基于分段式超前校正的微流控PCR温度控制器

根据微流控聚合酶链式反应(PCR)对温度控制的要求,设计了一种分段式超前校正温度控制器。针对被控对象的动态特性,采用了超前校正改善系统性能;根据温度误差大小调节控制参数,误差较大时快速升降温,误差较小时精确控温。实验结果表明:分段式超前校正温度控制器不仅提高了系统响应速度,还减小了稳态误差,平均升温速率为4.46℃/s,平均降温速率为4.36℃/s,稳态误差不大于0.5℃,已成功用于微流控PCR实验。     

半导体制冷器的模型辨识与温度控制

讨论了一种半导体制冷器温度控制系统的建模与控制方法。利用传热学理论和模型辨识方法得到了该制冷器的线性化模型,该模型的参数随工作点的变化而明显变化。基于该模型,设计了一种抗积分饱和的PI控制器,并利用数据采集卡及LabVIEW编程予以实现。实验结果表明,在不同的工作条件下,该控制系统的冷块控温效果均很好,阶跃响应的静态误差及热扰动作用下的温度波动均小于0.07 ℃,能够实现高精度的温度控制。     

基于PID和LQR的四旋翼无人机控制系统研究

为提高四旋翼无人机的飞行稳定性、无人飞行器控制系统的鲁棒性和控制精度,以建立的四旋翼无人机飞行控制系统模型为基础,采用现代控制理论与传统控制论相结合的方法,针对姿态角速率、姿态角分别设计内环LQR(线性二次型调节器)控制器,及外环PID控制的双回路闲环控制器.充分利用PID控制器易于掌握且对模型要求精度低、LQR控制器能改善内回路的动态特性和稳态性能的特点,完成四旋翼无人机的飞行控制.通过实验遴选该双闭环控制器相关参数并进行优化,实验结果表明所设计的双回路控制器控制性能指标良好.     

基于模糊双曲正切模型的H2 和H∞控制

针对模糊双曲正切模型提出一种非线性二次性指标,并给出使该性能指标最小的最优控制器的设计方法。同时扩展了线性Ｈ∞控制的概念,给出基于模糊双曲正切模型Ｈ∞控制器的设计方法。     

基于模糊双曲正切模型的H_2和H_∞控制

针对模糊双曲正切模型提出一种非线性二次性能指标 ,并给出使该性能指标最小的最优控制器的设计方法。同时扩展了线性 H∞ 控制的概念 ,给出基于模糊双曲正切模型的 H∞ 控制器的设计方法。     

不确定离散时滞系统状态预估H∞控制

针对一类线性不确定离散时滞系统,研究了系统的鲁棒稳定性和鲁棒H∞观测控制器的设计问题.在系统状态不能直接测量的情况下,基于线性矩阵不等式方法,通过构造合适的Lyapunov函数,给出了系统新近稳定的充分条件和状态反馈控制器的设计方案,并通过求解相应的线性矩阵不等式得到满足设计要求的控制器.仿真结果表明,所设计的控制器对...     

倒立摆的局部反馈线性化控制方法

针对一级倒立摆系统,基于局部反馈线性化方法将系统的动力学转换为便于控制器设计的级联系统模型,并利用线性矩阵不等式设计了满意PID控制器.实验结果表明,该方案实现了系统输出时指令信号的精确跟踪且具有抗干扰能力.     

滑模控制在两轮机器人平衡控制中的应用

针对两轮机器人平衡控制中鲁棒性要求较高的问题,设计了基于趋近律的滑模变结构控制器;首先对机器人的非线性模型进行线性化处理,再根据线性模型设计滑模控制器,并使用饱和函数的方法抑制系统的抖振,最后在MATLAB/Simulink上进行了仿真实验,并与状态反馈控制器进行了比较;结果表明在参数摄动存在情况下,滑模控制器优于状态反馈控制器.     

基于扩张状态观测器的车辆横摆稳定模型预测控制器设计

针对车辆横摆稳定性控制问题,本文提出一种基于扩张状态观测器的线性模型预测控制器设计方法.首先,将非线性车辆模型线性化,建立带有模型误差干扰项的线性模型,其中线性化导致的模型误差采用扩张状态观测器估计得到,并证明了观测器的稳定性.然后基于此模型设计线性预测控制器,近似实现了非线性预测控制器的控制效果,同时降低了计算量.最后,通过不同路况下的仿真实验结果,验证了所提方法的计算性能和控制效果.     

电磁阀线圈温度预测建模及耐温性判断

针对电磁阀的线性控制导致控制线圈的温升进而影响电磁阀控制性能的问题,提出一种基于电磁阀内控制线圈温度预测模型的无传感温度测量方法。该温度预测模型建立于能量守恒定律,利用控制线圈的温度实测数据和最小二乘法来优化模型参数,以电磁阀的实际线性控制指令来验证控制线圈的耐温性和电磁阀的控制性能。结果表明,该温度预测模型能有效地计算出控制线圈的温升,实现了无传感线圈温度测量,为判断控制线圈的耐温性提供了有利的依据,为简化电磁阀控制单元的硬件结构提供了有效的手段。