变结构控制理论在船舶动力定位系统中的应用

介绍一种时间最优与变结构理论结合的控制方法，其方法是，控制开始以后，系统状态轨迹按时间最优运动，当系统状态轨迹运动到最后一段换向线，同时也是过原点的最优轨迹时，让换向线与最优轨迹分开，即采用一条过原点且与最优轨迹相割的直线作为换向线，这时系统状态将沿换向线运动到原点，用该方法设计的船舶动力定位系统控制器，结构简单、动态性能好，且具有一定的鲁棒性。     

一种非线性变结构控制器

本文提出了一种非线性变结构控制器，这种控制系统具有动态响应快、无超调、精度高等特点。结合实例与时间最优控制系统在动态性能指标及控制器结构等方面作了比较。结果表明：用文中方法所设计的系统结构简单，快速性好，且节省控制能源。     

九点控制器增益参数研究

研究了一种新型控制器－－九点控制器增益的参数控制作用。九点控制器将偏差－偏差变化率平面图划分为九个工况点，对象运行状态进入不同点时，随之产生不同的控制策略。这种控制器具有很强的控制对象适应性，通过分析系统的各项动、静态指标影响因素，给出相应改变九点控制器的控制策略－－调整增益方向，由于分解了对性能指标之间相互影响，使得系统性能指标均能达到最佳。     

考虑舵机延时的船舶最优航向控制器设计

船舶舵机延时、外界环境干扰、船速变化等因素均会影响船舶航向控制器的性能。Smith预估器对纯延时系统具有较好的补偿效果,最优PID统筹航向控制和舵角变化频率,可随船速和外界环境变化自适应调整PID参数。结合二者设计改进Smith最优PID航向控制器,并分别进行静水匀速、静水变速、环境干扰中固定转速、环境干扰中变化转速条件下的实验仿真。结果表明,改进Smith最优PID航向控制器在船首向稳定时间、大舵角持续时间、舵角变化频率等指标上均优于现有模糊PID控制器。     

一种模糊PID控制器的设计方法研究

介绍了一种基于模糊控制的自适应PID控制器，总结出了这种PID控制器的控制特点及其参数设计规律。仿真结果表明，这种模糊PID控制器具有超调量小、调节时间短的优点，提高了控制系统的实时性和抗干扰能力，特别是对非线性和时变性的复杂控制系统具有良好的控制效果。     

过驱动航天器自适应姿态补偿控制及控制分配

针对过驱动航天器存在执行机构安装偏差及外部干扰问题,提出一种自适应姿态补偿控制策略,应用Lyapunov稳定性理论证明了该控制算法能够在有限时间内实现姿态几乎全局渐近跟踪控制．同时考虑执行机构冗余特性及其控制力矩位置和速度约束,设计最优动态控制分配策略保证控制力矩的平稳性和能量最优．最后将设计的控制器与控制分配策略应用于某型航天器姿态跟踪控制,仿真结果表明该方法对不确定惯量特性具有良好的鲁棒性,对执行器安装偏差与干扰具有较好的补偿控制能力,并验证了该控制分配策略具有较好的能量优化控制能力．     

控制同步发电机加速功率的储能滑模控制器

针对电力系统功角稳定性问题，在建模分析储能与同步发电机能量交互关系的基础上，提出一种控制同步发电机加速功率的储能滑模控制器.利用滑模控制的强鲁棒性，将同步发电机的转速偏差引入滑模面，并通过控制同步发电机的加速功率，使同步发电机与电网在控制上解耦，并使同步发电机的频率恢复至额定值，从而增强系统的功角稳定性.为了削弱滑模控制中的抖振现象，采用非线性光滑函数代替滑模控制中的符号函数，得到实用化的滑模控制器.通过构造李雅普诺夫函数进行所提控制器的稳定性分析.在Matlab/Simulink的仿真测试中，对比所提控制器和参数反馈线性化控制器(PFL)、功率振荡阻尼控制器(POD)以及柔性控制器(FC)在扰动下的系统性能，结果表明所提控制器稳定时间比其他3种控制方法缩短30%以上.     

烧碱浓度Fuzzy检测中隶属函数的确定

在研制烧碱蒸发微机控制系统时，对烧碱浓度模糊检测中的隶属函数进行了研讨，并对生产现场采集的数据进行分析和验证，模糊检测控制器所涉及的偏差、偏差变化率、输出控制量的模糊集均符合正态分布。实际应用证明：隶属函数设计的模糊检测控制器，对烧碱浓度的测量具有较高的精度，隶属函数的确定对微机模糊控制的发展提供了有价值的参考。     

复合钢板生产中粘合剂温度控制研究

分析了减振复合钢板生产中树脂加热过程,建立被控对象在小偏差情况下的数学模型,并研究采用模糊-PID联合控制器实现树脂材料的恒定温度控制方案,在系统存在较大偏差时采用Fuzzy控制加快系统响应速度,当系统偏差较小时采用PID控制以获得较好的控制精确度.最后对该方案仿真结果与纯PID和模糊控制方案进行对比分析,得出模糊PID联合控制器适于减振复合钢板树脂恒温控制.     

