旋转导向钻井工具稳定平台模糊滑模控制研究

关于稳定平台是旋转导向钻井工具的重要环节.针对稳定平台存在的摩擦问题带来的不确定性,为提高平台系统的控制精度和稳定性,提出利用模糊控制理论与滑模变结构控制相结合的稳定平台控制系统.通过建立带摩擦的稳定平台模型,设计出变结构控制器和自适应模糊系统逐步逼近等效控制,并对切换项进行模糊逼近,以平滑不连续控制.仿真结果表明方法既保证了控制系统对外界扰动和参数不确定性具有较好的鲁棒性,也实现了较高的稳定平台姿态控制精度,使闭环系统具有良好的动态性能.     

扇区滑动模态控制方法

本文针对传统滑动模态控制的抖振问题，提出了扇区滑动模态的概念，分析了扇区滑模态的良好品质，并在扇区滑动模态概念的基础上提出了扇区滑动模态控制方法，理论证明了仿真结果均表明，扇区滑动模态控制能够保持传统滑动模态控制良好的鲁棒性，同时可以消除动态过程中的抖振，另外有保证系统的稳定性及良好的动态品质。     

基于井下涡轮电机的导向钻井工具下传指令接收软件设计

设计了指令接收软件,使井下导向工具检测与识别下传控制指令,完成井下指令信息的接收,实现下行通讯;下行通讯选用钻井液脉冲法传递信息,采甩泥浆脉冲的三降三升传送控制指令代码,在井下采用涡轮电机作为信息的接收装置;指令接收软件所作的数据处理有:对电机输出电压的阈值进行判断,对泥浆传输中的各种干扰进行剔除,对内部脉冲进行计数以实现脉宽计时,并对脉宽计时值进行处理以最终得到控制指令字;当接收的电压脉冲信号的脉宽为T、T、T、T、2T时,解释得到的控制指令代码为11112;实验证明,应用此指令接收软件能正确地为井下工具接收地面监控命令,解决从地面向井下的数据传输问题.     

一种网络协议的自适应控制方法

网络服务器过载问题已经成为日益关注的问题,过载会引起服务器系统性能急剧下降,客户请求长时间得不到响应．国内外已经提出很多有关网络服务器过载的解决方案,其中,比较有效的方案是引入线程机制,通过中断和查询相结合来解决这个问题．文章从改进传统的操作系统内核事件处理机制出发,在传统的事件处理机制中引入了反馈控制,提出了基于自适应的网络协议控制方法,该方法通过控制网络协议处理中的硬件中断和软件中断处理,不仅避免了系统接收活锁问题,同时,也避免了由于过量中断所造成的网络协议处理和应用软件“饥饿”的问题、测试表明在过载情况下,UDP性能提高了100％,TCP性能也得到了明显的改善．与其它方法相比,这些方法中有些无法克服接收活锁的问题,另外一些方法由于采用了查询机制,产生了延迟和额外的开销,这就使得文章提出的方法在性能上比采用查询机制的方法更好。     

一种新的自适应控制方法

本文提出了一种新的自适应控制方法－基于自校正与线性跟踪的自适应控制，从系统的输入／输出完全跟踪的目标出发，根据对象的动态模型，导出自适应控制器的调节模型，对象模型的参数，采用递推最小二乘法在线估计。     

一种广义预测自适应控制的直接方法

使用正则化技术和具有死区的参数估计算法,提出一种新的广义预测自适应控制直接方法,并证明了控制算法的全局收敛性.本文提出的方法在热风炉实验装置上进行了实时控制,其结果表明控制方法的有效性.     

一类非线性时滞系统的自适应动态面控制

本文对于一类含不确定输入时滞和干扰的非线性系统的跟踪控制问题提出了一种自适应动态面控制方案. 利用动态面控制方法避免了传统的后推设计中存在的复杂度爆炸问题. 分别构造了一个滤波器和一个虚拟观测器来产生辅助信号. 采用神经网络来逼近未知的连续函数. 跟踪误差被证明最终收敛到一个足够小的紧集. 给出了一个数字仿真示例验证了理论结果.     

一类非线性时滞系统的自适应模糊动态面控制

针对一类具有未知方向增益函数的严格反馈非线性时滞系统, 提出了一种自适应模糊动态面控制(Dynamic surface control, DSC)算法. 通过利用DSC设计技术和Lyapunov-Krasovskii函数, 该算法不仅克服了计算膨胀的问题, 而且补偿了未知的时滞. 采用Nussbaum函数解决了虚拟控制增益的符号问题, 并且避免了控制器的奇异性. 所设计的控制器保证了闭环系统所有的状态和信号是半全局有界的, 并且通过选择合适的设计参数可使跟踪误差为任意小. 仿真结果表明了所提出控制器的有效性.     

