主动结构-声系统的鲁棒H∞控制实验研

基于H∞控制理论,建立了结构振动声辐射鲁棒反馈控制模型,利用混合灵敏度设计方法,将鲁棒反馈控制器设计问题转化为标准H∞控制问题求解.建立了一套以TMS320C30数字信号处理芯片为核心的封闭空间弹性壁振动声辐射鲁棒H∞控制实验系统.实验取得了在指定频带上较好的降噪效果.     

主动结构-声系统的鲁棒H_∞控制实验研究

基于H∞ 控制理论 ,建立了结构振动声辐射鲁棒反馈控制模型 ,利用混合灵敏度设计方法 ,将鲁棒反馈控制器设计问题转化为标准H∞ 控制问题求解。建立了一套以TMS3 2 0C3 0数字信号处理芯片为核心的封闭空间弹性壁振动声辐射鲁棒H∞ 控制实验系统。实验取得了在指定频带上较好的降噪效果     

主动结构—声系统的鲁棒H∞控制实验研究

基于H∞控制理论，建立了结构振动声辐射鲁棒反馈控制模型，利用混合灵敏度设计方法，将鲁棒反馈控制器设计问题转化为标准H∞控制问题求解。建立了一套以TMS320C30数字信号处理芯片为核心的封闭空间弹性壁振动声辐射鲁棒H∞控制实验系统，实验取得了在指定频带上较好的降噪效果。     

自适应结构振动主动控制的最佳效果实现

推导了自适应结构振动控制中不同控制目标函数下，次级力源的最优强度以及所能获得的最佳振动和声幅抵消化计算公式，通过理论和计算分析讨论限次级振源和误差传感器的选择和布放规律。研究结果表明，在次级振源和误差传感器的位置选择中，结构模态振型间的相位关系与幅度同样重要。     

自适应LMS算法在汽车悬架振动主动控制中的仿真研究

本文对汽车悬架振动主动控制的LMS(Least Mean Square)算法进行仿真研究。基于自适应LMS算法的控制器运算简单、适应性强。以正弦信号激励两自由度悬架振动系统模型，在计算机上利用matlab软件进行仿真，结果表明LMS算法能显著地改善汽车悬架的性能。     

端电压及功角双重稳定约束鲁棒自适应励磁控制

为实现励磁系统非线性控制的端电压和功角双重稳定约束,基于非线性坐标变换方法,构建励磁系统非线性等价系统模型,采用鲁棒自适应设计方法实现Lyapunov函数构建、参数自适应估计和等价系统耗散稳定控制。在输出功率增加和三相接地故障状态下,对新的励磁控制方法进行仿真测试和分析。仿真结果表明:相对于传统反演鲁棒励磁控制方法,状态变量波动次数减少50%,端电压和功角稳定时间由0.2 s缩短为0.1 s,端电压始终保持为额定电压,没有出现电压偏移问题,不确定参数能够在0.05 s内完成估测。研究成果对于提高励磁系统暂态稳定能力和端电压恒定控制精度具有一定意义。     

海洋资源勘探拖缆水平振动的鲁棒自适应控制

针对海洋资源勘探拖缆水平振动控制中拖缆水平位移偏移量难以测量和系统参数不确定的问题,设计了仅仅包括水鸟处拖缆速度和斜率的自适应控制规律。首先选取拖缆和水鸟能量为李雅普诺夫能量函数,在拖缆的精确模型下设计了鲁棒控制规律。然后考虑到实际工作中不确定的参数,在精确模型鲁棒控制规律的基础上设计了自适应的鲁棒控制规律。最后用有限差分法验证了控制规律的有效性,自适应规律能在线的估计勘探拖缆的参数。所提出的控制规律稳定性好,能够抵抗参数不确定性。     

空间机器人姿态与末端抓手协调运动的鲁棒自适应控制

本文讨论了载体姿态受控、位置不受控制的漂浮基空间机器人协调运动的控制问题。借助于虚拟扩展系统的输入与输出,得到了一组关于惯性参数呈线性函数关系的系统控制方程。以此为基础,针对空间机器人系统中不确定参数与未知参数并存的复杂情况,设计了载体姿态与末端抓手惯性空间轨迹协调运动的鲁棒自适应控制方案。利用两杆空间机器人系统进行了系统仿真运算,仿真结果证实了上述控制方案的有效性。由于对系统待估计参数作了分类,并充分利用系统信息对系统不确定参数采用保持鲁棒性而不是在线估计的方法,提到的控制方案具有计算量小的优点,有助于缓解机载计算机运算能力有限的矛盾。     

