混合投影时序逻辑与混合系统的形式化验证

为了描述混合系统的性质和行为，10多年来，各种时序逻辑，如Hybrid Temporal Logic等相继出现。这些时序逻辑适用于刻画混合系统的性质和规范，但不适宜表示描述系统的实现模型。本文定义了一个混合投影时序逻辑（Hybrid Projection Temporal Logic，简称HPTL），既能刻画混合系统的性质，又能表示混合系统的实现。这样，混合系统的验证就可以很方便地在统一的数学模型框架下进行。同时，给出了HPTL的基本的逻辑等价式系统和一个用HPTL进行混合系统验证的实例。     

基于进化粒子滤波器的混合系统故障诊断

在混合系统中，需要同时估计系统的混合状态和系统参数．针对存在这类故障的混合系统的混合状态和参数估计问题提出一种解决方案，对混合系统使用混合自动机建模，并使用粒子滤波算法对其混合状态进行估计，对可能发生变化(故障)的参数使用进化粒子滤波算法进行估计，从而实现了混合系统的故障诊断．将这二者结合起来构成混合系统故障诊断的应用框架，实现了混合系统的混合状态和系统参数的在线估计．仿真结果表明所提出的应用框架和方法是可行的．     

任意切换时间下的二维线性混合系统的滑模控制

由于混合系统的复杂性,设计出能保证混合系统在任意切换时间下都能稳定的控制是比较困难的。为了突出滑模控制设计的思想,文章针对一类二维线性混合系统,提出通过确保混合系统实现滑动模的充分条件来保证系统的稳定性,并得到相应的控制律。仿真结果表明了该控制律的有效性。     

混合系统的建模设计与仿真综述

混合系统是一类既包含连续动态行为又包含离散动态行为的系统,这类系统在实际应用中显得越来越重要,对这类系统需要探索新的模型和研究方法。该文在概述混合系统概念、特点以及发展近况的基础上,主要综述了近年来混合系统研究中的一些重要问题,指出现有各种方法的优缺点,并指出了今后的研究方向。该文首先介绍了混合系统研究中多种常见的建模方法,如混合自动机、Petri网和时段演算,然后重点讨论了混合系统一些重要性质,主要集中在对系统稳定性、可达性、可观性的分析方法上,以及混合系统的多种设计方法,并且对这些方法进行了初步评价,最后介绍了混合系统研究中一些常用的仿真工具。     

混合系统的分析

在人们日常生活中,混合系统(Hybrid Sstem)应用的实例很多,如汽车中的计算机控制系统、飞机中的平稳飞行痤制系统等都属于混合系统的范畴,并且随着计算机技术的发展,混合系统的应用范围会更加广泛,入们的生活会更加依赖于混合系统,固此社会应用的需求要求研究人员对混合系统进行比较深入的研究,保证混合系统运行的正确性。     

基于不变集的一类混合系统的稳定性

利用混合Ｐｅｔｒｉ网为混合系统建模,探讨了基于不变集混合系统在Ｌｙａｐｕｎｏｖ意义下关于恢复半径的稳定性概念,并给出利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数法判定混合系统稳定性、一致稳定和渐近稳定的充分条件。     

离散-连续混合系统输出公式——Mason公式的推广应用

本文用矩阵方程建立了离散-连续混合系统的数字模型,并由此推导出混合系统的输出公 式,该公式是Mason公式在混合系统中的推广.本文讨论了混合系统的另外两种解法,即矩 阵法和构图法. 本文结论与文献[3]有所不同.     

