基于混合神经网络的压电陶瓷微位移执行器动态迟滞建模

提出了两个动态神经网络串联的混合神经网络动态迟滞模型,用以逼近压电陶瓷的迟滞特性.混合模型由两个动态RBF神经网络构成,前者形成一个相位超前的动态模型,其特性与压电陶瓷的输出特性类似,但在相位和幅值上有所区别;后者实现相位滞后的变换和幅值的非线性变换,以达到对压电陶瓷实际输出的逼近.仿真和实验表明,所提出的描述动态迟滞特性的动态迟滞模型是有效的.与PI模型相比较,具有较高的模型精度.     

基于自适应遗传算法的EHA控制器优化设计

为了解决电静液作动器（EHA）动态响应特性难以达到飞控系统要求的问题,设计了位置、转速及电流三闭环负反馈串级连接控制方案,提出了利用自适应遗传算法（AGA）对控制器参数优化方法。首先,建立了系统数学模型,在带限幅输出的转速与电流PI调节器中加入积分分离项以避免饱和;其次,考虑到标准遗传算法（SGA）早熟收敛与计算效率低,对交叉与变异概率采取随种群自适应变化策略,使用精度更高的实数编码,分析系统性能指标要求后在ITAE中引入适当加权的上升时间与调节器输出并采用惩罚功能以约束超调量;最后,通过MATLAB跨空间参数组的传递将算法与Simulink模型有机地结合起来完成了PID参数整定过程,使系统上升时间减少到0.083 s、超调量减小到4.76%、调节时间减少到0.318 s。实验结果表明,利用AGA优化后的控制器能有效地提高EHA系统的快速性、精确度与稳定性。     

磁悬浮球系统的自适应控制器设计

本文以磁悬浮球系统为研究对象,基于该系统的线性化模型,通过Backstepping设计方法设计了一类自适应控制器,所设计的控制器具有结构简单易于实现,控制输入易于得到等优点,仿真实验验证了该控制器的有效性.     

一种BUCK电路自适应的滑模控制算法

针对常见的BUCK电路滑模控制方案中存在的负载突变产生的干扰问题,设计一种新的自适应滑模控制器.通过观测BUCK电路中负载电阻的变化,自适应的修改控制参数以获得良好的动态性能和稳定性.通过实验仿真证明该方法在负载电阻变化时,能有效减小系统状态误差和提高系统稳定性.     

Modeling and Tracking Control for Piezoelectric Actuator Based on a New Asymmetric Hysteresis Model

This paper presents a new asymmetric hysteresis model and its application in the tracking control of piezoelectric actuators. The proposed model is based on a coupled-play operator which can avoid the conventional Prandtl-Ishlinskii (CPI) model's defects, i.e., the symmetric property. The high accuracy for modeling asymmetric hysteresis is validated by comparing simulation results with experimental measurements. In order to further evaluate the performance of the proposed model in closed-loop tracking application, two different hybrid control methods which experimentally demonstrate their performance under the same operating conditions, are compared to validate that the hybrid control strategy with proposed hysteresis model can mitigate the hysteresis more effectively and achieve better tracking precision. The experimental results demonstrate that the proposed modeling and tracking control strategy can realize efficient control of piezoelectric actuator.      

弹用数字舵控的系统设计与实现

文章介绍一种弹用双通道数字舵机控制器的系统设计与实现方案;该方案以DSP数字信号采样与处理技术为基础,将舵机驱动系统与控制系统进行一体化设计,通过SPI总线拓展技术扩充舵机控制通道数量,并运用位置式复合PI及PD控制算法设计控制软件,从而实现了对双通道舵机的一体化控制;所进行的阶跃及频率响应实验表明,基于该方案的舵机控制器具备性能稳定、控制参数一致性好、集成度高、抗干扰能力强等特点,且其主要动态性能指标满足设计与应用需求。     

网络环境伺服系统位置自适应控制器设计

基于Ethemet／IP网络和SERCOS网络,采用罗克韦尔自动化的伺服驱动系统和ControlLogix系统框架构建网络环境下的伺服控制系统。针对伺服系统位置控制的技术要求,对伺服系统建模分析;使用罗克韦尔自动化的运动控制器研究设计出提高控制精度的位置自适应PI控制器。实验结果表明,此控制器解决了常规PI控制器各个参数在系统运行过程中的矛盾问题,提高了机械系统的定位精度。该方案简单可靠,且易于工程实现,可以在相关的运动控制领域中推广应用。     

