带有导前信号校正的广义预测控制

针对工业过程控制对象具有较大惯性,扰动出现在对象前部的情况,在传统广义预测控制的基础上,引入了导前信号校正环节,并对输出作出了更准确的预测。仿真结果表明,在一定条件下,该算法明显优于传统广义预测控制。     

施工扰动对地基承载力的影响分析

施工扰动的方式多变且复杂,影响到周围土体工程性质的变化。长期以来,在地基承载力理论与分析方法上,都是以原状土为研究对象的。在扰动状态概念(DSC)理论研究基础上,引入施工特征参数和施工扰动因子的概念,建立了施工扰动因子的表达式和考虑施工扰动的地基承载力计算分析模型,同时给出了计算实例。研究结果表明:施工扰动对地基承载力有较大的影响,应采取综合措施控制施工对土体的扰动。     

磁悬浮系统自抗扰广义预测控制

针对负载扰动以及轨道“台阶”现象可能导致磁浮列车失稳的问题,将自抗扰广义预测控制（LADRC-GPC）理论引入磁浮列车悬浮系统,设计了一种新型悬浮控制器。控制器采用分层控制策略,内层利用扩张状态观测器(ESO)对系统进行动态补偿,得到被控对象的受控自回归滑动平均模型(CARMA) ,降低了对被控对象数学模型的依赖程度。外层以内层控制为被控对象,采用广义预测控制（GPC）对系统进行动态优化控制,提高了控制器的跟踪性。通过仿真和实验与PID控制算法、线性自抗扰控制（LADRC）算法比较,结果表明:自抗扰广义预测控制算法具有较好的跟踪性与鲁棒性,在较大负载扰动时仍能保持较小的误差。     

神经网络自适应逆控制的仿真研究

将神经网络引入逆控制,提出了一种基于神经网络的自适应逆控制。该控制结构主要有两个子神经网络组成,其中一个用于对系统进行辨识,另一个子网络实现对模型的逆作为控制器,从而构成自适应的逆控制。将其应用于热工系统中并进行大量仿真研究,结果表明针对不同的热工对象,该控制系统都能有效的克服扰动,适应环境及参数的变化,表现出良好的鲁棒性和控制精度。     

基于PCH控制的永磁同步电动机自适应L2扰动抑制

针对隐极永磁同步电动机（permanent magnet synchronous motors,PMSM）速度控制易受定子电阻、定子电感、负载转矩变化的影响,采用端口受控哈密顿（port—con—trolled hamiltonian,PCH）控制与自适应L2扰动抑制相结合的方法设计了PMSM的速度控制器。应用L2增益控制原理对负载扰动进行有效地抑制,在L2增益控制的基础上,引入自适应方法,减小PMSM定子电阻和电感变化的影响。文中建立了基于状态误差PCH控制的PMSM自适应L2扰动抑制仿真模型。仿真结果表明,用L2扰动抑制可以对负载扰动进行有效抑制,更好的减小误差,获得的效果更佳。     

直流调速系统鲁棒控制的一种新方法

从模型参考自适应控制理论出发,针对直流调速系统,提出了一种鲁棒自适应速度控制方法．为了提高系统抗负载扰动的能力,引入负载观测器重构不可量测的负载电流参与控制．仿真结果表明,系统跟随能力强,对参数的摄动,以及负载扰动均具有较强的鲁棒性．     

锅炉汽包水位MFAC-PID串级控制方案的仿真研究

针对被控对象特点改进了MFAC中的泛模型,给出的广义泛模型更好的处理被控对象中大的、不确定滞后。提出了锅炉汽包水位MFAC-PID串级控制方案,即内回路采用PID控制快速消除给水过程中的内在扰动,外回路采用带有前馈补偿的MFAC,可有效克服汽包水位系统中的蒸汽流量的外在扰动,同时实现无静差控制。计算机仿真结果表明该控制方案的有效性和实用性。     