基于神经元的自适应预测PID控制

提出了一种采用神经元的自适应预测PID控制方案。神经元具有很强的自学习和自适应能力，它可根据系统的误差并通过一定的学习算法来不断修正控制器的参数，使控制器能够适应受控对象结构的参数以及环境的变化。因此采用单神经元构成自适应PID控制器，将神经元与PID控制结合，对PID参数进行在线寻优、自校正，使PID控制能有效地对付一些较复杂非线性被控对象，特别是难于用传统方法建模的被控对象。同时为了提高系统的快速跟踪和抗干扰能力，采用动态自适应神经元（APE）对非线性系统进行预测，即用神经元建立起非线性系统的预测模型，预测系统的未来输出，从而提高了控制系统的控制品质。同时详细介绍了该控制系统的自适应控制算法。仿真结果表明，这种自适应控制方案切实可行，其控制品质明显优于常规PID控制，且具有较强的鲁棒性，达到了良好的控制效果。     

建筑结构的准滑模控制研究

结合饱和函数和继电特性连续函数的优点,提出了含饱和函数的指数趋近律形成的控制律和含继电特性连续函数的指数趋近律形成的控制律。基于这两种控制律,采用准滑模控制方法对地震作用下建筑结构的振动控制问题进行了研究。以一个多层剪切型建筑结构模型为例验证所提控制方法的有效性,算例数值分析结果表明,所提出的准滑模控制方法,控制效果明显,能有效地减小结构的地震峰值响应,且在控制参数ε值较大的情况下,控制系统的抖振很小。     

空间站的分散模型参考变结构自适应控制

采用分散模型参考变结构自适应控制方法设计空间站的控制器。将描述空间站数字模型转化为相互关联的子系统模型，在建立了系统参考模型的基础上，设计了可以保证空间站在受到强烈动态干扰时仍能稳定运行的分散控制系统。所设计的控制律形式简单，提高了控制算法的实时性。数字仿真表明了该控制方法的有效性。     

具有多延时和不确定性的网络控制系统的滑模控制器设计

针对一类具有多状态延时和不确定性的单输入线性网络控制系统提出一种滑模控制SMC(Sliding Mode Control)的设计方案．通过假定一个虚拟状态，并把SMC和LQR(Linear Quadratic Regulator)结合起来．设计出的控制器能够保证整个闭环网络控制系统的稳定性。     

建筑结构离散变结构控制的组合趋近律方法

抖振问题是离散变结构控制方法应用于土木工程结构振动控制中的突出障碍。为了能较好地解决离散变结构控制的抖振问题,采用了一种含有组合趋近律的离散变结构控制方法对地震作用下建筑结构的振动控制问题进行了研究。依据所采用的组合趋近律推导了控制律的表达式,并且针对最大控制力受到限制时的情况,引入了饱和控制方法。以一个3层剪切型建筑结构模型为例验证所提出的离散变结构控制方法的有效性,算例分析结果表明,所提出的离散变结构控制方法能够有效地减小结构的地震峰值响应,同时控制系统的抖振很小,从而保证控制系统具有稳定的性能。     

一种BUCK变换器的滑模-通用模型控制器研究

针对BUCK变换器的复杂性和时变性,提出了采用通用控制器和滑模-通用控制器的控制策略。应用状态空间平均建模法,建立电流连续型(CCM)Buck变换器的仿射非线性模型。利用RBF神经网络和积分器组成动态神经网络结构逼近BUCK变换器的逆模型并由此组成CMC控制器。设计了滑模-通用控制器,进一步改善了系统的鲁棒性。在Matlab/Simulink下进行了系统建模和仿真研究,结果表明该方法在输入电压和负载电阻变化时,能有效减小系统状态误差和提高系统稳定性。      

单域时滞电力系统的滑模负荷频率控制

针对包含时滞不确定性和参数不确定及负荷扰动的单域电力系统,提出了滑模负荷频率控制策略.通过Matlab/Simulink平台,搭建仿真算例,检验所提出的控制器在时滞电力系统不同工作点运行且考虑发电机变化约束(GRC)的情况下的鲁棒性和控制性能.仿真结果显示,与不含滑模控制的时滞电力系统相比,采用滑模控制器使时滞系统的响应速度快,并且具有更好的鲁棒性.     

T—S型模糊系统的控制器设计

T－S型模糊系统可以描述工程中的许多非线性系统,为了研究该类系统的镇定问题,提出了将T－S型模糊系统嵌入到区间系统的思想,利用区间系统的鲁棒控制理论,通过解代数Riccati不等式方程,给出了一种镇定该类系统的控制器设计方法,最后通过对倒立摆系统的控制器设计,证明了所述方法的有效性。     

建筑结构离散变结构控制的模糊趋近律方法

抖振问题是离散变结构控制在实际系统中应用的突出障碍。基于模糊控制的优点,文中采用了一种含有模糊趋近律的离散变结构控制方法对地震作用下建筑结构的振动控制问题进行了研究。给出了确定切换面的方法,并推导了控制律的表达式。文中以一个3层剪切型建筑结构模型为例验证所提出的离散变结构控制方法的有效性,算例分析结果表明,所提出的控制方法能够有效地减小结构的地震峰值响应,同时达到了削弱控制系统抖振的目的。     

基于总能量原理的飞行性能管理计算

提出了一种基于总能量原理的性能管理计算方法，该方法避免了传统寻优过程中求解两点边值问题的困难，最终得到的最优飞行条件便于用数值方法求解，因而易于在机载计算机上实现．文中以某型飞机为例仿真计算了燃油最省的飞行轨迹，验证了所提方法的可行性，具有实用价值．     

长时延Markov网络控制系统的随机最优控制

分析了网络控制系统中的Markov特性,在系统具有完全状态信息时,设计了在Markov变量调节下的长时延网络控制系统的随机最优状态反馈控制器;在系统具有部分状态信息时,设计了系统状态的最佳估计器及随机最优输出反馈控制器,在Markov变量调节下的长时延网络控制系统中分离定理依然成立。