线性混合系统的可观性分析

线性混合系统的控制输入(包括离散控制和连续控制)会影响混合系统的状态可观性．混合系统的可观性包括初始的离散状态和连续状态，以及离散状态的切换时间．对此．分析了系统的控制输入对线性混合系统状态(主要是离散状态)的影响，并论述这将有助于改善某些线性混合系统状态的可观性．通过分析给出了在这种情形下比较宽松的线性混合系统状态可观性条件及其秩检验条件，并给出说明性示例．     

混合型制造/再制造系统建模及仿真研究

利用z变换技术建立了混合型制造/再制造系统的传递函数模型，并根据三种不同场景对传统系统和混合系统进行了仿真对比分析．研究结果表明，混合系统的性能与制造提前期和再制造提前期之间的差异密切相关．当两个提前期差异较小时，混合系统的性能要优于传统系统；而当两个提前期差异较大时，混合系统的性能会劣于传统系统．此外，研究还表明，随着生产成本、处置成本的升高或者回收成本、再制造成本的降低，混合系统的经济价值将逐渐增强．     

混合系统在matlab环境下的建模和仿真

混合系统是集连续动态系统和离散事件为一体的复杂动态系统,是近年来控制理论研究领域的热门课题.由于混合系统既含连续变量义含离散事件,给处理这类系统带来了复杂性.一般混合系统建立模方法有:混合自动机,混合petri,时段演算及其扩展等模型.在概述混合系统概念与特点的基础上,介绍了混合系统研究中的建模与仿真问题.结合超市冰柜系统用混合自动机建模,并用MATLAB中的SIMULINK和STATEFLOW进行仿真.仿真结果表明效果很好,为系统分析和设计提供了有力的工具.     

一种基于OPC通讯的自适应模糊PID控制优化设计

给出了一种利用先进控制技术有效实时优化控制系统参数的方法。首先利用组态软件MCGS设计控制系统监控界面,采用OPC（OLE for Process Control）通讯在MATLAB中得到控制系统实时参数;根据上位机MCGS中实时控制系统的控制要求,在MATLAB中设计自适应模糊PID控制算法优化该控制系统的控制参数,再利用OPC实时通讯将优化后的控制参数传输返回至MCGS来对控制系统进行实时控制。以二阶液位控制系统为仿真实例,仿真结果体现了自适应模糊控制PID算法对实际控制过程的现实意义,且控制过程实时有效,提高了控制效率。     

航空发动机模糊神经网络控制研究

航空发动机是一个结构复杂、非线性强的多变量控制对象。随着航空发动机全权限数字式电子控制器的研制和应用,控制变量也随着发动机性能要求的不断提高而越来越多,发动机智能控制技术的应用式必然的趋势。本文将智能控制引入到航空发动机多变量控制中,将模糊控制和神经网络相结合,设计出了航空发动机模糊神经网络控制器。并以某型涡扇发动机为被控对象,进行了数字仿真研究,检验了该方法的适应性。     

神经元解耦控制方案在火电厂球磨机FCS中的设计

给出了一种由神经元和静态解耦网络相结合的针对火电厂球磨机现场总线控制的方案。并在此基础上将此控制方案应用于火电厂球磨机的现场总线控制系统的设计和开发，论证了该种控制方案在FCS控制系统中的可行性，并详细阐述了该控制方案在FCS上位监控级和现场级的实现方法和过程。从实时仿真和现场运行的结果看，该种控制方案在FCS中实现可以取得令人满意的控制效果。     

Networked Control Systems: A Survey of Trends and Techniques

Networked control systems are spatially distributed systems in which the communication between sensors, actuators,and controllers occurs through a shared band-limited digital communication network. Several advantages of the network architectures include reduced system wiring, plug and play devices,increased system agility, and ease of system diagnosis and maintenance. Consequently, networked control is the current trend for industrial automation and has ever-increasing applications in a wide range of areas, such as smart grids, manufacturing systems,process control, automobiles, automated highway systems, and unmanned aerial vehicles. The modelling, analysis, and control of networked control systems have received considerable attention in the last two decades. The ‘control over networks’ is one of the key research directions for networked control systems. This paper aims at presenting a survey of trends and techniques in networked control systems from the perspective of ‘control over networks’, providing a snapshot of five control issues: sampled-data control, quantization control, networked control, event-triggered control, and security control. Some challenging issues are suggested to direct the future research.     