高速列车非线性系统的分数阶有限时间控制器设计

针对具有输入非线性,不确定的气动阻力,未知的车间力,外部扰动以及未知的执行器故障等特征的高速列车非线性系统,结合分数阶稳定性原理以及有限时间控制理论,本文设计了一种分数阶有限时间控制器以实现高速列车更快速且更高精度的跟踪控制.该控制器能够直接补偿高速列车的不确定性和非线性以及执行器故障而不需任何"试错"过程,且稳定时间...     

考虑有执行器故障和有界扰动的鲁棒自适应容错补偿控制

考虑在执行器故障和外界干扰下, 用直接自适应状态反馈控制策略解决线性时不变连续时间系统的鲁棒容错补偿控制问题. 提出更一般且更实际的执行器故障模型. 在执行器故障和扰动的上界都未知下, 提出自适应律在线估计未知控制器参数. 然后基于自适应策略的信息, 构造一类鲁棒自适应状态反馈控制器自动补偿故障和扰动的影响. 基于李亚普诺夫定理, 在执行器故障和干扰下, 所得的自适应闭环系统可以被保证渐进稳定. 最后给出一个火箭整流罩模型的例子和它的仿真结果.     

基于MMST分组的一类MIMO非线性系统执行器故障自适应补偿控制

在多输入多输出(Multiple-input multiple-output,MIMO)非线性系统的执行器故障容错控制问题中,控制器能够处理的执行器故障集合的大小与执行器分组方法有很大关系.为扩大系统可处理的执行器故障集合,本文针对一类具有执行器故障的MIMO非线性最小相位系统,提出基于多模型切换(Multiple model switching and tuning,MMST)执行器分组的自适应补偿控制方法.考虑系统的执行器卡死、部分失效和完全失效故障,在微分几何反馈线性化的基础上,研究基于多模型切换的执行器分组切换指标和切换策略,设计了基于反演控制的自适应补偿跟踪控制律,所设计的控制律能保证系统在执行器故障时闭环稳定,渐近跟踪给定的参考信号,且提出的分组方法扩大了可补偿的执行器故障集合.仿真结果表明了本文设计方法的有效性.     

应用单层神经网络设计多变量自适应模糊控制器

提出一种应用单层神经网络设计多变量自适应模糊控制器的方法。应用单层神经网络可以学习多变量模糊控制规则中的未知参数，还可由它来实现多变量模糊推理过程。该方法能解决多变量模糊控制中普遍存在的规则获取困难和难于实现实时自适应等问题。仿真试验表明，所设计的多变量模糊控制器不仅实时性好，而且可得到满意的控制效果。     

Cycle‐by‐Cycle Adaptive Force Compensation for the Soft‐Landing Control of an Electro‐Mechanical Engine Valve Actuator

Electro‐mechanical valve actuators (EMVA) are a solution for implementing variable valve actuation in internal combustion engines. Their use can increase engine power, reduce fuel consumption and pollutant emissions, while significantly improving engine efficiency. The control of this actuator is a complex task since non‐smooth nonlinearities, parameter variations and external forces strongly affect plant dynamics. In addition, the impact of the valve at its end‐strokes translates into mechanical wear and unacceptable noise, and in the worst case the electromagnet may also fail to catch the valve, causing system failure. The design of effective control strategies to ensure valve capture with low impact velocities is therefore essential for the correct functioning of such a mechatronic device. In this paper, the control problem of reducing the impact velocity at “landing” known in the literature as soft landing control, is tackled via novel cycle‐by‐cycle adaptive force compensation control algorithms. Two schemes are presented: a discrete adaptive proportional integral controller to regulate landing velocity to a preassigned set‐point, and a gradient descent method based controller to automatically achieve the minimum admissible impact velocity. The effectiveness of both methods in limiting landing velocities is shown numerically using a high predictive simulator of the EMVA system, when considering unknown varying environmental conditions, such as internal friction and external gas pressure forces.     

