单变量系统建模与控制器设计的软件实现

工业过程对象一般可用带时间延迟的低阶单变量系统描述.针对工业控制对象,设计了一个新的软件,该软件从系统辨识得到控制对象模型,根据辨识模型进行PID控制器的设计,可指导手动控制器参数调节.该软件用Matlab实现系统辨识、控制器设计算法和GUI图形界面,可独立于Matlab运行;并在模型阶辨识准则、带时间延迟一阶模型近似、PID控制器设计饱和环节和非线性环节三个方面提出了新的方法.仿真结果表明,该软件设计的控制器具有良好的控制效果.     

一类控制问题的降阶控制器设计

基于线性矩阵不等式(LMI,1inear matrix inequalities),考虑了线性时不变对象的一类控制问题的降阶控制器设计问题.给出了一个新的降阶控制器阶的上界,该上界适用于标准和奇异控制两种情形.证明是构造性的,可以给出降阶控制器的构造方法.给出了简单的例子,说明该方法的可行性和正确性.     

一类轻载电液位置伺服系统线性自抗扰控制

为解决一类轻载电液位置伺服系统线性自抗扰控制器设计过程中面临的阶次选择问题,本文从系统特性、频域等角度,分析自抗扰框架中“积分器串联结构”与轻载电液位置伺服系统之间的内在联系,得到轻载电液位置伺服系统在自抗扰控制框架下是本质“一阶”系统的结论,从而合理设计了1阶线性自抗扰控制器.在此基础上,提出了有效的控制器参数整定方法,并分析了闭环系统的稳定性.仿真和试验结果表明,与高阶相比1阶线性自抗扰控制器可以更好地控制动态过程较快、负载较轻的惯性负载电液位置伺服系统,为自抗扰控制在液压伺服领域的工程应用提供了参考.     

位移反馈分数阶PID控制对单自由度线性振子的影响

研究了基于位移反馈分数阶PID控制的单自由度线性振子的自由振动,通过平均法得到了系统的一阶近似解析解.发现分数阶PID控制器的比例环节以等效线性刚度的形式影响系统的动力学特性,积分环节以等效线性负阻尼和等效线性刚度的形式影响系统的动力学特性,微分环节以等效线性阻尼和等效线性刚度的形式影响系统的动力学特性.对近似解析解和数值解进行了比较,二者吻合良好,验证了近似解析解的正确性.从近似解析解和分数阶系统的特征方程两个角度对系统的稳定性进行了分析.最后利用系统的时间响应性能指标分析了位移反馈分数阶PID控制器的系数和分数阶阶次变化时,对单自由度线性振子控制性能的影响.     

分数阶控制系统

随着基于分数阶次的数学理论日益完善,分数阶控制系统也越来越广泛地被研究和讨论。为了完善分数阶控制系统的理论体系,给出了分数阶系统的总体综述。介绍了分数微积分的定义,给出了分数阶线性定常系统的传递函数和状态空间描述,简要介绍了分数阶控制系统的复频域分析和分数阶控制器及控制器的设计方法,并分析了几种设计方法的优缺点。分数系统的研究必然能找到合适的切入点广泛地进入现代控制领域,为真正实现工业控制自动化提供强有力的理论依据。     

基于混合神经网络的非线性预测函数控制

针对基本预测函数控制只能用于线性对象的控制这一不足,提出了基于混合神经网络的非线性预测函数控制.混合神经网络由BP网络和线性神经网络串连组成.采用混合神经网络对可用Hammerstein模型描述的非线性对象进行有效的辨识.其中,BP网络反映了非线性静态增益,线性神经网络反映了线性动态子系统.利用BP网络求出非线性静态增益的逆并与非线性对象串联,抵消非线性对象中的非线性静态增益部分,将非线性对象的控制问题转化为对线性对象的控制问题,实现了对非线性对象的预测函数控制.当被控对象的特性发生变化时,可对混合神经网络权值及时进行修正并调整控制器参数使控制系统始终保持良好的控制性能.仿真结果表明,此控制系统具有良好的控制效果.     

具有控制约束的分数阶混沌系统柔性同步控制

研究具有控制约束的两个相同分数阶混沌系统的同步问题.首先,在不消除非线性项的情况下,基于比例控制与自适应控制理论,设计线性自适应切换控制器,实现分数阶混沌系统的同步;其次,考虑到控制器存在约束,利用能够提供无限子控制器的柔性变结构控制策略对线性控制器进行改进,设计柔性变结构控制器,以应对控制的约束,并对线性控制器进行优化;同时,基于分数阶系统Mittag-Leffler稳定判定定理对误差系统的稳定性进行证明.在兼顾系统稳定性与鲁棒性的情况下,可以缩短系统的调整时间,并有效抑制抖振.最后,利用所设计的自适应柔性控制器实现分数阶Chen系统的混沌同步,并通过仿真对比两控制器控制效果,从而验证柔性变结构方法在具有约束的分数阶混沌系统同步控制中的优越性.     

基于遗传算法的分数阶控制器参数整定研究

针对动态系统可用包含非整数阶的积分和微分方程来描述的特点。同样将这一工具引入到分数阶控制器中,即包含分数阶积分和微分的PI^λD^β控制器;提出了基于改进遗传算法的分数阶PI^λD^β控制器定阶次参数整定的方法。通过使用该遗传算法,分别进行了采用整数阶PID控制器和分数阶PI^λD^β控制器,对整数阶和分数阶系统的控制器参数整定的对比仿真。结果表明,在限定相同的参数整定范围时,采用分数阶PI^λD^β控制器的控制效果优于整数阶PID控制器。     

分数阶系统的分数阶PID控制器设计

对于一些复杂的实际系统,用分数阶微积分方程建模要比整数阶模型更简洁准确.分数阶微积分也为描述动态过程提供了一个很好的工具.对于分数阶模型需要提出相应的分数阶控制器来提高控制效果.本文针对分数阶受控对象,提出了一种分数阶PID控制器的设计方法.并用具体实例演示了对于分数阶系统模型,采用分数阶控制器比采用古典的PID控制器取得更好的效果.     

