考虑量化输入和输出约束的互联系统自适应分散跟踪控制

本文考虑具有量化输入和输出约束的一类非线性互联系统的自适应分散跟踪控制设计. 分别针对量化参数已知和未知两种情况, 基于反推(Backstepping)设计法, 利用神经网络逼近特性, 设计自适应分散跟踪控制策略. 通过定义新的未知常量和非线性光滑函数, 设计自适应参数估计项来消除未知互联项对系统的影响. 进一步考虑量化参数未知的情形, 引入一个新的不等式来转化输入信号, 并构建新的自适应补偿项来处理量化影响. 同时, 障碍李雅普诺夫函数的引入, 确保了系统输出不违反约束条件. 与现有量化输入设计相比, 本文所提方法不要求未知非线性项满足李普希兹条件, 并且允许量化参数未知. 该设计方法保证了闭环系统所有信号最终一致有界, 而且跟踪误差能够收敛到原点的小邻域内, 同时保证输出不违反约束条件. 最后, 仿真算例验证了所提方法具备良好的跟踪控制性能.     

基于Hermite多项式函数链模糊神经网络的PMLSM分数阶反推控制

针对永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服系统中存在的参数变化、负载扰动和摩擦力等不确定性因素,采用了函数链模糊神经网络(FLFNN)和分数阶反推控制(FOBC)相结合的控制方案来提高系统的控制性能.首先,采用FOBC实现系统的全局调节和位置跟踪,提高系统的收敛速度和控制精度;然后,采用Hermite多项式函数链模糊神经网络(HFLFNN)直接估计系统中存在的不确定性,同时利用指数补偿器对估计误差进行补偿,进一步提高系统的鲁棒性;最后,利用Lyapunov函数推导出系统中控制参数的在线调整估计律.实验结果表明所提出的控制方法切实可行,能够有效地抑制不确定性对系统的影响.与FOBC相比,具有更好的跟踪性能和鲁棒性能.     

由振动台试验结果反推原型结构地震反应注记

由结构模型的振动台试验结果来考察真实结构的动力特性,是研究工程结构地震反应的试验研究方法之一,如何正确处理试验模型与原型的相似关系以及如何由模型反应正确推导原型反应是很重要的问题。通过对15层框-桁架结构的振动台试验模型的地震反应,采用2种方法反推原型结构地震反应并加以对比,从而考察和探讨模型与原型相似关系的准确性,指出了由模型反推原型结构地震反应的注意事项和建议。     

基于永磁同步电机的液压注射机驱动系统设计

基于反推控制和模糊控制提出了一种液压注射机永磁同步电机(PMSM)控制方法。首先建立了电机数学模型,基于反推控制原理设计了一种反推控制器,分别以转速误差和磁链误差、转矩误差为状态变量。该控制器可以实现系统解耦,提高电机速度跟踪性能。同时利用模糊控制实现了反推参数的实时调整,以提高系统的抗干扰能力。仿真分析结果表明,该液压注射机PMSM模糊反推控制方法具有较强的鲁棒性和快速响应特性,在提高速度跟踪性能的同时,对参数扰动具有较好的抑制效果。     

Distributed attitude synchronization using backstepping and sliding mode control

We consider the problem of attitude synchronization for systems of rigid body agents with directed topologies. Two different scenarios for the rotation matrices of the agents are considered. In the first scenario, the rotations are contained in a convex subset of SO(3), which is a ball of radius less than π/2, whereas in the second scenario the agents are contained in a subset of SO(3), which is a ball of radius less than π. Using a control law based on backstepping and sliding mode control, we provide distributed, semi-global, torque control laws for the agents so that the rotations asymptotically synchronize. The control laws for the agents in the first scenario only depend on the relative rotations between neighboring agents, whereas the control laws in the second scenario depend on rotations defined in a global coordinate frame. Illustrative examples are provided where the synchronization is shown for both scenarios.     

Sliding mode disturbance observer-based backstepping control for a transport aircraft

This paper presents a novel control method by integrating the sliding mode disturbance observer- based control and the backstepping control technique, and successfully applies it to a flight control system for heavy cargo airdrop operations. The super-twisting second order sliding mode disturbance observer （SOSMDO） is employed to estimate bounded but otherwise arbitrary disturbances, thus ensuring asymptotic convergence of the estimation error to zero in a finite time. Besides, the integrated controller can significantly improve the robustness of the flight control system to modeling uncertainty and external disturbance in the presence of state/control constraints. The closed-loop stability is guaranteed in the sense of Lyapunov. In addition, the proposed approach can considerably reduce design cycles. The performance of the proposed control method is demonstrated in a very low altitude extraction airdrop simulation with a high-fidelity six-degree-of-freedom transport aircraft model.     

永磁同步电机新型转矩自适应控制

在很多场合永磁同步电机的输出转矩需要精确控制,同时希望转速平稳,不受电机参数变化及负载扰动的影响。介绍了一种以转速、转矩和磁链为虚拟变量的反推控制算法,可以使永磁同步电机的输出转矩在全局范围内快速无差跟踪负载转矩,并结合自适应控制律,可以实时估计定子电阻和负载转矩,能有效减小内外部扰动对电机转速的影响。仿真结果表明:此控制方法可以有效提高系统的静态和动态性能,保证系统的全局收敛,且转矩跟踪迅速,电机参数变化和负载扰动对电机转速的影响很小,有良好的伺服性能和较强的抗干扰能力。     

737NG飞机反推系统故障处理浅析

发动机反推系统改变风扇气流排气的方向,在着陆后或在中断起飞(RTO)过程中帮助减小飞机的速度,缩短飞机滑跑距离.本文主要结合系统工作原理和实际工作经验,针对反推系统故障进行分析,并总结提出了反推系统的常见处理方法.     

高强度热成形钢板冷却速率-强度-硬度预测

基于高强度钢板热成形平板模具分区冷却试验获得了淬火过程阶段冷却速度对机械强度-硬度的影响规律。采用量纲分析法建立了热成形材料冷却速率-机械强度-硬度指数模型,并验证了该模型的有效性。通过编制用户子程序将该模型引入自主开发的KMAS_HF软件平台中,实现了对典型U形热成形产品淬火后强度硬度的数值仿真预测。结果表明:该模型对热成形高强度钢淬火后机械性能仿真预测具有较好的适用性,为实现梯度硬度复合热成形工艺优化及产品性能分析提供了一种新的仿真分析流程。     

基于二次调频的VSG自适应反推鲁棒控制研究

针对微电网中逆变器模型的非线性特征、参数摄动、及大负荷扰动造成的频率波动问题,提出一种基于二次调频的虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)自适应反推鲁棒控制方法。在建立包含参数摄动以及输出侧负荷扰动VSG数学模型的基础上,通过李雅普诺夫函数设计出VSG的反推自适应控制律,并证明了系统的稳定性;将VSG自适应反推鲁棒控制与二次调频技术相结合,当频率偏差超出设定范围,则启动二次调频,使频率快速恢复至较小范围;自适应反推鲁棒控制算法则能快速自适应补偿系统的不确定性,在小偏差范围内具有较好动静态性能。使系统兼具大偏差快速恢复,小偏差动态响应好的特点。MATLAB/Simulink环境下的仿真结果验证了方法的有效性。