基于动态面控制的超混沌自适应同步

提出了一种基于动态面控制(dynamic surface control, DSC)的超混沌同步方法．在DSC方法中,每一步中虚拟控制器都通过一阶滤波器,从而避免了对一些非线性项的重复求导,使得所设计的控制器克服了backstepping方法的复杂性激增缺点．针对系统中存在未知参数的情况,在控制器的设计中引入自适应方法．最后,利用仿真结果验证了方法的有效性．     

一种基于增强学习的自适应控制方法

针对模型未知时变非线性对象的控制问题，提出一种直接的自适应控制策略。该策略基于径向基神经网络并结合增强学习的自调节能力，无需知道控制对象的动态特性，而是通过在线试错在控制过程中不断积累与问题相关的信息，用以产生可接受的逐步优化的解。     

带有未建模动态的船舶减摇鳍的鲁棒自适应控制

针对船舶减摇鳍非线性数学模型,提出一种鲁棒自适应控制器,可以用于存在非线性不确定、未知有界扰动和未建模动态的情况。应用Lyapunov稳定性理论证明,所提出的鲁棒自适应控制器可保证整个非线性系统的稳定性,且通过适当选择设计参数,可使跟踪误差达到任意精度。仿真结果表明了所提方法的有效性。     

新型自校正自适应原理研究及在船舶操纵中的应用

本文以实际工程应用为背景,在通常广义最小方差为基础的自校正自适应控制理论上建立性能更优越的新型自校正律。通过计算机仿真、比较试验及应用于最终的实船操纵系统均表明有极佳的效果。     

关于建模与自适应控制的一体化途径

在文献自适应辨识预报和控制-多层递阶途经中,我们提出了非线性系统动态线性化的概念.这种动态线性化仅仅是形式上的,而不是真的线性化.但研究发现,在这种线性化过程中,包含了一种新的系统辨识思想,那就是在线实时建模一实时反馈控制校正的思想.这种辨识把建模与反馈控制结合成为一体,突破了参数自适应的框架.实现了控制系统的结构自适应性,并且避免了建立数学模型这一繁锁的步骤.本文就是对这种系统建模与控制一体化的途径进行介绍.     

一种关于移动机器人的自适应变结构控制方法

基于具有m个输入、至多m＋2个状态变量的可控无漂移系统为微分平面系统这样一个事实,通过动态扩展原理和自适应控制技术,本文提出了一种针对三轮移动机器人轨迹跟踪问题的鲁棒自适应控制方法,应用动态扩展原理首先对三轮移动机器人的运动模型实现了精确线性化,设计变结构控制时采用了边界层内插方法和在线参数估计以削弱控制抖动,仿真结果表明该方法优于一般的变结构控制。     

一种自适应的TCP友好速率控制的方法

通过仿真和试验对移动IP环境下TCP友好速率控制的性能进行了分析。当移动体在不同参数的网络间切换时，此控制机制的性能严重下降，针对此点提出了改进措施——自适应发送速率的TCP友好速率控制(TFRC)，仿真和试验结果表明了改进方法的有效性。     

解最优控制问题结合同伦法的自适应拟谱方法

针对弱间断最优控制问题和Bang-Bang最优控制问题,提出一种结合同伦法的自适应拟谱方法.Chebyshev拟谱方法转换原问题成为非线性规划问题.基于同伦法思想,同伦参数改变路径约束的界限,得到一系列比较光滑的最优控制问题.通过解这些问题得到原问题的不光滑解.文中证明了弱间断情况下数值解的收敛性.依据这收敛性和同伦参数,误差指示量可以捕捉不光滑点.本文方法与其他方法在数值算例中的对比表明,本文方法在精度和效率上都有明显优势.     

利用超稳定性理论证明随机自适应控制算法的稳定性

超稳定性理论是自适应控制稳定性证明的有力工具,但至今它只限于确定性系统.通过对超稳定性理论进一步研究和算法结构变化,本文给出了利用超稳定性理论证明随机自适应控制(特别是Goodwin的随机逼近法)的稳定性.结果表明,与目前的证明方法--Martingale函数法和Ljurg的ODE法相比,超稳定性方法有相当的优越性.它不需要象Martingale函数法那样去构造一个相当困难的随机Lyapunov函数,也可放松ODE法所必需的系统噪声平稳的条件.     

四轮线控转向系统的转向控制策略研究

为了控制汽车的质心侧偏角,同时保持汽车的转向增益不变,研究了四轮线控转向系统的后轮转向控制策略和前轮转向控制策略.首先建立了四轮转向整车二自由度模型,然后基于稳态质心侧偏角为零得到两种后轮转向控制策略:与前轮转角成比例型和横摆角速度反馈型,前者不改变系统极点,后者改变系统极点.基于转向增益不随车速改变得到二者的前轮转向控制策略.仿真表明,提出的前轮转向控制策略可以保持固定转向增益,降低驾驶员负担;后轮转向控制策略可以实现零质心侧偏角稳态值,控制车辆姿态,改善操纵稳定性.     

导向钻井多源信息集成与协同决策平台研究

为使导向钻井现场作业得到油田基地、总部的有关领域专家的实时监控与指导,提出在计算机网络环境下,运用XML、CSCW和虚拟现实等技术构建一个多源信息集成与协同决策平台,为后方有关领域专家提供一个网上协同决策与导向控制的工作环境。文中提供了平台的整体解决方案,详细描述了平台的总体构架及其实现的关键技术,包括并发控制策略、数据库数据到XML文档的映射以及多用户数据通信方式。     

压电陶瓷驱动平台自适应输出反馈控制

压电陶瓷驱动平台的精度和动态特性主要取决于所设计的控制器是否可以有效地补偿压电陶瓷固有的迟滞特性. 针对这一问题, 提出了一种基于神经网络 (Neural network, NN)的自适应输出反馈控制策略. 为了避免压电陶瓷速度测量噪声的影响, 采用高增益观测器对压电陶瓷平台的速度状态进行估计; 为了克服压电陶瓷的迟滞非线性特征, 采用神经网络动态补偿策略; 针对神经网络逼近误差和观测器估计误差, 控制器设计中增加了鲁棒控制项. 最后应用Lyapunov 稳定性理论证明了所提出的控制器的收敛性问题. 仿真实验表明了所提控制方法的有效性.