带有微分-跟踪器的无模型自适应控制研究

针对抄纸过程中水分定量系统控制的强耦合、时滞、不确定特点,将微分-跟踪器用于无模型自适应控制器(Mode Free Adaptive)中。结合二者的优点,设计出适合于非线性、强耦合、时滞、不确定复杂系统的控制器。该控制器利用微分-跟踪器安排过渡过程,此过程实现了对强干扰,大时滞的快速无超调控制。并且与带有smith预估器的PID控制器进行了仿真比较,该控制器对大时滞,强耦合过程具有良好的输出跟踪性能,有很强的自适应能力,鲁棒性,以及独特的控制能力。

全程快速非线性跟踪-微分器

设计一种快速收敛的非线性跟踪＿微分器,使系统在远离平衡点和接近平衡点都能自动快速地向平衡点收敛,并采用线性与非线性组合的连续函数形式,而不需要切换函数,从而防止了系统的抖振现象.

跟踪-微分器用于连续系统辨识

利用跟踪－ 微分器估计连续系统状态并用最小二乘法估计系统参数，直接对连续系统进行辨识。仿真结果表明，不论是线性系统，还是非线性系统，只要结构对参数是线性的。

利用跟踪-微分器构造机动目标估计模型

在分析目标运动特点的基础上,提出了一种新的基于跟踪-微分器的机动目标估计模型。该估计模型与卡尔曼滤波算法相结合,能够在动态过程完全未知的情况下估计出目标运动参数,且估计模型简单,物理意义明确,能够适应于目标的各种机动行为模式。仿真结果表明,具有跟踪-微分器结构的估计模型不但具有很强的适应性,而且能够获得满意的估计精度。

非线性跟踪-微分器的性能分析及其改进

对非线性跟踪 -微分器的性质进行分析 ,用适当的指数函数形式取代开关函数 ,定性地讨论时间尺度的取值问题 ,使系统在扰动存在的情况下也能满足跟踪要求 ,同时对跟踪

非线性跟踪-微分器在载波相位测速中的应用

针对传统微分器存在噪声放大和时延问题构造的非线性跟踪-微分器。通过离散的载波相位观测量提取载波相位率,并利用跟踪-微分器输出的二阶微分,采取预报的方法进行时延补偿。仿真及车载实验结果表明,该非线性跟踪-微分器能准确快速地跟踪微分信号,对噪声抑制作用良好,时延补偿效果明显,可提高速度测量精度。

基于神经网络的跟踪-微分器设计

针对自抗扰控制的跟踪-微分器模块中存在着待定参数的问题,借助人工神经网络便于建立非线性映射的思想,提出了基于神经网络的跟踪-微分器的设计方法。运用该方法可以对任意阶的跟踪-微分器进行参数设计,设计出的跟踪-微分器具有良好的鲁棒性。仿真实验表明,由该设计方法设计出的跟踪-微分器能够提供精确的微分信号,有一定的工程应用参考价值。

基于共轭梯度算法的跟踪-微分器

针对跟踪-微分器中存在着确定待定参数的问题,将共轭梯度算法的思想引入参数整定,提出了基于共轭梯度算法的跟踪-微分器的设计方法。运用该方法可以对任意阶的跟踪-微分器进行参数设计。大量仿真算例表明,设计出的跟踪-微分器具有良好的鲁棒性,有一定工程应用参考价值。

基于二阶滑模的永磁同步直线电动机的跟踪-微分器控制

针对永磁同步直线电机伺服系统的时变扰动、负载扰动、参数变化等不确定性因素影响的问题,提出了一种基于二阶滑模的跟踪-微分器控制方案。利用二阶滑模控制作为直线伺服系统的速度控制器,可以有效地补偿和削弱抖振,提高了系统的快速跟踪性能;当参数变化或有其他时变扰动时,为了使动子速度准确并稳定跟踪其给定信号,利用跟踪-微分器来估计所需要的速度微分信号。从仿真结果可以看出,该策略具有快速跟踪性能,并提高系统对外在时变扰动和参数变化的鲁棒性,使抖振现象得到明显抑制;系统能够获得良好的动、静态性能。

一种简洁的离散快速无振荡跟踪-微分器的设计

针对几种传统的跟踪-微分器存在的缺点,构造了一种简洁的离散快速无振荡跟踪-微分器。对几种跟踪-微分器的控制综合函数进行了对比分析,设计了一种可变宽度线性区,利用状态倒推的方法确定了控制综合函数,并依此构造跟踪-微分器。仿真结果表明,该跟踪-微分器能够快速无振荡地跟踪输入信号,具有较好地滤波功能,能输出品质很好的微分信号,算法简单,易于实现。

