基于滑模自抗扰控制的变绳长塔机防摆控制

塔式起重机在实际应用中,由于绳长的变化会加剧负载(货物)的摆动,使得货物很难被快速、准确地运输到指定的位置。因此,为了对塔式起重机负载进行精确定位及防摆控制,提出了一种基于滑模自抗扰控制(SM-ADRC)的变绳长塔机防摆控制方法。首先,根据拉格朗日方程得出了系统的动力学方程,并依据动力学方程将系统分为了变幅、回转、提升3个子系统,并对每个子系统分别设计了线性扩张状态观测器(LESO),观测和补偿了对应回路中因参数变化、系统耦合及外界因素引起的未知总干扰;然后,结合滑模控制(SMC),设计了带有干扰补偿的非线性误差反馈控制律;最后,在MATLAB/Simulink中,在快速性、鲁棒性方面,对比分析了滑模控制方法与滑模自抗扰控制方法的控制性能。研究结果表明:相比于滑模控制方法,滑模自抗扰控制方法对塔机防摆控制时间缩短了25.5%,并且该方法不仅可以提高塔机的快速响应性能,而且具有较强的鲁棒性和自适应性,可以对塔式起重机负载进行精确定位及有效的防摆控制。

一类悬臂系统全局混沌同步研究

研究了一类利用线性状态误差反馈控制方法耦合的非自治悬臂振动系统的全局混沌同步。利用Lyapunov直接方法得到了一些全局混沌同步的充分判据,同时利用数字仿真的方法验证了所得结论的正确性。

单自由度磁悬浮系统的状态反馈控制

为了使单自由度磁悬浮系统的转子稳定地悬浮在平衡位置, 在建立系统状态空间模型的基础上, 对系统引入状态反馈及误差积分的控制。通过仿真, 系统的稳态误差为0, 获得了较好的动态和稳态特性。这表明, 引入误差积分控制的状态反馈闭环控制消除了系统稳态误差, 保证了系统稳定、准确控制的要求。

新型非线性控制方法在有源滤波器中的应用

针对有源电力滤波器控制有实时性、动态性能和控制精度的要求,在基于输入输出间功率平衡特性下,建立基于功率平衡特性有源电力滤波器数学模型,同时提出一种新型非线性控制方法。该控制方法将非线性反馈控制方法和自适应控制相结合,设计参数自适应控制率,得到电网侧瞬时有功参考电流以及系统状态方程,实现在线路与负载参数时变未知的情况下,直流侧电容电压补偿控制和谐波电流的精确跟踪。Matlab/Simulink仿真和实验结果表明:该控制方法正确可行,并具有较好的动态特性和较强的鲁棒性。

关于主-从混沌蔡氏电路系统滞后同步的若干新判据

研究主-从蔡氏电路(Chua’s Circuits)系统在线性状态误差反馈控制下存在通道时延时的滞后混沌同步问题。运用多项式理论中的斯图姆定理和因式分解定理等工具,严格证明了几种控制增益矩阵情形下的代数型滞后混沌同步判据,并通过与现有文献同类判据的实例比较,验证了这些新判据具有更少的保守性。

磁悬浮制冷离心压缩机停机气流冲击抑制研究

磁悬浮制冷离心压缩机停机时,排气压力小于冷凝器压力,形成气流倒灌作用于叶轮,给磁悬浮转轴径向带来较大冲击,特别是在冷凝压力与排气压力相差较大情况下,气流冲击将直接导致转子与轴承发生碰撞,影响系统稳定性。为了提高磁轴承的抗冲击能力,提出一种改进的线性自抗扰控制方法,通过构建线性状态误差反馈的动态方程,使其仅与位移观测量有关,降低自抗扰控制对扩张状态观测器状态变量的依赖性,解决因观测误差导致控制量计算不准确以及系统对扰动响应慢的问题,实现对气流冲击的实时补偿,提高系统的控制精度。最后对所提出的改进线性自抗扰方法进行仿真和实验验证,结果表明,该方法相比于传统线性自抗扰控制在抑制气流冲击方面控制效果更优。

由Roesser模型描述的2D离散系统预见跟踪控制

为了提高2D系统的跟踪水平和响应速度,将参考信号的可预见信息引入到2D系统中,考虑由Roesser模型描述的2D离散系统的预见跟踪控制问题。采用在状态与稳态值间取差分的方式构造了增广误差系统,基于线性矩阵不等式(Linear matrix inequity,LMI)方法给出了增广误差系统在状态反馈下渐近稳定的充分条件,并提出了具有跟踪性能的预见控制器的设计方案,从而实现了2D系统的跟踪目的。数值算例说明,增加预见信息可显著提高由Roesser模型刻画的2D系统的跟踪性能。