基于LMI的鲁棒H∞控制建筑结构振动

针对多层框架结构系统,提出一种基于线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequalities, LMI)的鲁棒H∞控制方法。为了使控制方法能相对简单,便用工程应用,将工程中常用的二次型性能指标结合于鲁棒H∞控制系统的分析中,并应用线性矩阵不等式减小求解的复杂度。以一个三层框架结构模型为例进行了仿真,并与传统H∞控制方法进行对比,仿真结果初步表明该方法在保证较好控制效果的条件下具有更强鲁棒性。     

线性振动系统的鲁棒H^∞控制

研究了含有参数不确定性的线性振动系统的鲁棒Ｈ∞控制，折衷考虑振动系统的外激励干扰衰减和振动系统参数摄动的鲁棒性问题。并设计一高层建筑结构振动控制的鲁棒调谐质量阻尼器（ＴＭＤ），数值仿真结果表明，与ＬＱＧ控制设计相比，采用鲁棒Ｈ∞控制技术设计的振动主动控制系统，对振动系统参数摄动具有较强的鲁棒性，同时能更有效地抑制持续的振动外激励。     

自适应主动振动控制仿真分析

在FxLMS自适应算法中,次级通道会影响输入信号自相关矩阵的可对角化性和特征值扩散度,从而影响算法的收敛速度。为了降低次级通道对输入信号的影响,加快算法的收敛,提出将改进的FxLMS算法—SOFxLMS算法应用于振动主动控制研究中。在Simulink中分别搭建基于两种算法的主动振动控制仿真结构,基于系统稳定的前提,在相同条件下对两种算法进行仿真对比分析。仿真结果表明:在迭代步长较大、滤波器阶数较少的条件下,SOFxLMS算法具有更好的振动控制效果。     

参数不确定性条件下螺旋桨致舰船系统振动的自适应反演控制

螺旋桨致舰船振动的有效控制对降低舰船尾部壳体低频段声辐射具有重要意义,其中振动主动控制技术能够在保证隔振系统的总刚度不变软的前提下降低螺旋桨到艇体的能量传递率。本研究以桨轴-艇体为研究对象,使用止推电磁轴承作为致动器,针对模型的不确定性,提出一种自适应反演控制方案,不仅可以降低螺旋桨激励传递到艇体的能量,还能够降低未知参数和未知动力学部分对艇体振动的不良影响。此外,为了降低电磁轴承的能量损耗,相对于传统的差动电流驱动方案,设计出分时驱动的双边电磁轴承方案。仿真结果显示,这种自适应反演控制方法不仅能有效控制螺旋桨激励下的艇体振动,还显示出优良的稳定性和鲁棒性。     

基于Riccati不等式的微动隔振平台鲁棒性能控制器设计

针对辨识参数存在摄动的精密隔振平台系统的鲁棒性能控制器设计问题,基于参数摄动系统的鲁棒性能与Riccati不等式解之间的关系,推导出了一类参数摄动系统的输出反馈鲁棒性能控制器设计方法,将鲁棒性能控制器设计转化为参数确定的辅助系统的一般输出反馈鲁棒控制器求解,计算较方便.通过对单自由度微动隔振平台的仿真分析表明,空气弹簧支撑隔振平台虽能隔离地基的高频成分,但对低频成分以及台面直接干扰的隔振效果不好;采用所设计的鲁棒性能控制器,闭环系统能够在不确定参数较大的摄动范围内有效隔离地基的低频振动,而且对台面直接干扰和量测噪声也具有很好的鲁棒性.     

柔性航天器饱和鲁棒正位置反馈振动控制研究

为了增强柔性航天器用正位置反馈(PPF)实现振动的主动控制的鲁棒性,在考虑作动器的控制输入限制的情况下,基于李亚普诺夫函数和线性矩阵不等式(LMI)方法设计了一种新型鲁棒PPF控制器.该控制器通过引入系统参数不确定项,将具有控制受限的优化问题转化为求解具有LMI约束的广义特征值问题,实现了闭环系统的稳定性.仿真结果表明了此种方法的有效性以及优点.     

