基于滚动策略的不确定干扰下场桥调度问题研究

目前影响集装箱港口装卸效率的"瓶颈"从岸边作业转移到堆场作业.合理的场桥调度方案不仅可以提高堆场作业效率也可以配合集卡、岸桥,提高整个港口的装卸效率.而在实施场桥调度方案时,总会出现各种不确定干扰因素使得原先的方案不能正常实行.针对这一问题,本文提出一种在滚动窗口策略下处理不确定干扰因素的场桥调度流程,即当出现干扰时,触发窗口再调度机制,以减少干扰的影响.并且建立了以任务完成最大延迟量最小化为目标的混合整数规划模型,采用改进遗传算法对模型进行求解.通过案例分析对比,验证了算法的有效性以及滚动窗口策略下场桥调度方案更优,更符合港口的实际运营.

存在不确定性干扰的生产计划──库存控制过程最优化

给出了在存在不确定性干扰的情况下，生产计划—库存控制过程最优化的动态提法．在此基础上提出了一个在线克服不确定性干扰寻求最优控制的实用算法．

考虑不确定性干扰时的多变量模型参考自适应控制

本文将Narendra(1978)的单输入单输出(SISO)系统模型参考自适应控制设计方法推广到多输入多输出(MIMO)系统。对于被控对象传递函数矩阵的相互作用因子(interactor)P_(M1)(s)(即(?)P_(M1)(s)R(s)P^(-1)(s)=K_T,K_T为常数矩阵,其逆存在)为对角线多项式矩阵,且K_T也为对角线矩阵的情况,设计了一种直接鲁棒模型参考自适应控制器。并证明了存在一个μ~*>0使得,对任何满足‖η(t)‖/m(t)<μ~*的不确定性干扰,自适应控制系统是稳定的。文中还给出了一个仿真算例。

基于不确定干扰估计器的永磁电机控制研究

研究了一种基于不确定干扰估计器(UDE)的永磁同步电机控制策略。根据UDE控制理论,设计UDE控制器代替双闭环矢量控制中的传统PI控制器,增强了电机系统对外部干扰和内部参数变化的抗扰能力,并通过仿真与实验对控制策略进行验证。结果表明,针对突变干扰以及参数不确定性等影响因素,UDE控制器相较于PI控制器具有更好的鲁棒性。

抗不确定性干扰的横侧向姿态控制技术研究

无人机由于自身因素和复杂飞行环境的影响,横侧向左右两边受力和力矩容易出现不平衡的现象,从而导致横侧向控制系统控制性能变差,威胁无人机飞行安全。针对这一问题,提出了抗不确定性干扰的横侧向姿态控制回路控制结构,并制订了自动配平控制策略,以削弱积分环节,防止积分饱和,确保控制系统控制性能良好。仿真验证结果表明,抗不确定干扰的横侧向姿态控制回路控制性能良好,自动配平控制策略能有效发挥作用。

四旋翼不确定干扰前馈补偿与反步滑模姿态控制

针对四旋翼控制中由外部不确定干扰和系统参数不确定引起的具有时变特性的不确定界干扰问题,设计一种不确定干扰前馈补偿的反步滑模姿态抗干扰控制方法。采用牛顿欧拉方法建立带不确定干扰的四旋翼6自由度动力学模型,然后采用非线性干扰观测器对姿态系统中的不确定干扰进行观测估计,进而基于不确定干扰估计量的前馈补偿设计反步滑模控制器,最后通过Lyapunov理论验证了系统的稳定性。仿真结果表明,所设计的控制器可以有效解决外部干扰和系统参数不确定导致的系统高阶不确定性问题,实现不确定干扰下的四旋翼鲁棒控制,同时改善传统滑模中控制输入不连续的情况。通过仿真与抗干扰飞行实验验证了所设计的控制策略在应对快时变特性干扰时具有较好的鲁棒性。

不确定干扰约束下外集卡提箱策略

为提高集装箱码头作业效率,降低不确定干扰因素对外集卡提箱作业的影响,提出以滚动窗口策略处理干扰因素的方法,并建立以作业延误惩罚成本与场桥移动成本最小化为目标的混合整数模型,采用遗传算法(GA)进行求解。首先,利用滚动窗口策略得到在无干扰因素情况下的外集卡提箱作业调度方案;其次,当出现干扰因素时触发滚动窗口再调度机制对外集卡提箱作业顺序重新安排;最后,计算出各滚动窗口内最优的调度方案,提出总计划时间内最优作业方案。通过对不同情景下的案例求解结果进行对比分析,实验结果表明在无干扰情况下,滚动窗口策略下的最小作业成本比传统作业方式下降低了9%,而在干扰情况下滚动窗口策略优于传统作业方式15%,进而验证了算法的有效性以及滚动窗口策略对外集卡提箱作业的优越性。