基于时延补偿观测器的扰动抑制

为克服持续高频扰动对具有时延惯性环节被控对象的影响,提出了带时延补偿的扰动观测器．结合被控对象逆、Q滤波器、超前补偿环节和时延逼近器,运用频域分析技术实现了对被控对象的良好控制．分析表明,所提出的时延补偿观测器能够有效地克服时延对被控对象的不良影响,对相关持续高频扰动也具有很好的抑制作用．通过数值仿真,进一步验证了所提方案的正确性．     

含边界层的机械臂分数阶滑模控制

针对含扰动的机械臂系统,在经典滑模控制基础上引入分数阶微积分构造分数阶滑模面,同时在趋近律中设置边界层,用饱和函数替代符号函数以削弱滑模面的抖振现象,从而获得一种含边界层的机械臂分数阶滑模控制,并通过李雅普诺夫直接法证明其收敛性.算例以两自由度机械臂系统为被控对象,仿真结果表明,相比于经典的滑模控制,含边界层的机械臂分...     

非自衡对象预测函数控制及其仿真研究

提出了一种非自衡对象预测函数控制 (PFC) 增量型算法,闭环系统稳态性能分析表明,系统对于设定值变化、输入和输出阶跃扰动均无余差。锅炉给水控制对象是典型的非自衡对象,应用提出的算法,结合考虑可测扰动的 PFC 策略,设计了一种新型给水控制系统。仿真结果表明,系统具有良好的动态调节品质和很强的鲁棒性能。     

一种主汽温控制系统的设计方法

内模控制是一种新型控制算法,它有良好的跟踪性能和鲁棒性,但抗干扰性不够理想。本文把串级控制的思想引入HMC,得到了一个新型控制结构,并给出了一般的设计方法。通过对某电厂主汽温控制系统的仿真表明,这一新型控制方法在跟踪性、鲁棒性和抗干扰性等方面均可获得满意的效果。     

一种状态观测器的设计方法及应用

给出了一种实用状态观测器的设计方法,并把它应用到火电机组汽温控制系统的设计中,经仿真试验表明,能满足变负荷的要求。     

基于模糊扰动补偿的直接驱动XY平台轮廓控制

为了削弱永磁直线同步电机XY平台轮廓误差模型相对复杂、系统未知干扰多以及参数不确定对轮廓加工精度的影响,实现XY平台的高精度轮廓控制,在单轴控制器上设计了基于模糊控制方法及干扰观测器技术的模糊扰动补偿器,同时采用了适用于多轴非线性轮廓控制的实时轮廓误差算法,建立可用于自由曲线跟踪的XY平台实时轮廓误差模型.基于模糊扰动补偿器的控制系统能够较好地抑制外部扰动,同时有效地提高轮廓精度.仿真结果表明,所设计的控制系统具有较强的抗扰性和较高的轮廓精度.     

双永磁同步电机滑模协调控制及实验研究

针对现有的双永磁同步电机协调控制方法无法兼顾扰动抑制和协调控制精度的问题,研究具有不确定性和非匹配扰动的双永磁同步电机系统协调控制。首先,基于系统不确定性和非匹配扰动,建立双电机系统的数学模型;其次,将交叉耦合控制与传统PI控制相结合,得到协调控制模型;再次,提出一种基于干扰观测器的积分滑模方法设计协调控制器,以有效抑制系统的非匹配扰动;最后,在基于dSPACE的多电机实验平台进行半实物仿真实验。实验结果表明,该方法能有效提高系统在启动和负载突变时的转速同步和转矩同步性能。     

Robust Control of Brushless Servo System Based on the Principle of Fuzzy Logic

ＲｏｂｕｓｔＣｏｎｔｒｏｌｏｆＢｒｕｓｈｌｅｓｓＳｅｒｖｏＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＰｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＦｕｚｚｙＬｏｇｉｃＲＡＮＳｈｕｃｈｅｎｇ；ＬＩＪｉｕｓｈｅｎｇ；ＪＩＡＮＧＣｈｅｎｇｇｕｏ冉树成，李久胜，姜成国（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｏ...     

