含控制时滞系统的实时故障诊断和最优容错控制

研究含有控制时滞的线性系统的故障诊断方法和最优容错控制问题.给出了最优容错控制律的存在唯一性条件,提出了最优容错控制律的设计算法.通过构造增广的降维状态观测器,设计了在线诊断故障的故障诊断器并同时实现了系统状态的观测,解决了最优容错控制的物理不可实现问题.利用观测器的输出得到物理可实现的动态最优容错控制律.仿真实例验证了故障诊断方法和动态最优容错控制律的有效性.

具控制时滞的线性时滞系统的迭代学习控制

针对一类具有控制时滞的线性系统,讨论了D型迭代学习控制算法,从理论上给出了算法收敛的充分条件。数值仿真结果表明,这种算法是有效的。

具有控制时滞的不确定分布参数系统迭代学习控制

研究了具有控制时滞的不确定线性分布参数系统的迭代学习控制问题,允许系统在迭代过程中初始状态值存在一定偏差。提出了基于时滞已知的P型迭代学习控制算法,给出了其L2范数收敛的充分条件,并利用Green公式、以及Gronwall-Bellman不等式等从理论上进行收敛性证明。数值例子验证了该算法的有效性。

二阶滑模控制在远程网络控制时滞系统中的应用

针对直流无刷电机的远程网络控制系统中的控制时滞和参数不确定的问题,采用线性非奇异变换将控制存在时滞的线性系统转化为无时滞系统;借助于二次型时间最优的方法,利用二阶超螺旋算法,设计出简单、易于实现的二阶滑模控制器。仿真结果表明,二阶滑模变结构控制器的有效性和正确性,算法对负载和参数的变化具有很强的鲁棒性。

具有控制时滞的中立型Lurie系统的绝对稳定性

利用李雅普诺夫泛函方法和一个积分不等式 ,对具有控制时滞的中立型Lurie控制系统的绝对稳定性进行分析 ,得到了保证系统在Hurwitz角域 [0 ,k]绝对稳定的时滞相关条件与时滞无关条件 。

含控制时滞的海洋平台前馈反馈最优跟踪控制

通过引入状态变换,将含控制时滞的海洋平台系统转化为无时滞系统.然后,通过引入渐近稳定的期望系统,基于波浪力线性外系统近似模型,给出了海洋平台系统基于二次型性能指标泛函的前馈反馈最优跟踪控制器设计方法及其控制器的存在唯一性条件.控制器的前馈增益矩阵和反馈增益矩阵可分别经由求解代数Riccati方程和Sylvester方程得到.仿真算例表明了方法的有效性,且在减小平台的振动幅值和控制力方面,前馈反馈最优跟踪控制方法优于前馈反馈最优控制方法.

具有控制时滞的电动加载系统迭代学习复合控制

针对无人机前轮转向操纵系统中机电作动器的负载模拟需要,设计了一种用于复杂交变载荷模拟的电动加载系统。为了降低电动加载系统的控制时滞和多余力矩对系统精度的影响,提出了一种PID控制与迭代学习控制相结合的加载力矩复合控制策略。介绍了电动加载系统的主要组件并给出其数学模型,分析了电动加载系统多余力矩产生的原因,提出了系统控制延时时间的测量方法,设计了基于迭代学习控制与传统PID控制的复合控制器,分析了迭代学习控制器的收敛条件,分别通过多余力矩抑制和动态力矩加载实验验证了控制策略的有效性。与传统的反馈控制加前馈补偿方法相比,所提方法能够消除控制时滞和多余力矩对加载系统的影响,保证电动加载系统的力矩加载精度。

考虑控制时滞的车辆主动悬架随机预瞄控制

采用随机预瞄控制策略对存在控制时滞的车辆主动悬架系统进行了研究。路面不平度被看作过滤白噪声随机过程,通过安装在车辆前部的预瞄传感器来量测车轮前方一定距离的路面变化信息。在控制器设计中,采用包含车身加速度、悬架动行程、轮胎动位移和控制力加权的连续形式性能指标,假定只有部分状态变量可以量测,而且量测噪声不能忽略。通过将连续形式的状态方程和性能指标进行离散化,并对状态向量和量测向量进行增维,这种考虑控制时滞的基于输出反馈的随机最优预瞄控制问题可以转换为不显含时滞和预瞄时间的标准LQG控制问题。数值仿真结果表明,对存在时滞的车辆悬架系统进行预瞄控制器设计时,时滞量应该得到重视,尤其是在时滞量较大时。如用不考虑时滞时所设计的控制器对存在时滞的车辆悬架系统进行控制,悬架系统可能发生不稳定现象,而且预瞄时间的增长还可能导致控制效果的恶化。