自适应前馈振动主动控制的参数选择与稳定性

基于自适应滤波的自适应前馈振动主动控制系统的等效传递函数，对控制系统的参数选择及稳定性进行研究。将受控结构模型变换到Ｚ域，推导控制系统的等效Ｚ域传递函数，把朱利（Ｊｕｒｙ）稳定判据引入控制系统的稳定性研究，探讨采样频率、滤波器阶数、参考信号等对系统稳定性的影响，得出了具有指导意义的结论     

输入力矩受限情况下漂浮基空间机械臂的鲁棒自适应混合控制

讨论了在空间机械臂关节控制输入力矩幅值受限且系统存在不确定参数的复杂情况下,载体位置与姿态均不受控的漂浮基空间机械臂系统的智能控制问题。结合系统动量守恒关系进行系统运动学、动力学分析,并借助增广变量法,将获得的系统动力学方程表示为一组适当选择的(组合)惯性参数的线性函数。以此为基础,针对关节控制输入力矩受限且空间机械臂末端爪手所持载荷的参数不确定的情况,设计了一种鲁棒自适应混合控制方法。所提出的控制方法通过运用连续可导递增函数,有效地限制了关节控制输入力矩的幅值;且通过对不确定的系统参数进行鲁棒自适应调节,有效地克服了不确定性对控制精度的影响;更重要的是,无论不确定参数的估计值是否超出给定的误差范围,提出的控制方法都能保证系统的稳定,体现了控制系统的强鲁棒性。仿真运算结果证实了该方法的有效性。     

基于LMI的结构振动多目标鲁棒H_2/H_∞控制

研究了考虑建筑结构动力特性具有不确定性的多目标鲁棒H2/H∞控制问题。在设计控制器的过程中,将模型参数(包括质量、刚度和阻尼)的不确定性引入到状态方程的摄动矩阵之中,使得闭环系统对所有允许的不确定性同时满足H∞干扰抑制和最优H2性能。基于线性矩阵不等式优化技术,推导得到了线性矩阵不等式组来求解相应的多目标优化问题,应用MATLAB的线性矩阵不等式工具箱设计了输出反馈控制器。最后对一3层结构进行了振动控制仿真分析,结果表明了所提方法的有效性和优越性。     

未知控制方向的非线性级联系统鲁棒自适应输出反馈控制

本文研究了一类具有未知控制方向的非线性级联系统的鲁棒自适应输出反馈问题．通过线性变换将有多个未知控制方向的系统转化为无未知控制方向的系统,并根据线性高增益控制观测器与Nussbaum函数,设计了一种新的鲁棒自适应输出反馈控制器,进一步证明了在该控制器下闭环系统所有信号有界且状态渐进趋于零．进而,通过构造Lyapunov函数,给出了闭环系统渐进稳定的充分条件．最后,利用仿真实例说明了控制算法的有效性．     

双臂空间机器人惯性空间轨迹跟踪的鲁棒混合自适应控制

讨论了载体位置与姿态均不受控情况下,漂浮基双臂空间机器人系统跟踪惯性空间轨迹的控制问题。为了克服空间机器人系统控制方程关于惯性参数的非线性性质,空间机器人被表示为欠驱动系统,保持了系统动力学方程关于惯性参数的线性关系;对系统的运动学分析表明,联系机械臂末端抓手运动线速度与机器人关节铰速度的Jacobi关系也可以通过增广向量的处理,得到保持惯性参数线性关系的增广广义Jacobi关系。基于以上结果,针对系统参数不确定的情况下,设计了自由漂浮双臂空间机器人跟踪惯性空间期望轨迹的鲁棒混合自适应控制方案。由于在上述系统运动学、动力学分析中耦合了系统动量守恒关系,所提出的控制方案具有不需要测量、反馈机器人载体位置、移动速度、加速度的优点;同时,由于上述控制方案仅在参考速度、加速度的计算中采取了参数调节方式,而在控制部分对不确定参数采用了保持鲁棒性的方法,有效地减少了计算量,有助于缓解空间机器人机载计算机运算能力有限的矛盾。通过对一个平面双臂空间机器人系统的数值仿真,验证了算法的有效性。     

简化的结构振动自适应前馈控制方法研究

发展一种基于ARX模型描述的实时自适应前馈控制系统,并将其应用到具有拟周期扰力的结构振动控 制中。采用RLS算法处理在线辨识问题,而采用LMS算法进行控制律的更新。实时控制中,辨识和控制的计算都由高 速数字信号处理器完成。此种方法,对于周期扰力以及拟周期扰力激起的结构振动响应都有很好的控制效果。