具有未知干扰输入系统的滚动时域估计

针对具有不确定干扰输入信息系统,讨论了一种滚动时域估计(moving horizon estimation,MHE)方法。在系统含有未知干扰输入的基础上,利用最小方差无偏特性,得到了不受不确定输入影响的估计器。再融合预测控制的滚动优化原理,把系统的硬约束直接表述在优化问题中,并在每个采样时刻通过极小化优化问题的性能指标,估计出系统的初始状态和作用在系统上的扰动。仿真时与递推滤波方法比较,结果表明,MHE能处理系统约束,具有比递推滤波方法更好的估计性能。

汽车转向/制动不确定系统的一致性协同控制

考虑到不确定参数和耦合干扰会使系统性能恶化,提出一个一致性协同控制系统研究汽车转向系统和防抱死制动系统的协同控制问题。该控制结构由制动鲁棒自适应控制器和转向一致性鲁棒自适应控制器组成。先设计了制动鲁棒自适应控制器;然后针对转向系统和制动系统之间的补偿控制律难以确定的困难,定义一致性误差和一致性误差模型;设计转向角和横摆力矩的一致性鲁棒自适应控制器;最后设计制动力分配策略。仿真结果证明提出的一致性协同控制系统是正确可行的,它改善了汽车制动稳定性能和转向性能。

TD—LTE与TD—SCDMA系统之间干扰分析与排查

采用确定性分析方法，研究TD—LTE与TD—scDMA系统之间干扰共存问题，分析计算出各种干扰情况并进行排查，并就工程实施中经常使用的几种解决干扰问题的方法进行分析。

飞行模拟转台非线性干扰观测器反步滑模控制器设计

针对考虑非线性摩擦、参数不确定性和电机力矩波动等不确定干扰的飞行模拟转台伺服系统鲁棒跟踪控制问题,提出了一种基于非线性干扰观测器的自适应反步全局滑模变结构补偿控制方案;该方案采用反步控制方法设计转速期望虚拟控制,然后利用非线性干扰观测器观测系统复合不确定性干扰,在此基础上,对引入非线性干扰观测器的系统设计自适应全局滑模变结构控制器,实现了飞行模拟转台伺服系统期望转角信号的鲁棒跟踪控制;通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统全局渐进稳定,且系统跟踪误差渐进收敛到零;仿真研究了非线性摩擦对飞行模拟转台伺服系统性能的影响,对比了高增益PD补偿控制方法与基于非线性干扰观测器的自适应反步全局滑模变结构控制方法的控制效果。

内外不确定因素同时估计与补偿的鲁棒分布式跟踪控制

本文研究了多运动体系统中领航者(leader)和跟随者(follower)同时受扰条件下的跟踪控制问题.针对3–DOF直升机模型的角度轨迹协同跟踪任务,设计并验证了基于跟随者不确定因素和外部领航者干扰同时补偿的分布式鲁棒算法.分别通过不确定与干扰估计器和扩张状态观测器实现对内外扰动的估计与补偿,恢复了标称系统的跟踪性能.证明了闭环估计误差和跟踪误差的最终界大小与估计器核心参数值的单调关系,同时给出了系统实现渐近跟踪的条件.利用数字仿真实验和"虚实结合"实验验证了内外干扰同时补偿的必要性和参数调节机制的有效性.

带非线性输入的不确定系统的鲁棒L_2-gain控制设计

作者对一类具有扇形非线性输入的不确定系统 ,在一定条件下 ,给出了一种鲁棒L2 gain控制设计 ,它保证了系统存在一类不确定性参数干扰时 ,闭环系统仍然满足给定的性能指标。

基于SGCMGs的挠性航天器预定时间滑模姿态机动控制

针对挠性航天器中存在的外部时变干扰影响因素,提出了一种预定时间滑模姿态控制方法。设计自适应律估计未知干扰上界,并在控制器中对其进行补偿,以抑制外部干扰对系统的不利影响。同时,在挠性航天器姿态机动控制方案设计和稳定性分析过程中,引入对执行机构单框架控制力矩陀螺群(SGCMGs)动力学因素的分析,相对于已有方案更贴合实际应用。进一步地,该文采用Lyapunov理论证明了系统实际预定时间稳定。仿真结果可得,该文控制方案可使系统获得较高稳态精度,并可实现姿态快速机动。