四旋翼无人机控制系统仿真设计

四旋翼无人机是一种性能优越的垂直起降无人飞行器,能够实现悬停、低速飞行、垂直起降等功能,在军事和民用方面具有重要价值。针对四旋翼无人机的控制系统设计问题,首先分析介绍了四旋翼无人机飞行原理,对其建立动力学模型和运动学模型,然后进行了基于PID控制的控制系统设计,控制系统采用四通道、多闭环的控制结构,包括无人机的姿态控制与轨迹控制。在MATLAB中进行无人机控制系统仿真实现。仿真结果表明,本文所设计的控制系统,能够有效地实现四旋翼无人机的姿态控制、轨迹控制,具有良好的控制精度与响应速度。     

A comparison of model-based path control algorithms for direct-drive SCARA robots

Various advanced control strategies are applied to a direct-drive SCARA robot and studied in computer simulations. Besides computed torque control and direct adaptive control, heuristic optimal control, a new path control scheme for robotic manipulators, is included in the comparison study. PD control, the traditional robot control method, is used for generating a comparing baseline. While all schemes are applied for the same tracking task, the effect of modelling errors and measurement noise is considered in robot performance evaluation. Simulation results show that (1) without model errors, all advanced control schemes can achieve higher tracking accuracy than PD control; (2) with a random measurement error of 1%, computed torque and direct adaptive control methods are inferior to PD control; (3) heuristic control proves to be the most robust control scheme in case of mixed model and measurement errors.     

Combined depth and heading control and experiment of ROV under the influence of residual buoyancy,current disturbance,and control dead zone

To improve the underwater control effect of a Remotely Operated Vehicle (ROV) with residual buoyancy, current disturbance, and control dead zone, the depth and heading combined control of ROV is studied to improve the control accuracy of the control system. First, the heading control with fixed depth is divided into heading control and depth control. The tanh-sigmoid-surface control laws for designed degrees of freedom are designed by using tanh function. To suppress the influence of residual buoyancy and control law dead zone in depth control, and to offset the influence of control law dead zone of ROV thruster control, a reserved control quantity is introduced to map the depth deviation and control dead zone with residual buoyancy into a control deviation quantity. An adaptive amplification factor method is proposed for the amplification factors of depth control, speed control, and heading control. The proportional coefficient is adopted to make that the balance among rise time, convergence speed, and overshoot can be achieved by adjusting the proportional coefficient. Then the corresponding tanh-sigmoid-surface controller module is designed in MOOS-IvP environment to track the desired heading and depth. The proposed controller refines fuzzy rules and reduces the complexity of parameter adjustment. Compared with the classical proportional, integral, and derivative control method, the experiment results show that the proposed method can resist the influence of residual buoyancy, current disturbance, and control dead zone and has a better control effect with less control error in depth and heading determination.     

现代控制技术的理论、应用与发展趋势

本文首先介绍了现代控制技术的基本理论, 进而在深入探讨当前应用最广泛的模糊控制、神经网络控制及基于知识的专家控制等智能控制技术的基础上, 指出信息技术、虚拟现实及计算机集成控制技术将是现代控制技术在２１ 世纪新的发展趋势     

交流电机系统中的模糊控制研究

本文对模糊控制的理论方法目前在交流电机系统中的应用作了全面的分析和总结． 针对交流电机系统控制的特点，重点讨论了简单模糊控制、复合模糊控制以及仿生模糊控制 等几种典型的模糊控制方法和技术，分析了它们各自的特点和存在的问题，并给出了模糊控 制的实现方法和手段．最后，对模糊控制在交流电机系统中应用的关键问题和未来发展方向 进行了展望．     

肌腱驱动连续体/软体机器人控制策略

深入分析了为肌腱驱动连续体机器人开发的各种控制器,以作为肌腱驱动连续体机器人领域未来应用的参照．控制策略分为基于模型的控制和无模型控制,其中,基于模型的控制可分为静态控制、动态控制及几何运动学模型控制;而无模型控制是一个相对未知的领域,本文主要从无模型静态控制、无模型动态控制及无模型形状感知控制3个方面进行全面分析．最后,对基于模型和无模型的各种控制策略进行了综合评价,并对该领域未来的研究方向进行了展望．