基于精细积分的(最优)控制系统设计程序包

在精细积分算法体系的基础上开发的"精细积分(最优)控制系统设计程序包PIM-CSD(Precise Integration Method-Control System Design)",不但具有高效、精确、稳定的优点,可替代Matlab控制工具箱定常控制器设计功能,而且很容易实现时变控制器功能的扩展.主要讲述精细积分程序包在LQ最优控制、Kalman滤波以及系统仿真等控制系统设计基本内容方面的功能实现,特别强调在时变控制器和滤波器的设计以及Kalman滤波微分方程的高效求解等新功能的扩展,通过与Matlab控制系统工具箱中相关功能的比较,显示出PIM-CSD在计算效率、数值精度、算法稳定性等方面的优势.最后,探讨了PIM-CSD的应用领域和发展方向.     

基于STK的电磁航天器编队飞行仿真研究

电磁航天器编队飞行能有效降低发射成本并延长编队在轨寿命,具有广阔的发展前景.针对其强非线性和姿轨耦合的特点,采用STK软件对电磁航天器编队飞行进行仿真研究.首先对电磁航天器编队飞行基本原理进行分析,给出了轨道姿态动力学模型及解耦控制方案.然后设计了仿真系统的结构框架,解决了电磁航天器三维建模、轨道和姿态数据转换、可视化实现等关键技术,还讨论了STK接口规范.最后采用搭建的仿真系统对电磁航天器编队重构进行了仿真研究.仿真结果表明,电磁航天器编队控制效果良好,仿真系统能够满足电磁航天器编队飞行仿真研究的需要,对其它类型航天器编队仿真研究具有一定的指导意义.     

最优控制系统设计与仿真交互式界面软件—PIMCSD

在现有精细积分(最优)控制系统设计工具箱PIMCSD (Precise Integration Method-Control System Design)的基础上,采用MATLAB的GUI技术开发了交互式界面软件PIMCSD,其主要功能包含有限长时间线性二次最优控制系统和H∞鲁棒控制系统的设计与仿真.以一个具体的线性二次硬终端约束控制器的设计与仿真为例,介绍了PIMCSD软件的具体操作使用步骤,也演示了交互式界面软件PIMCSD使用方便、简单易学的特点.     

桥梁结构移动荷载识别的辛精细积分算法

首先利用哈密顿原理,将桥梁结构振动微分方程转化为哈密尔顿正则方程形式,然后将精细积分思想的算法引入到辛算法中,形成辛精细积分算法.在时间微段上,将非齐次项正弦/余弦化,得到了荷载识别的辛精细积分格式.与传统Runge-Kutta方法及荷载识别的精细积分格式相比,仿真算例表明本文算法不仅提高了识别精度,而且在长期定量计算中保持了辛算法的稳定性,计算结果不受积分步长的影响,因此可通过增大积分步长,缩短仿真时间,提高计算效率.     

椭圆函数的精细积分改进算法

椭圆函数是一种特殊的双周期复变函数,广泛应用于工程问题中,尤其非线性问题中居多.在工程中遇到的椭圆甬数以二阶椭圆函数为主,而且很多复杂的椭圆函数都可以通过变换由二阶椭圆函数得到.二阶椭圆函数包括Jacobi椭圆函数和Weierstrass椭圆函数.它们都可以进行幂级数展开,直接计算很不方便.椭圆函数的重要性质之一就是具有加法定理,因此可利用精细积分法求解.虽然椭圆函数的精细积分算法在精度和效率上取得了较大成功,但椭圆函数的奇点问题仍然存在并对计算精度构成一定威胁.在同顾并分析椭圆函数的精细积分算法的基础上,通过对椭圆函数奇点的分析,给出了椭圆函数可去奇点的近似公式,并在此基础上进一步改进并完善了椭圆函数的精细积分算法.     

Duffing方程的辛精细积分方法研究

辛精细积分方法汲取了辛几何算法保持动力学系统辛结构的优点和精细积分方法高精度的数值优点,其实现过程中涉及到大量矩阵求逆运算.为减小辛精细积分方法的运算量,本文在辛精细积分算法之前先将非齐次方程近似齐次化,使得矩阵求逆部分不显含时间,降低矩阵求逆计算量,并将这一方法应用于无阻尼Duffing方程的数值分析.通过与经典四阶Runge-Kutta格式及精细积分方法对比,发现辛精细积分方法在数值精度、计算耗时、保持系统能量等方面明显优于Runge-Kutta格式.此外,与精细积分方法相比,辛精细积分方法在保持系统能量方面存在明显优势.     

基于高斯精细积分法的输电线路电磁暂态计算

采用高斯精细积分法计算输电线路电磁暂态问题。将输电线路先在空间上离散,从而在时域中成为了一组的半离散状态的非齐次常微分方程。对于非齐次方程求特解问题上采用了高斯积分法,避免了矩阵求逆的困难,数值精度取决于积分点选取的数量,理论上可以达到任意精度。在求通解方面上采用了矩阵运算技巧,大大减少了运算量。算例分析证明了该方法的有效性。     

基于多面体方法的时变约束系统控制算法

基于多面体方法的约束系统控制算法能有效地处理存在状态量和控制量凸约束的定常系统的控制问题,采用多面体方法对时变约束系统的稳定控制方法进行了研究．针对时变约束系统的模型参数是变化的特点,提出了一种约束系统的动态控制算法．仿真结果表明,该算法能保证约束时变系统的稳定性．     

基于积分分离PID算法的张力控制器的设计

针对印刷机张力控制系统是一个非线性、强藕合、时变的复杂系统,用普通的PID难以达到理想的控制效果.设计了一套基于积分分离PID算法的张力控制器,给出了算法的思想及其实现方法.与传统的PID算法进行对照,该算法改善了控制性能.MATLAB仿真表明:该算法解决了普通算法中超调大、响应较慢的问题,提高了系统的响应速度与控制精...     