新型忆阻耦合异质神经元的放电模式和预定义时间混沌同步

首先提出一种新型局部有源忆阻器,并分析该忆阻器的频率特性、局部有源性及非易失性.然后将新型局部有源忆阻器引入二维Hindmarsh-Rose神经元和二维FitzHugh-Nagumo神经元,构建新型忆阻耦合异质神经元模型.在数值仿真中,通过改变耦合强度,发现该模型具有周期尖峰放电模式、混沌尖峰放电模式、周期簇发放电模式及随机簇发放电模式.最后基于Lyapunov稳定性理论和预定义时间稳定性理论,提出一种新型预定义时间同步策略,并将该策略应用于新型忆阻耦合异质神经元的混沌同步中.结果表明,与有限时间同步策略、固定时间同步策略和传统预定义时间同步策略相比,新型预定义时间同步策略的实际收敛时间最小.研究新型忆阻耦合异质神经元的放电模式和混沌同步有助于探索大脑的神经功能,并在神经信号处理及保密通信领域中具有重要意义.

全向天线在卫星上行信号监测系统中的应用研究

简述了确定卫星上行信号的背景和概况,介绍了目标区域的划分,并重点分析了接收天线的选型,进一步提出了一套典型的基于全向接收天线的卫星上行信号监测系统。

扰动补偿的陀螺稳定平台单神经元自适应PI控制

针对陀螺稳定平台受未知非线性干扰的影响,提出了一种基于扰动补偿的单神经元自适应PI控制策略。利用扰动观测器观测出各种扰动,将其作为补偿信号前馈到控制输入端,提高平台的抗干扰能力;同时利用神经元的自学习和自适应力对PI参数进行在线调整,保证了平台在外界扰动和系统参数变化情况下对目标稳定跟踪的能力。通过在某型号实验装置上的试验结果表明,该方法对不确定扰动具有较强的抗干扰能力,提升了稳定平台的自适应性和鲁棒性。

模型参考自适应滑模控制方法在前向像移补偿中的应用

为了提高航空相机的飞行分辨率,提出了一种基于模型参考自适应的滑模控制方法。用模型参考自适应算法对时变系统参数进行在线辨识,并改变滑模控制器的控制参数。采用基于衰减控制的变速趋近律作切换函数,加快系统收敛速度,减小切换过程中的抖动。实验结果表明,同PID控制方法相比较,模型参考自适应滑模控制方法将速度补偿误差降低了60%,相应地将航空相机的飞行分辨率提高了2倍。因此,基于此方法的前向像移补偿系统可提高速度跟踪精度和鲁棒性,对时变干扰力矩具有较强的抑制能力。

静止同步串联补偿器(SSSC)的非线性鲁棒H∞控制策略研究

为了提高静止同步串联补偿器(SSSC)的稳定性和灵活性,同时考虑到SSSC直流侧储能电容电压的动态调节过程以及各状态量之间的相互作用,建立了含不确定性干扰参数的SSSC五阶动态仿射非线性系统数学模型。在鲁棒H∞控制方法的基础上,利用SDM反馈线性H∞方法设计出了系统的非线性鲁棒控制器。针对设计过程中的Riccati方程,利用Matlab鲁棒控制工具箱,求解得到控制器的具体控制参数。利用Matlab进行系统的建模仿真,通过与传统的非线性最优控制系统的仿真效果对比,验证了该控制器在提高电力系统稳定性上的有效性和优越性。

两轴平台式导引头伺服系统预设性能控制

为了提高两轴平台式导引头伺服系统的动态跟踪性能和鲁棒性,提出一种不依赖初始误差的预设性能控制方法,通过设计一种新的性能函数,取消了对初始误差必须可知的限制,简化了控制器的设计.针对该系统面临的复杂干扰、参数摄动等问题,以及跟踪精度要求高的特点,本文采用的预设性能控制方法可以将角度以及角速度误差控制在设定的性能函数界之内,从而保证了系统响应的动态和稳态特性.文中对算法的稳定性进行了Lyapunov证明,保证了系统的稳定性.仿真实验表明,文中的方法鲁棒性强、精度高,进一步提升了系统的跟踪性能.同时,算法的结构简单,应用前景广阔.