非线性控制和优化系统中的浑沌运动

从非线性动态系统的定理理论出发，研究非线性控制和优化系统中的浑沌运动。首先从拓扑的观点严格定义了浑沌，研究了一类特殊的圆周映射，讨论了Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数及其在浑沌诊断中的应用，然后分别研究了离散采样、反馈延迟及系统优化诱发浑沌的可能性及机理，并据此导出一些有意义的结论。     

基于模糊PID控制器的协调控制系统优化

火力发电厂在我国电力工业中占有主要地位,大型火电单元机组的协调控制对象是一个多变量、强耦合的控制对象,针对此对象设计合适的解耦控制器是急需解决的问题.本文结合以1000MW机组作为具体模型,分别采用常规PID协调控制方式和参数自整定模糊PID解耦协调控制方式对全工况下的协调控制系统进行仿真研究,在线对PID参数进行整定,通过仿真结果进一步比较,可以看出,该方法可以很好的对单元机组协调系统进行控制,并能使控制系统的性能得到完善.     

Coordinated Motion and Force Control of Multi-Limbed Robotic Systems

This analytic and experimental study proposes a control algorithm for coordinated position and force control for autonomous multi-limbed mobile robotic systems. The technique is called Coordinated Jacobian Transpose Control (CJTC). Such position/force control algorithms will be required if future robotic systems are to operate effectively in unstructured environments. Generalized Control Variables (GCVs), express in a consistent and coordinated manner the desired behavior of the forces exerted by the multi-limbed robot on the environment and a system's motions. The effectiveness of this algorithm is demonstrated in simulation and laboratory experiments on a climbing system.     

基于多Agent优化协调的电力系统二级电压控制

在多Agent的二级电压控制系统基本原理的基础上,将多Agent系统的相关技术引入无功电压快速协调控制,探讨了在电力系统紧急情况下,基于多Agent的二级电压控制系统的协调和协作方法以及优化控制策略.通过引入虚拟控制Agent分组的概念,将多Agent系统中常用的合同网协议应用于二级电压控制的多Agent协调,改善了紧急状态下系统的电压调控能力.以装有多个静态无功补偿器的新英格兰系统为例进行数字仿真研究,验证了控制策略的有效性和灵活性.     

用于制造系统的控制和集成网方法

本文给出了种扩展Ｐｅｔｒｉ网。这种方法是为了解决实际制造系统运行和控制中存在的不确定性、资源共享及外部应用程序的动态交互的问题。文中给出了一个用控制和集成网方法建立的生产系统模型。本文提出的控制和集成网方法适合用于制造系统的建模。它同样可以用作开发单元控制软件平台核心和实施ＣＩＭ开放系统体系结构中集成基础结构的经营过程控制的基础。     

带翼水下机器人运动控制的动力学建模

根据水下机器人运动的一般方程,分析了其所受线性和非线性水动力的影响,进而推导出水下机器人控制系统的运动方程．讨论了螺旋桨和舵、翼的推力解算方法和整个系统的动力学响应过程．为分析控制系统的物理学特性提供了理论依据．     

基于逆向解耦的BTU协调系统内模控制设计

针对火电单元机组协调系统的多变量强耦合特点,提出一种基于内模控制器与解耦器一体化思想的内模解耦控制方法.区别于一般的多变量内模控制,将解耦技术与内模控制相结合,同时具有解耦器和内模控制器的特性.首先根据相对增益系数矩阵选择控制主通道,然后通过基于逆向解耦的原理设计控制器,其计算过程简单并且适用于高阶对象.最后以300MW单元机组为控制对象,在MATLAB/SIMULINK环境下,仿真并验证了控制器在不同工况下均可以实现较好的控制品质,具有较强的鲁棒性.     

工业大系统双层结构预测控制的集中优化与分散控制策略

为降低工业大系统模型预测控制(Model predictive control,MPC)在线计算复杂度,同时保证系统的全局优化性能,提出一种集中优化、分散控制的双层结构预测控制策略.在稳态目标计算层(Steady-state target calculation, SSTC),基于全局过程模型对系统进行集中优化,将优化结果作为设定值传递给动态控制层;在动态控制层,将大系统划分为若干个子系统,每个子系统分别由基于各自子过程模型的模型预测控制进行控制,为减少各子系统之间的相互干扰,在各个子系统之间添加前馈控制器对扰动进行补偿,提高系统的总体动态控制性能.该策略的优点在于能确保系统全局最优性的同时降低了在线计算量,提高了工业大系统双层结构预测控制方法的实时性.仿真实例验证该方法的有效性.     

基于虚拟领航者的船舶无源协调编队控制研究

随着海上任务越来越复杂,许多作业过程要求多艘船舶相互协调. 本文结合了虚拟领航者协调策略和无源性理论控制方法的各自优势,提出了一种基于虚拟领航者的无源协调控制方法,来解决多艘船舶的协调路径跟踪问题.通过对虚拟领航者设计路径跟踪控制器,使其领导作业船舶按着指定的路 径进行协调作业,同时定义每艘船舶的队形参考点,应用无源性理论设计同步 控制器使所有船舶的参考点趋于一致,最终实现多艘船舶按一定的队形进行协调路径跟踪.最后通过仿真实验验证了所提算法的有效性.     

