对建模误差具有鲁棒性的MRAC方案

研究了模型参考自适应控制系统存在未建模动态的鲁棒性问题。基于Popov超稳定理论,采用从模型取状态技术,并将系统的建模误差转化为已知干扰,设计出一种对建模误差具有鲁棒性的MRAC方案。     

Robust tracking control for micro machine tools with load uncertainties

The quality of the micro-mechanical machining outcome depends significantly on the tracking performance of the miniaturized linear motor drive precision stage. The tracking behavior of a direct drive design is prone to uncertainties such as model parameter variations and disturbances. Robust optimal tracking controller design for this kind of precision stages with mass and damping ratio uncertainties was researched. The mass and damping ratio uncertainties were modeled as the structured parametric uncertainty model. An identification method for obtaining the parametric uncertainties was developed by using unbiased least square technique. The instantaneous frequency bandwidth of the external disturbance signals was analyzed by using short time Fourier transform technique. A two loop tracking control strategy that combines the μ-synthesis and the disturbance observer (DOB) techniques was proposed. The μ-synthesis technique was used to design robust optimal controllers based on structured uncertainty models. By complementing the μ controller, the DOB was applied to further improving the disturbance rejection performance. To evaluate the positioning performance of the proposed control strategy, the comparative experiments were conducted on a prototype micro milling machine among four control schemes: the proposed two-loop tracking control, the single loop μ control, the PID control and the PID with DOB control. The disturbance rejection performances, the root mean square (RMS) tracking errors and the performance robustness of different control schemes were studied. The results reveal that the proposed control scheme has the best positioning performance. It reduces the maximal errors caused by disturbance forces such as friction force by 60% and the RMS errors by 63.4% compared with the PID control. Compared to PID with DOB control, it reduces the RMS errors by 29.6%.     

一种抑制心电信号50Hz工频干扰的新方法

针对心电信号中50 Hz的工频干扰,在传统Levkov滤波法的基础上改进,将R波波峰临近几点拟合成折线,然后采用线性段的方法滤波。结果表明新方法在有效滤除R波附近工频干扰的同时,还较好的保留了有用信息。总体滤波速度较快,适合在嵌入式设备中使用。     

光伏发电系统最大功率点跟踪算法的研究

在光伏发电系统中,光伏电池输出特性受光照强度及环境温度影响很大,具有明显的非线性特征。为了提高光伏电池的利用效率,需要对光伏电池的最大功率点进行快速准确地跟踪控制。本研究对短路电流法与扰动观察法进行了详细的分析,最后结合两种方法的优点,提出了双模式最大功率点跟踪方法,该方法具有跟踪外部环境变化快,最大功率点无振荡现象,对光伏电池利用率高的优点。此外,日照变化剧烈情况下该方法不会失去MPPT控制的能力。     

一类高阶非线性系统的级联自抗扰控制

针对类似板球系统的一类高阶、强耦合、不确定非线性系统,利用backstepping算法的思想,提出以多个低阶自抗扰控制器级联实现控制的方法.通过各低阶自抗扰控制器的扩张状态观测器观测出各级对象的内外扰动,然后进行补偿,较好地解决了高阶非线性系统的不确定性、耦合性及干扰抑制问题.以板球系统的轨迹跟踪控制为例进行研究,所得结果表明,该方案适用于复杂高阶非线性级联系统的控制,具有良好的动态特性及鲁棒性.     

一类不确定离散时间系统的积分滑模控制

针对一类同时存在匹配和非匹配不确定性的离散时间系统,提出一种基于幂次函数的离散积分滑模控制方法.理论分析表明,所提出的方法可以消除离散积分滑模控制系统的抖振,而且能够保证对系统的匹配和非匹配不确定性具有强鲁棒性.在系统不确定性的界未知的情况下,通过引入一步延时干扰估计完成了控制器的设计,并给出了闭环系统稳定性证明.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

脉冲负载下的永磁同步电机随机扰动衰减研究

针对随机扰动及脉冲负载下的永磁同步电机速度跟踪控制问题,利用脉冲系统的稳定性理论,对以电机转速和负载为状态变量的脉冲系统进行分析,获得系统的稳定性结论。理论分析获证,受控系统在控制器作用下是李亚普诺夫稳定的,并能实现扰动衰减。数值实验表明,所获控制方案能有效抑制系统的随机扰动以及脉冲负载扰动,系统输出跟踪能力强。     

水电工程对河流生态系统的胁迫及对策研究

在人类进化史上,人类活动无时无刻地对河流进行着改造,对河流生态系统产生了重要影响,例如修建水坝、渠道、农业活动、林业、采矿业、放牧、娱乐、城市化和外来物种入侵等.就水电工程对河流生态系统的胁迫进行研究,并提出了减轻对河流生态系统胁迫的对策.     

一类不确定非线性系统的鲁棒自适应控制

针对具有有界扰动的参数化严格反馈非线性系统,提出了一种鲁棒自适应控制方案。用辨识器估计系统未知参数,利用“确定性等价原则”构成自适应控制方案,从而实现了辨识器与控制器设计的完全分离。所设计的自适应控制器既能保证闭环系统所有信号的全局有界性,又能使输出跟踪误差以指数速度收敛到零的一个小邻域内。仿真结果表明了所提控制方案的有效性。