一类时滞大系统的分散弹性控制器设计:自适应方法

研究了一类时滞大系统的分散弹性自适应控制器的设计问题.当控制器增益摄动范数有界但上界未知时,采用自适应方法,给出了系统一致有界稳定的条件和控制器的设计方案,且该控制器具有在线调整的功能.并给出了特例情况下,即控制器增益摄动范数有界且上界已知时,闭环系统可镇定的充分条件和相应弹性控制器的设计方案.数值算例说明了设计的可行性和有效性.     

黄金分割在自适应鲁棒控制器设计中的应用

本文基于全系数自适应控制理论[1],介绍黄金分割自适应鲁棒控制器的设计方法及其实际应用,并从理论上证明了:在采样周期满足一定条件下,对于参数未知、线性定常或慢变的二阶对象,黄金分割自适应控制器可以保证控制系统在起动过程中的稳定性和良好的过渡特性.从而为二阶系统在初始过渡过程阶段实现自适应控制提供了理论依据.本文最后给出了仿真研究结果.     

襟翼机电作动器的非线性跟踪控制器设计

针对存在未知扰动的民机襟翼机电作动器,为了实现位置跟踪控制,提出了一种新型的非线性连续鲁棒控制器.利用反向递推理论对非线性连续鲁棒控制器进行了设计.首先通过设计电流虚拟控制量,对未知机械扰动进行了补偿;其次,利用电流虚拟控制量,设计了控制电压,实现了对未知扰动信号的抑制.根据李雅普诺夫稳定性分析方法,论证了在所设计的控制器作用下,受控机电作动器能够实现对参考轨迹的全局渐进跟踪.仿真结果表明,改进控制器能够有效提高机电作动器的位置跟踪控制性能,控制效果优于PID控制.     

多包传输网络控制系统的自适应控制器设计

由于网络中数据包丢失的时变特性,网络控制系统的建模和控制器设计变得更加复杂。针对多包传输网络控制系统的包丢失问题,引入开关矩阵,利用容错的思想建立了多包传输网络控制系统的模型,更符合实际的包丢失特性。在此基础上,利用状态反馈自适应K调制的方法为该闭环网络控制系统设计了一种新型自适应控制器,使网络控制系统达到全局渐近稳定。与一般的控制器设计方法相比,该方法简单,并且能够根据包丢失的实时特性调整相应的控制器参数,从而提高要传输的信号的收敛速度,缩短稳定时间。最后仿真算例说明了该方法的有效性。     

鲁棒自适应前馈控制器及其在间歇式余热锅炉给水系统中的应用

本文提出了基于降阶模型的自适应前馈控制器.当被控对象是开环不稳定或是非最小相位系统,当存在未建模动态时,当受到有界干扰和可测干扰作用时该控制器不仅可以使自适应控制系统稳定运行,而且实现对可测干扰的补偿.本文将该控制器应用于本溪第二炼钢厂间歇式余热锅炉给水系统获得满意效果.     

飞控作动系统通用测试环境设计

飞控作动系统通用测试环境是检验飞机作动系统的动静态性能、阻抗特性、舵机故障模拟和试飞技术支持的重要途径。通过合理设计系统测试策略、利用高性能的计算机应用技术,克服了该系统的多种技术难点,设计出了通用性、精确性和可靠性较高的飞控作动系统通用测试环境,并已投入实际应用。     

基于DSP和CPLD的电动静液作动器双余度控制器设计

以DSP和CPLD为控制核心为电动静液作动器设计了双余度控制器,并且对控制器的总体结构和各子模块进行了详细的介绍。同时设计了系统的控制算法,采用位置环、速度环和电流环三环控制来满足系统的性能要求,并通过试验进行了验证。     

具有自适应功能的新型时滞系统控制器

将Smith预估器和内模控制结构结合起来 ,利用模糊控制方法研究出一种智能控制器 ,能在一定的模型误差范围内得到良好的控制品质。主要控制量来源于模糊控制器 ,通过智能积分对模糊控制器不能消除的稳态误差进行克服 ,并对系统性能进行监测 ,使用模糊控制对控制量进行校正。经仿真研究发现 ,这种智能控制器在一定的模型误差范围内有很好的鲁棒性 ,稳态误差为 0。