弹性飞行器的H∞控制器设计与仿真

弹性飞行器动力学模型用很多自由度来描述弹性模态和刚性模态,由此引起的模型不确定性及建模误差,使用常规控制器很难保证系统的鲁棒稳定性.为此,采用H∞混合灵敏度控制方法设计了能控制弹性飞行器姿态运动又能快速抑制结构振动的鲁棒控制器,采用平衡截断法对此高阶控制器进行了降阶,得到6阶和4阶控制器,对于降阶控制器的控制效果进行了仿真研究.仿真结果表明,降阶后的控制器能很好地实现对原全阶控制器的近似,系统增强稳定性.鲁棒性能满足设计的要求,为飞行系统提供了设计依据.     

锅炉—汽轮机系统的逆系统控制方法

针对非线性锅炉－汽轮机系统各变量间所存在的严重非线性强耦合特征,提出了对其控制的逆系统解耦控制方法,仿真结果表明,采用逆系统控制方法设计的锅炉－汽轮机系统,可在全负荷范围内克服其非线性和严重耦合性,优于其它基于局部工作点所设计的Hx等控制方法。     

应用型本科实验实践教学体系的研究

针对广东培正学院实验实践教学的现状,提出应用型本科实验实践教学体系应由目标体系、内容体系、条件体系、管理体系及评价体系5个子体系构成,详细分析每个子体系的主要内容,形成广东培正学院涵盖基本技能训练、专业综合技能实训、独立实验(实训)和社会实践4大模块组成的应用型实验实践教学体系。     

嵌入式系统定义探讨

对目前国内流行的嵌入式系统定义提出质疑,认为嵌入式系统不是"专用计算机系统",嵌入式系统不只"以计算机技术为基础".从嵌入式系统的发展起源、体系结构、功能特点、知识技术体系等方面进行了分析论证,从而进一步完善了嵌入式系统的定义.     

复杂自组织系统的研究综述

自组织系统是一类复杂系统,它通常驻留在开放的环境中,并且可以根据外部环境和内部状态的变化,通过系统成分之间的自主交互,对系统进行动态调整,从而更好地满足设计目标。近年来,随着计算机技术和Internet的不断发展,越来越多的计算机系统呈现出自组织的特征,有关自组织系统方面的研究变得非常活跃,受到学术界和工业界的广泛关注和重视。本文在深入分析自组织系统概念和特点的基础上,从理论模型、核心机制、关键技术、支撑平台四个方面对自组织系统的研究现状进行了综述和分析,介绍了其应用,讨论了自组织系统研究面临的问题和挑战,并展望了进一步研究方向。     

Distributed and autonomous sensing based on the immune network

A distributed and autonomous sensor network is proposed based on the informational features of the immune network: recognition of nonself by distributed and dynamically interacting units, recognition by a simple comparison with the units themselves, dynamic propagation of activation that would lead to system-level recognition, and memory embedded as stable equilibrium states in the dynamic network. The network is explained by an illustrative example of an eight-coin puzzle: a balance must be used only three times to identify one coin with a different weight from the other seven coins. Our network also uses a dynamic structure network rather than the fixed structures used in neural networks. Simulations show that nonself (the different coin in the eight-coin puzzle, the sensor/process fault in the monitoring example) will be identified by dynamically propagating activation through the network. This work was presented, in part, at the International Symposium on Artificial Life and Robotics, Oita, Japan, February 18–20, 1996     

微机监控技术 三

本文系统地讲述了以微型计算机为中心的微机监控系统的工作原理、系统组成和应用方面的有关技术。分为监控系统的功能和结构、硬件系统和软件系统三个部分。本文为第三部分。     

股票信息系统的组成与应用

对中国股票市场的信息系统做了一个总体概括和介绍。将整个股票信息系统分解为券商信息系统、交易撮合系统、盘后结算系统以及行情分析和信息发布等四个系统,并详细阐述了各信息系统之间的关系,分别给出各个信息系统的基本设计原理和架构。     

A tracking system with space virtual feedback

In this paper, a tracking system with space virtual feedback （SVF） is presented. The whole tracking system is closed by the space virtual feedback line that is the line of sight （LOS）, but the parts in the system, such as the tracking subsystem and the servo subsystem, are in the state of open-loop. Because the SVF tracking model is used, the correcting loops can be removed in this system architecture. So the tracking speed and accuracy of the system are greatly improved.     

卡车的TSK模糊控制

针对在保证一定精度的条件下,要求一次性完成卡车的倒车的情况,利用TSK (Takagi-Sugeno-Kang)模糊系统控制卡车,在TSK模糊控制器作用下让卡车从任意的初始位置一次性倒车到指定的位置。在卡车数学模型中,线性部分设计线性状态反馈控制器,非线性部分先求TSK模糊模型,然后设计基于TSK模糊模型的TSK模糊控制器。它是一个非线性控制器,可保证闭环系统的稳定性。仿真实验结果表明,所设计的TSK模糊控制器对卡车的倒车控制是非常有效的。     

THE CONCEPT OF STABILITIES OF GENERAL SYSTEMS

In this paper, the concepts of the stability and uniform stability of input-output systems introduced in Ref. 1 are generalized to the model of general systems. Several equivalent conditions are given. The relation between the concepts and that of continuity of mappings from a topological space into a general topological space is studied. In the last section, some mapping properties of stable systems and uniformly stable systems are studied. Some open questions are posed.