基于前馈和多输入模糊LQR的路径跟踪控制研究

针对智能车路径跟踪控制问题,提出了一种基于前馈和多输入模糊LQR路径跟踪控制器。首先,建立了车辆二自由度动力学模型,构建了二自由度路径跟踪误差模型,设计了LQR控制器和前馈控制器。然后,针对传统LQR控制器对多变行驶工况适应性较差的问题,设计了一种以智能车行驶速度、道路曲率和路径跟踪的横向误差作为输入的模糊控制规则,对LQR控制器的权重进行调节。最后,使用AGV线控底盘进行实验,对该控制器进行了验证。结果表明,对于连续变道工况和双移线工况,设计的控制器能够较好地对目标路径进行跟踪。     

跟踪时变周期信号的PMLSM重复控制

永磁直线同步电动机（PMLSM）其端部效应造成的与位移相关的周期性推力波动和摩擦力会降低系统的伺服性能.为了抑制周期性扰动的影响,设计了伪微分前馈反馈（PDFF）速度控制器和改进型位移重复控制器,并针对时变周期输入信号的跟踪问题,利用Lebesgue平方可积空间转换原理,将t-域时变周期的位移信号转换为θ-域固定周期的位移信号,以实现对时变周期输入信号的精确跟踪.理论推导与仿真结果表明,该方案可有效地抑制PMLSM伺服系统周期性扰动的影响,对时变周期输入信号具有良好的跟踪特性.     

一类不确定信号的跟踪问题及应用

将线性时不变系统跟踪外部Ｌ２有界不确定信号的问题，归为一类包含被跟踪信号动力学特性的广义对象的控制器设计问题，给出了分析求解过程。应用于速度伺服系统，仿真结果表明，系统具有良好的跟踪外部参考输入和抑制力矩扰动的特点，同时设计过程为模型匹配控制器的设计问题提供了一种方法。     

半挂汽车转向稳定性反馈线性化控制

建立了半挂汽车非线性动力学模型,分析了车辆在低附着系数路面上高速转向行驶稳定性。采用遗传算法和相平面法估计了行驶速度为16.7～25m/s时车辆稳态前轮临界转角。基于非线性反馈线性化跟踪控制理论,以牵引车横摆角速度和铰接角为控制对象,设计了半挂汽车前轮主动转向和鞍座直接横摆力矩联合控制的前馈和反馈复合控制器。车辆高速阶跃转向和单移线工况仿真结果表明:联合控制器对于提高半挂汽车横向稳定性效果较好。     

无人驾驶汽车路径跟踪模糊预测控制

针对智能车自动驾驶中对预期轨迹跟踪能力较差的现状,设计了基于横向位置和横摆角预测误差的预测控制方法.控制器的设计中采用了一种基于运动学原理的汽车运动状态预测模型,用于在线计算汽车的横向位置预测误差以及横摆角的预测误差,在此基础上建立了基于预测误差的反馈模糊逻辑控制器,达到了控制汽车沿着目标轨迹行驶的目的.仿真结果表明:...     

异步电机的一类无源性快速渐进跟踪控制器

基于无源性控制的原理和设计方法，研究了在负载转矩和期望转矩均为时变情况下，异步电机转矩渐进跟踪控制的收敛速度问题，给出了提高收敛速度的控制器设计方法和设计结果，计算期望轨道的一般方法和步骤，以及为提高渐进跟踪速度时增益系数矩阵的一般形式，改进和发展了已有的相应研究结果。     

液压挖掘机铲斗轨迹跟踪的鲁棒控制

首先给出了挖掘机工作装置的两自由度动力学方程模型;然后基于滑模控制原理设计了状态观测器,并在此基础上根据反演法设计了挖掘机工作装置的带滑模观测器的变结构控制器;最后在改造后的挖掘机上进行了试验,并给出了所设计的控制器和常规PID控制器跟踪设定直线的效果。试验结果表明,使用常规PID控制器所得到的跟踪误差大于40 mm;而使用作者设计的控制器其跟踪误差可以控制在30 mm之内。对比结果表明,所设计的控制器对设定直线的跟踪具有良好的动态特性,对系统的不确定性具有较强的鲁棒性。     

采用强跟踪中心差分滤波器的汽车状态和参数估计

采用3自由度非线性汽车动力学模型作为汽车状态和时变参数估计的标称模型,利用强跟踪中心差分卡尔曼滤波器(CDKF)对汽车的纵向速度、质心侧偏角和横摆角速度等信息,以及标称模型的前、后轴等效时变侧偏刚度进行了估计。为验证强跟踪CDKF算法的估计性能,采用模型在环和硬件在环的方式进行多种工况的仿真验证。结果表明,该算法具有可行性和准确性。     

一类非线性不确定系统的输出跟踪控制

设计了一类不确定非线性系统模糊自适应输出跟踪控制器. 首先将一个时变参数引入到规则前件的高斯型隶属度函数中, 形成一组带有时变参数的模糊规则, 通过时变参数的变化改变高斯型隶属度函数的中心和宽度,进而改变原Mamdani型模糊逻辑系统的输出,形成新的带有时变参数的模糊逻辑系统. 然后以这种改造后的模糊逻辑系统逼近系统的未知非线性项,构造时变参数和逼近精度的自适应律,设计相应的自适应输出跟踪控制器. 这种方法的优越性在于充分利用原有的有限数目的模糊规则,合成具有较少自适应律的模糊自适应输出跟踪控制器. 最后,通过Duffing的仿真算例验证了本文提出方法的可行性和有效性.     

