统对输入的响应数据建立系统的灰色模型对系统未来的输出进行预测,通过这些预测值与系统的给定值比较得到预测误差,通过对预测得到的误差值和系统当前的误差值进行决策,进而进行预测控制。本文采用灰色预测和PID控制相结合对一个常见的二阶系统进行了控制仿真,得到的结论证实了这种控制方法的有效性。     

基于神经网络混合建模的结构振动滑模控制

将神经网络和标称系统混合建模方法引入到离散滑模控制当中,得到神经网络滑模控制,然后对结构振动进行控制,振动结构为具有不确定性参数的柔性附件,并受到随机外扰作用。离散滑模控制的滑模面是以标称系统为基础,由最优二次型价值函数求解黎卡提方程确定。利用标称模型和神经网络混合建模方法来减小系统的不确定性,达到提高滑模控制在实际控制系统中的控制效果。其中利用前馈神经网络来对不确定部分进行建模。最后通过对滑模控制和神经网络滑模控制进行仿真,结果表明,本文所提出的神经网络滑模控制对具有不确定性参数和随机外扰的柔性结构系统振动的控制效果要优于滑模控制。     

以活力 龙行天下 拼实力 强者风范——对话三星商用空调营业部总经理朴营国

1998年毕业于东北大学信息科学与工程学院，获“控制理论与控制工程”博士学位。在《自动化学报》、《控制理论与应用》和《控制与决策》等刊物公开发表论文10余篇。参加过国家自然科学基金、博士后基金等课题研究。     

《压电层合板的振动主动控制》

利用一阶剪切变形理论推导压电层合板的抗弯刚度,由Hamilton变分原理建立压电层合板的有限元模型,采用模态叠加方法对有限元模型降阶。在应变最大处配置制动器和传感器,并采用二次线性控制的独立模态空间控制法来进行板结构的主动控制。数值算例验证了这种力学建模方法和控制方法的有效性。     

船舶推进轴系变结构控制

以船舶主推进轴系为研究对象,在变结构控制理论和设计方法的基础上,对主推进轴系的变结构控制方法进行研究。考虑到推进轴系在螺旋桨处的位移响应最大,在螺旋桨部位设置主动控制作动器,对推进轴系进行振动控制,并以主推进系统的弹性体动力学模型为基础,建立系统的变结构控制方法。采用单位向量控制形式的最终滑动模态控制器,并采用二次型最优控制理论设计最终滑动模态的切换函数。最后以一个带有六个弹性支撑的推进轴为例进行仿真计算。实例分析指出:变结构控制对于推进轴系的振动控制具有显著的效果。