单向执行器系统配置的完整性

本文提出了单向执行器系统配置完整性的概念，用来表征其控制作用生成能力，并从一般意义下，讨论了配置矩阵的完整性问题，给出了配置矩阵完整性的若干性质性质和一些判别方法。存在个别执行器失效时，引入了完整度的概念用以评价配置的容错性能，并给出其判别方法。     

具有执行器完整性的容错控制器设计

利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ方程和广义逆理论,提出一种多变量控制系统设计方法。所设计的状态反馈控制器使得闭环系统的极点配置在一指定的圆形区域内,并且系统具有良好的动态特性,在执行器失效时仍能稳定,具有完整性,进而把结果广到传感器失效的情形。设计实例验证了该方法的有效性。     

具有完整性的状态反馈H2最优控制器设计

基于互质分解的状态空间描述方法,给出了状态反馈下对执行器失效具有完整性的 H2最优控制器的一种新的参数化形式,将具有完整性H2最优控制器设计转化为设计一严格 正则的稳定控制器同时镇定对应于k个故障状态的k个辅助对象.     

基于极点配置执行器增益偏差容忍区间的分析

针对一类线性系统的圆盘极点配置问题,提出了执行器各条通道增益偏差容忍区间的概念.利用执行器单一通道增益偏差模型,给出了在圆盘极点配置问题中执行器通道增益偏差容忍区间的算法.硬件设计者可以根据执行器每条通道的增益偏差容忍区间,来判断出每条通道对闭环系统影响的重要程度,再根据其重要程度大小来加强该通道的硬件冗余度.为圆盘极点配置问题中执行器通道的硬件冗余设计提供了重要理论依据.一个CH - 47双旋翼直升飞机实例仿真说明了所给出方法的有效性.     

广义系统具有完整性的鲁棒二次稳定

考虑带有Frobenius范数界的不确定广义系统,具有完整性的鲁棒二次稳定问题.用 Riccati不等式给出不确定广义系统在状态反馈和输出反馈作用下所构成的闭环系统二次稳定, 并且当执行器出现故障时,不确定广义系统仍能保持二次稳定的充分条件,即不确定广义系统 具有完整性的鲁棒二次稳定的充分条件.     

离散广义系统具有完整性的鲁棒二次稳定

研究时不变不确定离散广义系统具有完整性的鲁棒二次稳定问题.首先,给出不确定离散广义系统鲁棒二次稳定的充要条件.其次,利用广义代数R iccati不等式,设计状态反馈使得不确定离散广义系统鲁棒二次稳定.进一步,给出状态反馈设计方法,使得不确定离散闭环广义系统在执行器正常以及部分出现故障情况下,都保持鲁棒二次稳定.即不确定广义系统具有完整性.同时,还讨论了所给的广义代数R iccati不等式的求解问题.最后给出数字例子来验证所给结果的有效性.     

二维完整配置下刚性航天器姿态角速度的渐近镇定

讨论了以非完整配置的单向推力器系统为执行机构时,刚性航天器姿态角速度的镇 定问题.针对一类特殊的有扰量非完整配置的情况--共面扰量二维完整配置,基于滑动控 制律实现了姿态角速度的镇定.仿真结果证实了所述方法的有效性.     

一类不确定广义系统的分散容错控制

讨论一类不确定广义系统分散容错控制器设计问题.首先利用线性矩阵不等式(LMI)设计分散状态反馈控制器,使得广义系统执行器未出现故障时渐近稳定;接着针对广义系统的部分执行器出现故障的情况设计分散状态反馈控制器,使得闭环广义系统渐近稳定;进而利用LMI设计广义系统在分散状态反馈作用下具有完整性的容错控制器;同时对传感器故障情形设计了广义系统在分散输出反馈作用下具有完整性的容错控制器,得到了不确定广义系统关于执行器和传感器的分散容错控制器设计的方法.将所设计的控制器用于实际电子网络系统,验证了所提出方法的有效性.     