控制时滞对磁流变半主动悬挂系统稳定性的影响

建立了履带车辆磁流变半主动悬挂系统的二自由度振动模型,并针对该模型推倒了造成系统失稳的临界时滞,研究了控制时滞对系统稳定性的影响,为半主动控制系统的设计提供了参考。

控制时滞线性时不变区间奇异系统的R-能控性

根据控制时滞线性奇异系统理论和区间奇异系统理论,运用矩阵的初等变换,得到控制时滞线性奇异系统能控以及R-能控的充要条件。并利用所得结果,解决了控制时滞线性时不变区间奇异系统的R-能控问题。

具有控制时滞的非线性分数阶阻尼系统的可控性（英文）

讨论了在caputo意义下,控制项具有时滞的非线性分数阶阻尼系统的可控性.利用不动点定理,得到了非线性分数阶阻尼系统可控的充分条件,所得的条件易于验证.并且给出两个例子说明所得结论的可行性.

风储孤网多智能体功率平衡控制时滞优化模型

针对风力发电系统与电池储能系统联合供电的微网孤网运行时,由于风电的不确定性与负荷的波动性导致的微网功率平衡困难问题,以及各个子系统在实时状态数据交互过程中存在的时间延迟问题,提出了基于多智能体功率平衡控制的时滞优化模型。首先根据风储孤网系统的结构组成建立双层多智能体的网络拓扑;然后针对风储系统中各种功率不平衡运行工况构建功率平衡数学模型;并考虑状态数据与控制信息在系统中传递的时滞性,对风储孤网功率进行优化控制并求解;最后利用所建立的仿真模型对系统在不同运行工况下的运行过程进行了分析。仿真结果表明,针对风储孤网系统提出的基于多智能体功率协调控制时滞优化模型能够实现系统的稳定运行。

地下交叉互联高压电缆分布式护层电流传感系统的时滞控制方法

交叉互联高压电缆系统中的分布式护层电流检测对于护层接地故障诊断至关重要。为解决地下高压电缆不依赖外部时标的分布式护层电流传感时间同步问题,该文基于交叉互联高压电缆护层间的耦合关系,采用并联Smith预估补偿器提升时滞补偿效率,获取残差最小的时间偏置补偿时滞量,提出多护层电流传感器时滞误差的递归最小二乘跟踪方法,以电容电流短时不变为稳定判据,对实际测量时分布式护层电流传感器之间的时延进行估计和控制。该方法在220 kV高铁牵引变压器一次侧高压电缆分布式护层电流传感系统上进行了试验验证,验证结果表明,该方法收敛至最小残差值点,平均残差为0.30 A,准确时滞量为3.93 s,能实现分布式护层电流传感的时间同步。

两自由度气动弹性系统亚临界颤振的时滞控制

因气动或结构非线性因素所引发的亚临界颤振,使得飞行器在低于线性颤振临界速度时发生极限环振荡,导致机载设备振动环境恶化、飞行控制性能下降等问题,给飞行安全造成隐患.本文针对带有俯仰刚度非线性的两自由度二元翼段,设计了基于俯仰速度反馈的亚临界颤振时滞控制器.首先,基于拉格朗日原理建立了两自由度二元翼段的非线性气动弹性数学模型,利用MATCONT数值软件获得了系统的亚临界颤振分岔特性.然后,利用多尺度法得到了带有时滞俯仰速度反馈的闭环控制系统近似解析解,通过稳定性切换理论得到了系统颤振的稳定边界,获得了亚临界颤振时滞控制器的参数范围.最后,通过不同风速下非线性气动弹性系统的闭环数值仿真,验证了所设计亚临界颤振时滞控制器的有效性.数值仿真结果表明,基于俯仰速度反馈的气动弹性时滞控制器可以将亚临界颤振转换为有益的超临界颤振,且大幅降低极限环幅值.