基于神经网络和弹性积分的控制器设计及应用

提出一种新型的智能PID控制器。将前馈神经网络BP网络作用在弹性积分控制器上,在线调整控制器的参数,采用RBF神经网络作为辨识器在线辨识控制输出对控制输入对象变化的灵敏度信息,提高系统的控制精度。该智能控制器实现了整体性能优化和个别参数优化相结合的思想。通过MATLAB仿真,该新型控制器具有超调量低、鲁棒性好等控制效果。     

应用控制系统设计工具箱PIMCSD求解卫星编队重构问题

利用线性时变系统终端约束最优控制方法,为椭圆轨道卫星编队的队形重构控制问题设计了均衡耗能最优控制器.由于描述椭圆轨道卫星编队相对运动的Lawden方程是时变方程,给卫星编队重构的最优控制器设计带来一定的困难.利用基于精细积分算法的控制系统设计工具箱-PIMCSD进行系统设计,求解卫星编队重构所需的时变最优反馈控制律和前馈控制律,最后给出了由三颗卫星组成的编队队形重构控制仿真计算结果.     

基于SOAP的异构系统集成的研究与应用

应用系统的异构集成成为Web的重要应用,而目前主流DCOM等中间件技术不能用于异构系统间的通信.简单对象访问协议SOAP作为一种新的与平台无关的通信协议,将其运用于企业的分布式环境中可以实现异构系统信息的交换.分析了SOAP并利用SOAP实现了异构系统的集成.     

基于退火遗传算法的复杂机电系统控制参数最优整定

针对复杂机电系统中可调参数多、调整范围大、参数之间耦合强、常规方法难于整定与组态的难题，提出了基于退火遗传算法的参数最优整定方法．将遗传算法和模拟退火算法巧妙地结合起来、取长补短，构成一种新的高效、鲁棒的寻优算法，应用于平整机主传动速度控制系统的参数优化问题，使系统的性能指标达到最优．     

基于控制器输出误差方法的自适应模糊控制及其在机器人轨迹跟踪控制中的应用

本文提出一种自适应模糊控制器并将之用于机器人轨迹跟踪控制 ,该控制器采用控制器输出误差方法 (COEM) ,根据控制器的输出误差而不是对象的输出误差来在线地调整模糊控制器的参数 ,无须对对象进行辩识 .仿真结果表明该控制器用于机器人轨迹跟踪控制具有很好的性能 ,是一种有效的控制器     

模糊控制在烟丝加香控制系统中的应用

本文介绍了烟丝加香模糊控制系统的设计与实现,在分析ＰＩＤ控制和模糊控制特点的基础上,结合烟丝加香的具体情况,提出了采用变增益积分模糊控制器的烟丝加香控制系统设计方案,讨论了智能积分控制对减小稳态误差的问题。     

控制系统网络化及控制系统与信息网络集成技术

控制系统网络化是控制系统发展的必然．本文对比了控制系统网络化发展三个主要 阶段的特点，分析了基于TCP/IP协议的开放嵌入式网络化控制系统的现状．不同控制网络系 统的集成是当前控制系统网络化的主要特点之一，本文阐述了多种控制网络互连与集成的方 法．控制网络与信息网络的集成具有重要理论和现实意义．从网络化发展的角度来研究控制 系统的发展，将更有利于自动控制、计算机网络和通讯技术的融合，为实现控制和管理信息 一体化提供了一条新思路．     

基于本体的信息集成的研究与应用

本体是在分布式环境下构建复杂系统的一种新兴技术,阐述了本体的概念以及它在Web信息集成中的应用.把Web技术应用到企业的分布式环境中,完成异构系统信息的交换, 实现了一个基于本体的信息集成的数据库平台.并给出了信息集成系统的总体设计框架,实现了多数据库中结构和内容的集成.     

基于软件的故障诊断与系统重构方法

本文提出了一种不使用传统的核心硬件（硬件表决器）,而是用软件的方法实现 载计算机故障诊断与系统重构的方法,为实现这一目的,硬件系统采用多处理机／多总线的体系结构,软件系统采用基于五个层次一致的支撑环境软件系统,为了保证资源的有效利用,管一系列不是根据一次检测结果直接进行故障诊断与系统重构,而是次多次检测出来的错误记入错误记录表中,根据错误记录表的内容进行局部诊断,基于局部诊断结果再进行全局诊断,基     

低成本集散控制系统的研制与应用

本文介绍作者研究制造的集散型控制系统,由三大件组成,基本控制器软件以组态算法为核心组成.通过定义组态和参数即可组成几乎所有的控制算法,上位机兼 CRT 操作站采用专用的实时操作系统,提供方便的操作,标准的画面显示并提供数据库管理和进行全系统的监控,环形数据通路采用分散控制的 DLCN 环结构。该系统具有低成本、强功能、高可靠性、维护方便、通用性强等特点.