基于LMI双故障动态输出反馈完整性控制

针对线性系统,基于线性矩阵不等式(LMI)给出了具有完整性的动态输出反馈控制器的设计方案,所得到的结论,不仅给出分别考虑执行器和传感器两类部件发生故障的完整性设计方案,而且给出了考虑执行器或传感器任何一类部件发生故障的完整性设计方案．本文使用了比离散故障模型更具有实际意义的连续故障模型．一个数值例子说明了所提方法的有效性．     

部分扇形区域极点配置的可靠控制

针对线性定常系统,采用连续增益故障模型提出了考虑执行器故障的部分扇形区域极点配置的可靠控制问题.当系统发生故障时,正常控制的闭环系统极点可能跳出所给定的复平面区域,而可靠控制的闭环系统仍然保持极点在指定的区域内。本文利用线性矩阵不等式(LMI)给出了部分扇形区域极点配置的可靠控制器存在的充分条件。研究成果的仿真,不仅验证所提出方法的可行性;而且比较了部分扇形区域极点配置正常控制器和可靠控制器的控制效果。进一步看出对系统进行可靠极点配置的必要性。     

Control strategy of a novel electric power steering system integrated with active front steering function

A novel electric power steering system(EPS) integrated with active front steering(AFS) is developed.It has functions of both AFS system and EPS system with two actuator units:the AFS actuator unit and the EPS actuator unit.The AFS actuator unit controls the displacement transfer behavior of the steering system,and improves the handling stability under adverse road conditions by varying the steering ratio directly related to the speed and road conditions.The EPS actuator unit controls the force transfer beha...     

Head-positioning control system using thermal actuator in hard disk drives

In this paper, we propose a head-positioning control system with a thermal actuator in hard disk drives (HDDs). The frequency response of the thermal actuator showed that the thermal actuator system has no mechanical resonant mode. Therefore, this head-positioning system with a thermal actuator can control the head-position beyond the major mechanical resonances caused by a voice coil motor (VCM) or suspensions. In this study, the system was a dual-stage actuator system; the first actuator was a VCM, and the second was a thermal actuator. Simulation results for a track-following control in an HDD demonstrated the validity of the proposed method.     

基于压电双晶片的微型无人机增稳驱动系统研究

研究了一种,基于压电双晶片的微型无人机增稳驱动系统,并设计了一种基于升压电路原理的压电驱动电源,该驱动电源采用机载电池供电,通过 0～5V 控制信号控制其运动,对驱动电源的动态特性进行了测试.同时为实现对整个驱动系统的自适应控制,采用光纤 Bragg 光栅(FBG)传感器对压电双晶片的位移变化特性进行了测量.研究结果表...     

Track-following control of a dual-stage hard disk drive using a neuro-control system

This paper describes the track-following control of a dual-stage hard disk drive system using neural-networks. A neural-network approach to on-line learning control, and a real-time implementation for a dual-stage hard disk drive, are presented. The use of the dual-stage actuator in hard disk drive systems has become a means of achieving increased servo actuator bandwidth. The dual-stage actuator presented here uses a voice-coil motor (VCM) as a coarse actuator, and a piezoelectric actuator (PZT) as a fine actuator. The control system consists of a series combination of both a plant with a feedback loop and a neural-network with a feedforward loop. The neural-network functions as the reference input filter, and it organizes a new reference signal to the closed-loop circuit. Numerical and experimental results for the track-following control system of the dual-stage hard disk drive show the validity of the proposed neuro-control system.     