Coordinated Adaptive Control for Coordinated Path-following Surface Vessels with a Time-invariant Orbital Velocity

This article considers the problem of directing a family of fully actuated surface vessels to cooperatively follow a set of convex and closed orbits with a time-invariant reference orbital velocity and maintain attitude synchronization. A consensusbased adaptive control law under a bidirectional communication topology is proposed to estimate the reference orbital velocity so that the restriction that every vessel in the family must have access to the reference in the previous literature can be removed. The assumption of nonzero total linear speed of each vessel is removed by the use of potential function. Simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed approach.      

步进驱动系统大振荡机理与轨迹优化控制

为了解决步进驱动系统运动控制中的振荡、 丢步和失调等问题, 改善步进驱动系统的控制性能, 优化步进驱动系统的控制, 通过研究步进驱动系统的微步驱动控制过程, 建立了步进驱动系统的微步驱动数学模型, 提出了步进驱动系统的仿真建模方法, 通过仿真模型的数值模拟分析了大振荡、丢步及失调问题的产生原因并 建立了大振荡及丢步的机理模型, 在此基础上进一步提出了基于稳态截止频率的速度轨迹优化控制方法. 最后, 通过一个实例进行了实验验证. 结果表明: 该建模方法能够准确地描述步进驱动系统的特性, 速度轨迹优化控制方法能够有效地消除摆臂系统的大振荡、 丢步、失调等严重问题, 显著提高了摆臂系统运动平稳性及精密定位能力.     

一类非线性系统的H∞鲁棒控制

考虑了一类带有扰动的仿射非线性系统的H∞控制问题，包括状态馈与动态输出反馈两种情形，我们基于HJI不等式的转换，直接给出了相应解的一种构造以及一种构造性判据，从而避免了通常的从数值求解HJI不等式的困难。     

Control System Design Automation for Mechanical Systems

In this paper, a user-friendly and comprehensive control system design package called Control System Design Automation (CSDA) is described. The system consists of five main blocks: a requirement interpretation block, a modeling block, an analysis/design block, a database management and knowledge base block, and a verification block. The requirement interpretation block transforms the specifications in terms of the application to those in terms of control. The analysis/design block selects an optimal control structure and determines the controller parameters. In addition to the conventional design methods, CSDA also contains the more recent design methods such as the LMI design approach and the Kessler/Manabe method. The LMI approach can obtain a controller which satisfies multiple specification items at the same time. The configuration of the system as well as the analysis/design block are described in detail in this paper.     

基于数据挖掘与系统理论建立摩擦模糊模型与控制补偿

建立机械摩擦力模型及其相应的控制补偿策略一直是人们所关注的问题. 由于摩擦力所固有的非线性及不确定特征, 用传统的数学建模与控制补偿方法难以达到满意的系统性能要求. 本文采用模糊建模技术逼近摩擦动力系统并将辨识结果用在前馈补偿控制器设计中. 模糊建模过程由以下3个部分组成: 首先采用数据挖掘技术辨识出模糊系统的模糊规则库, 然后利用该规则库建立模糊系统的静态模型, 最后以李雅普诺夫稳定性理论为基础进一步辨识出模糊系统的动态模型. 在控制器设计方面, 采用了自适应模糊系统前馈补偿的比例微分(Proportional-derivative, PD)算法. 运用李雅普诺夫稳定性分析证明了闭环系统跟踪误差的有界性. 数值仿真结果表明了该方法的有效性和实用性.     

工业串联系统的广义预测控制

针对由一系列环节串联而成的工业对象，提出一种利用过程中间可测变量进行预测和反馈，并能对这些变量的变化率加以限制的预测控制算法。仿真结果表明该算法具有良好的抗干扰性和鲁棒性。     

多回路网络化控制系统级联反馈调度

针对动态环境下的多回路网络化控制系统，本文基于反馈控制与网络调度协同设计的思想，提出一种级联反馈调度策略．以优化系统整体控制性能为目标，根据可用带宽资源的动态变化，对控制回路采样周期进行在线调节，将截止期错过率控制在期望的较低水平，并对可用带宽进行优化分配．仿真实验结果表明，相对于传统设计方法，该方法能够明显改善整体控制性能．     

自动化模型控制方案在选矿生产上的应用

选矿是一个综合了物理、化学的机理复杂的生产过程,选矿过程也包含了过程控制中许多难以处理的复杂特性,如时间滞后性、多变量、耦合、非线性、不确定性和随机扰动性,精确的数学模型很难建立,在这种前提下我们采用了模型预测控制方案、在线优化前馈-反馈控制方案等控制,并取得了良好的使用效果。     

Distributed Self-triggered Control for Consensus of Multi-agent Systems

This paper studies the consensus problem of general linear multi-agent systems via self-triggered control. Two distributed self-triggered control schemes based on state feedback and output feedback are developed respectively. It is shown that under the proposed control protocols, consensus can be reached if the communication graph of the multi-agent system is connected. An example is presented to illustrate the effectiveness of the proposed control methods.      

基于多目标决策的协调电压控制

随着输电系统的应用范围扩大,电网电压稳定是电力控制领域有待解决的问题.提出了一种新的电网电压控制策略:跳跃基因进化算法(JGEA),用于搜索CVC的多目标解决方案,这些方案被存储在一个知识数据库中,JGEA与多目标决策(MCDM)的结合可以为电网系统的在线控制构成一个智能知识库系统.建立了一个独立的在线MCDM方法用于选择合适的控制方案.仿真结果表明该方法是用于解决电压不稳定性问题的一种新的且实用的实时控制方法.