基于PBC的交流电动机控制器的设计与仿真

为能够准确得到以交流电动机驱动的航空液压泵性能的测试结果,必须保证电机调速控制具有良好的鲁棒稳定性。本文针对交流电机有难以避免的时变、强耦合等非线性特性,采用无源性控制为主的调速控制策略,提出能量成形的无源性控制器的设计方法。通过仿真,说明无源性控制器可实现对速度的调节和跟踪,得到的转速控制结果不仅响应快,而且是稳定的,其效果很好。     

电—气比例/伺服控制系统的控制方法研究

本文在简要地回顾了电—气比例/伺服控制技术的发展历史后,研究了采用最小二次型性能指标设计并由实时优化系统进行实验优化的最优状态反馈控制系统。并针对这一系统所存在的问题,采用了鲁棒控制方法,提出对原不稳定系统的鲁棒控制器设计方法。此外,本文还深入地研究了自适应控制和鲁棒自适应控制方法。实验证明本文研究的控制方法均收到预期的效果。     

基于CARMA模型的多变量远程预测自适应控制器

本文采用CARMA模型,建立多变量远程预测控制器,并采用状态空间法分析其闭环系统的稳定性。这种控制器以远程预测多步滚动优化取代最小方差和广义最小方差控制器中的一步预测优化,并引入控制时域的概念,从而可应用于非最小相位和开环不稳定系统;在自适应算法中,对模型验前知识要求少,不需要知道系统的交互矩阵,计算量小。数字仿真结果证实了控制算法的以上特性。     

自适应控制与过程控制泛论

本文讨论自适应控制与过程控制之间的相互联系问题,自适应控制的思想确实应当用于过程控制系统的设计,但过程控制的复杂问题使得已经有很大发展的自适应控制理论仍显得力不从心。为追求理论的和实际的完善解,尚需发展更先进的理论和工程技术。     

控制力矩受限的卫星姿态有限时间鲁棒控制算法

为了解决在卫星姿态控制问题中经典滑模控制器所存在的收敛速度慢、指数收敛的缺陷,同时为增强控制器对外部干扰与系统不确定性的鲁棒性,提出了一种对系统模型具有鲁棒性的快速收敛有限时间控制算法.针对传统滑模面角速度下降过快导致的收敛速率慢的缺陷,基于Lyapunov方法设计了一种具有三段式结构的有限时间滑模面,提升收敛速率并保证稳态精度,同时利用欧拉轴的特性消除有限时间控制中的奇异性问题;通过引入符号函数项,解决系统转动惯量的不确定性与外部干扰力矩问题;通过放缩控制律中的比例项解决控制力矩受限的问题;通过Lyapunov函数证明本文提出的控制律的有限时间稳定性,同时给出系统收敛的时间估计.理论分析与仿真结果均表明,提出的控制算法能够在大幅提升收敛速率的同时保证稳态精度.同时也表明了提升系统性态的关键是规划姿态角速度,即通过合理设计滑模面与期望角速度曲线可以实现提升系统收敛速率与鲁棒性的目的.     

结构控制技术发展现状与展望

总结了近年来国内外结构控制技术的发展现状与其新进展，简要介绍了结构控制系统优化理论和分析方法的研究成果，对其应用前景作了展望，提出了有待解决的若干重要的技术性和实用性问题。     

基于C＋＋ Builder的锅炉监控系统的设计与实现

针对上海新奥托实业有限公司的EFPT-1-01型过程控制实验装置开发了一套计算机监控系统,该系统能够对锅炉运行中的温度、液位、压力、流量、阀门开度以及马达频率等参数进行在线检测,并可实现对锅炉液位和温度的定值控制。在监控系统中对实验装置的不同对象模型采用了不同的控制算法,其中锅炉液位系统采用了改进的PID算法,锅炉温度系统采用了模糊算法,通过实验调试,控制曲线超调小,过渡时间短,控制效果比较理想。     

跳汰机选煤生产过程智能控制

基于跳汰选煤的基理建立了以精煤灰分、精煤回收率为控制目标的跳汰机仿人智能控制系统 .智能控制系统由二层构成 .智能控制系统上层以跳汰机实时分选效率、入洗原煤性质和可选性为依据 ,应用专家系统技术 ,实时识别系统状态和趋势 ,实现智能控制系统底层各子控制系统间协调与优化控制 .智能控制系统的底层由一多环模糊控制器构成 ,解决跳汰机多变量控制 .多环模糊控制器分别实现跳汰机系统的给料、排矸石、排中煤、筛下顶水和总用风量模糊控制 .实际应用表明 ,此种跳汰机智能控制系统可以较好地解决跳汰选煤生产过程实际控制问题 ,取得较好经济效益     

一种新型的机械手PID鲁棒控制方案

为了满足机器人在恶劣工作环境下的高精度作业,需要把原有的PD控制改为PID控制。为此,本文采用一般的机械手非线性耦合模型,并仔细考虑构造了一个不同于Arimoto所用的新的李亚普诺夫函数。通过应用李亚普诺夫函数的稳定性分析方法,作者不仅严格证明了所提PID控制方案的鲁棒性和渐近稳定性;而且给出了一个确定PID反馈阵所必循的规律。该PID鲁棒控制方案具有结构简单、可靠性高的特点。PUMA-600机械手的模似仿真也给出了令人满意的结果。     

结构抗震控制的研究与应用状况（下）—主动控制,混合控制及半主动控制

本文总结了近年来国内外主动控制、混合控制及半主动控制研究与工程应用的状况，介绍了作者在该领域的部分研究成果。并概述了其广泛的工程应用前景。     

蒸纱锅系统中模糊PID复合控制方法的应用

对蒸纱锅系统的温度控制特点进行了研究，提出了一种PID，FUZZY复合控制的控制方法，并应用Matlab做了仿真研究。仿真结果和实际应用都证明该方法控制效果良好。