基于多元时间序列分析的控制系统执行器故障诊断方法研究

为提高控制系统执行器故障实时诊断的准确率,该文提出一种基于多元时间序列分析的控制系统执行器在线故障诊断方法。首先分析了控制系统执行器故障机理,确定了表征执行器故障的关键信号;其次采用执行器历史数据,建立了时间卷积网络(TCN)在线预测模型,对执行器多通道信号进行在线预测;随后通过长短期记忆网络(LSTM)对多通道残差信号建立了故障分类模型;最后以燃气轮机控制系统执行器半物理试验平台中的电液执行器为例进行了多次重复试验验证。结果表明,基于TCN网络的在线预测模型相比传统循环神经网络(RNN)预测误差较小;基于LSTM网络的故障分类模型准确率较高;通过LSTM网络对多通道残差信号进行故障分类,比对原始故障数据分类故障准确率更高。     

模糊神经网络PID在电动舵机控制中的应用

研究电动舵机控制系统优化问题。针对传统控制器响应速度慢,由于系统本身是多变量非线性的复杂系统,存在时滞问题,系统参数不易整定,为了优化电动舵机控制系统的快速性性能,设计了一种改进的模糊神经网络PID控制器,提出了分离学习算法,利用自组织学习整定隶属度函数参数和误差反向传播学习整定加权系数。将算法用于电动舵机控制,实现对舵机以及导弹姿态的快速控制。仿真结果表明,改进控制器的响应时间达到4.8ms,优于传统的PID控制器和模糊PID控制器,为电动舵机控制系统快速性、高精度的设计提供了依据。     

基于虚拟仪器的舵机半实物仿真系统研究

传统舵机控制算法的设计大多是通过数字仿真来实现的,数字仿真过程中舵机执行机构模型的不准确使得仿真结果与实际情况有较大的差距。提出一种基于虚拟仪器的舵机控制半实物仿真系统,该系统利用LabVIEW软件平台开发了舵机执行机构的控制算法仿真模块,并通过D/A设备将控制参数发送给舵机执行机构。结合高速A/D设备对舵机反馈信号进行采集,在软件中实现对舵机控制算法性能的实时分析。试验结果表明,该系统解决了数字仿真中舵机执行机构模型不准确的问题,为舵机开发过程中的控制算法设计仿真提供了更为灵活、高效的方法。     

A discrete-time parameter estimation based adaptive actuator failure compensation control scheme

This article studies discrete-time adaptive failure compensation control of systems with uncertain actuator failures, using an indirect adaptive control method. A discrete-time model of a continuous-time linear system with actuator failures is derived and its key features are clarified. A new discrete-time adaptive actuator failure compensation control scheme is developed, which consists of a total parametrisation of the system with parameter and failure uncertainties, a stable adaptive parameter estimation algorithm, and an on-line design procedure for feedback control. This work provides a new design of direct adaptive compensation of uncertain actuator failures, using an indirect adaptive control method. Such an adaptive design ensures desired closed-loop system stability and tracking properties despite uncertain actuator failures. Simulation results are presented to show the desired adaptive actuator failure compensation performance.     

作动器伺服控制系统通用平台设计

针对多种类型作动器的伺服控制系统,分析其系统结构,设计出一种基于实时系统的柔性通用设计平台,该平台可快速实现EHV、DDV式作动器、EHA以及电动作动器的伺服控制,以及作动器各项参数的自动测试,为作动器伺服控制律调试以及作动器自身参数测试提供了一种有效途径.     

基于WSAN的道路积水监控系统的设计与实现

强降雨及城市排水系统的老化,使得城市道路低洼处积水严重,对市民人身安全、财产、路基、城市交通产生不容忽视的影响;针对该问题,采用无线传感器/执行器网络(WSAN)技术,设计了道路积水监控系统;该系统分为传感/执行层、网络层和应用层三层;传感/执行层的传感器节点使用超声波传感器采集积水信息,执行器节点使用执行器水泵进行排水;网络层网关及汇聚节点使用ZigBee网络和GPRS网络相结合来实现传感/执行层与应用层之间的数据双向传输;应用层服务器储存采集的道路积水信息,调用百度地图API将实时信息显示在web端,并通过网络层发送指令控制积水区域内的执行器水泵动作,实现闭环控制;该系统能够简洁有效地实现道路积水信息的实时共享,可以实现及时排水,具有实际的应用价值。