带干扰项的ARZ交通流模型的时滞控制与ISS稳定性

针对线性化之后的ARZ交通流模型,已有文献通常基于如下假设:一是系统的平衡态恰好等于自由流的速度,二是进入上游路段的交通量恰好等于交通需求的数学期望,三是边界反馈不考虑时滞因素的影响.该文抛开各类限制条件,结合时滞边界控制策略,建立了具有模型漂移项和边界扰动项的PDE-PDE无穷维耦合闭环系统.具体地,采用算子半群理论,将闭环系统改写为抽象发展方程的形式;结合线性系统解与控制算子的允许性理论,证明了闭环系统的适定性;构造加权ISS-Lyapunov函数,证明了闭环系统的输入-状态稳定性(ISS),得到了反馈参数的耗散性条件.通过数值仿真实验,进一步验证本文设计的时滞控制器的有效性与参数条件的可行性.

浮式起重机时滞反馈抑摆控制系统研究

针对起重机吊重摆动的问题,提出了一种基于UWB技术进行吊重摆角检测的起重机吊重抑摆方法,完成了基于UWB技术的吊重摆角检测系统和时滞反馈抑摆控制系统的设计、实现;最后通过实验验证了所提方法的有效性,并对时滞反馈抑摆控制系统的参数选取进行了研究。实验结果表明:系统参数的选取基本不会影响系统达到稳态时的抑摆效果,抑摆效果可以达到80%以上,但是系统参数的选取会影响系统的响应时间。

考虑控制时滞的构网型逆变器稳定性分析

构网型控制能够为系统提供惯量支撑,提高系统稳定性,然而构网型控制依托于数字控制技术,存在控制时滞问题,会对系统稳定性造成一定影响。首先建立考虑控制时滞的构网型逆变器系统的状态空间模型,然后构造L-K(Lyapunov-Kra-sovskii)泛函,基于二阶Bessel-Legendre不等式处理L-K泛函求导过程中所产生的积分项,利用Lyapunov稳定性定理得到保守性更低的时滞稳定判据,进而通过线性矩阵不等式求解系统的时滞稳定裕度。仿真结果验证了方法求解时滞稳定裕度的正确性和有效性,且相较于其他方法具备更低的保守性,并进一步分析了控制参数对于无时滞系统和时滞系统稳定性的影响,给出了提高构网型逆变器系统时滞稳定性的措施。

基于时滞半主动控制的起落架摆振反共振峰优化

考虑在飞机起落架上加装磁流变减摆器并考虑摆振过程中存在的时滞问题,利用时滞半主动控制来达到降幅优化的目的。首先,为了排除量纲的影响使得到的结果更能描述客观普遍规律,对摆振方程组无量纲化处理后分析了无量纲磁流变阻尼器阻尼系数对摆振振幅的影响;然后,为了进一步降低幅值,设计优化准则将反共振峰幅值限制在足够小的范围内。在摆振方程组中引入时滞半主动控制项,提出了一种求解时滞动力学方程的特征方程的数学方法,利用时滞半主动控制可将反共振峰幅值控制在较低水平且几乎消除了第二个共振峰。最后,在频域和时域上做了验证与对比分析,证明了计算的正确性和时滞半主动控制减振效果的优越性。

具有时滞反馈控制的分数阶HR神经元模型的动力学分析

本文研究了具有时滞反馈控制的分数阶Hindmarsh-Rose(HR)神经元模型的动力学性质.利用稳定性理论和分岔分析方法,详细研究了分数阶阶数和时滞对系统平衡点稳定性、分岔和放电行为的影响.同时获得了在分数阶模型中产生Hopf分岔的解析条件,推广了具有时滞反馈控制的整数阶HR神经元模型的相关结果.

具有时滞反馈控制的双稳态压电-电磁式俘能器的随机动力学

本文研究了色噪声激励下具有时滞反馈控制的双稳态压电-电磁混合式俘能器的动力学特性.首先,建立了非线性双稳态压电-电磁俘能器的集中参数型机电耦合运动方程,并基于能量包线随机平均法推导得到系统稳态概率密度函数和平均输出功率表达式,通过蒙特卡洛数值方法验证了理论解的正确性.其次,分析了时滞和反馈增益系数对系统输出功率的影响.研究结果表明:在一定参数范围内,随着位移时滞与速度时滞的增加,输出功率出现周期性变化,并在特定的时滞与反馈增益组合下达到最大值;调节反馈增益系数可以改变输出功率的相位和大小.说明通过合理地设置时滞反馈控制可以提高俘能器的采集功率,为随机激励下非线性振动俘能器的设计和优化提供一定的理论依据.