基于指令滤波的板球系统误差反步控制器研究

针对存在未知扰动条件下板球系统的轨迹跟踪控制精度不高的问题,研究了一种基于指令滤波的误差反步控制方法。首先,建立板球系统模型,引入二阶指令滤波器,滤除小球位置和速度状态变量的噪声干扰。其次,逐步选取李雅普诺夫函数,设计误差反步控制器,克服系统受到的外界干扰,实现对输入信号的渐进跟踪控制。最后,通过李雅普诺夫理论证明系统稳定性。仿真结果表明,该控制器能够有效抑制干扰,精确地完成轨迹跟踪任务。     

磁悬浮平台电磁悬浮系统的模糊滑模控制

为实现开环不稳定且高度非线性的磁悬浮平台悬浮气隙的精确控制,采用模糊滑模控制方案,根据电磁悬浮系统的动态非线性数学模型,设计使系统状态在有限时间内到达稳定点的滑模面,通过等效控制和切换控制律实现对参数摄动和外部扰动的完全鲁棒性.根据滑模切换状态,利用模糊推理方法柔化切换控制.基于模糊滑模控制器的控制系统能够有效地削弱滑模控制抖振,并较好地抑制外部扰动,且对参数变化具有完全鲁棒性,实现磁悬浮平台的高刚度稳定悬浮.结果表明,所设计的控制系统对参数变化及周期性扰动具有很强的鲁棒性.     

基于频域的光电稳定平台扰动观测器设计

为了解决传统扰动观测器(disturbance observer, DOB) 无法保证标称系统和非最小相位系统内部稳定性的问题,提出了在频域中设计扰动观测器的新方法,通过对补偿器的设计,避免传统DOB传递函数分母为0的情况,从而保证系统稳定性。结合光电稳定平台进行视轴稳定试验,试验结果表明:在幅度为3°、1 Hz的扰动作用下,结合本研究扰动观测器所设计的控制系统,不但可以保证标称系统和非最小相位系统的内部稳定性,并且具有更宽的带宽和更为快速的频率响应,可以更加有效地隔离扰动,相比传统DOB控制系统的输出,扰动残差减少75%,为光电稳定平台控制系统设计提供参考。     

Design of active disturbance rejection internal model control strategy for SISO system with time delay process

A novel control scheme of active disturbance rejection internal model control(ADRIMC) is proposed to improve the anti-interference ability and robustness for the dead-time process. The active anti-interference concept is introduced into the internal model control(IMC) by analyzing the relationship between IMC and disturbance observer control(DOB). Further, a design process of disturbance filter is presented to realize the active anti-interference ability for ADRIMC scheme. The disturbance filter is used to estimate an equivalent disturbance consisting of both external disturbances and internal disturbances caused by model mismatches.Simulation results demonstrate that the proposed method possesses a good disturbance rejection performance, though losing some partial dynamic performance. In other words, the proposed method shows a tradeoff between the dynamic performance and the system robust.     

空间智能桁架的有限时间振动抑制控制

航天器结构设计需求趋于轻型化,大挠性空间桁架结构的应用日趋广泛,由于其具有低阻尼、大柔性等特性,在轨运行时容易产生大幅度的振荡,从而影响航天器的正常工作.为抑制传感器/作动器一体化的空间智能桁架结构的振动,基于独立模态空间理论并结合动态补偿线性化思想设计了基于终端滑模的有限时间控制方法.首先,基于有限元方法建立桁架动力学模型.然后,基于独立模态空间理论能够对各阶模态响应实现解耦的特点设计模态滤波器,利用扩张状态观测器对由外界环境干扰和模型摄动构成的系统总干扰进行实时估计,采用"动态补偿线性化"的思想将桁架动力学模型进行简化.最后,提出了一种结合双幂次趋近律与终端滑模面的有限时间控制器.仿真结果表明,相比于传统的齐次方法有限时间控制器,所提出的振动抑制控制器能够在较短时间内显著降低空间智能桁架结构在受到瞬态干扰力和周期干扰力作用时的模态振动响应幅值.算法具有良好的鲁棒性和有限时间振动收敛特性.