基于跟踪-微分器的宽动态测速系统设计

传统的基于跟踪-微分器的测速方法随着输入信号变化速率的升高,输出的信号会产生较为明显的滞后,滞后的消除通过增大速度因子来实现,而增大速度因子会降低其滤波效果,在输出信号中复现输入信号中混杂的噪声;减小噪声的影响,需要通过增大滤波因子来实现,而这又会增加系统输出的滞后。针对滤波性能与跟踪速度之间的矛盾,设计了一个可以根据输入信号的变化速率自适应调整速度因子和滤波因子的测速系统,通过构造了一个Lyapunov函数证明了该系统的稳定性。仿真结果表明,该系统可以在宽动态范围内对输入信号进行跟踪,并保持良好的滤波效果。

基于改进的非线性跟踪-微分器的GDP预测

文章提出一种不依赖于模型的预测方法,即针对观测数据,在非线性跟踪-微分器(NTD)的基础上,基于泰勒公式获得预测值,以此改进NTD,并将其用于国内生产总值GDP的预测分析。结果表明:改进的NTD可以很方便地用于诸如GDP的预测分析,且提出的改进方法能有效地提高相应的预测精度,与依赖模型的预测方法比较仍有很大优势。

基于跟踪-微分器的气浮十字梁复合控制研究

基于气浮十字梁实验系统的纵向模型,设计了基于跟踪-微分器的非线性PID控制律,加入补偿器克服跟踪-微分器产生的相位延迟,通过与普通PID控制律进行数学仿真和实物实验的比较,验证了所设计的控制算法鲁棒性好而且对噪声有良好的滤波作用,为深入探讨气动-质量矩复合控制奠定了基础。

激光多普勒信号跟踪微分器的分析与设计

为了有效跟踪多普勒信号,设计了一种离散跟踪-微分器,对于输入的任意有限区域上积分有界的信号,从数学上证明了其渐近稳定性、跟踪的快速性;仿真结果表明了设计的正确性。该线性离散跟踪-微分器,能够消除差分法中的误差,获得输入信号的解析解,其跟踪速度快,设计过程简单。

非线性跟踪微分器的分析与改进(英文)

本文对非线性跟踪微分器的工作机理和参数意义进行了深入分析，发现了超调产生的根源及参数相互制约的原因，通过对其开关平面函数的改进，改善了信号的品质，得到了灵活解耦的参数整定方法。

跟踪—微分器在感应电动机定子磁链估计中的应用

针对传统微分器的噪声放大问题及低通滤波器代替纯积分器带来的固有误差问题,对跟踪-微分器在感应电动机定子磁链估计中的应用进行研究。首先,引入跟踪-微分器对检测的定子电流进行了预处理来抑制噪声,再利用跟踪—微分器提取定子电流角频率信息。在此基础上,进一步提出一种利用定子电流角频率信息进行增益及相位补偿的可编程级联低通滤波器代替纯积分器的定子磁链估计方案。仿真与试验结果验证了改进方案的实用性和优越性。

一种基于跟踪微分器的简单自适应控制算法

应用跟踪微分器在处理信号时具有较强的误差衰减能力和抗扰动能力,针对传统的简单自适应控制算法中增益调节过于简单、收敛速度慢且适应性不强的缺点,对传统的简单自适应算法进行了改进,提高了收敛速度,减小了静差。描述了该算法的结构和原理,运用Lyapunov稳定性理论和LaSalle不变性原理证明了控制算法是稳定的,跟踪误差收敛到零。计算机仿真结果验证了算法的可行性和有效性,并给出了参数选择的一般法则。

基于SMDO-TLC的高超声速飞行器姿态控制

针对高超声速飞行器快时变、强耦合以及存在参数不确定和外部干扰情况下的姿态控制问题,同时考虑到执行机构动态和输入受限,提出了基于滑模干扰观测器-轨迹线性化(SMDO-TLC,Sliding-Mode Disturbance Observer-Trajectory Linearization Control)的高超声速姿态控制方法.首先,引入二阶线性微分器(SOLD,Second-Order Linear Differentiator)的概念,通过理论分析指出了当前TLC中采用一阶惯性+伪微分器求取输入指令的微分信号时会存在与SOLD类似的峰值现象,随后利用韩式跟踪微分器求取姿态标称指令及其微分信号,可有效解决过渡过程中执行机构饱和问题;接着,分别在姿态和角速率回路设计二阶滑模干扰观测器,利用符号函数积分来重构内外回路的复合干扰,在此基础上设计补偿控制律,以实现姿态控制器设计.仿真结果表明,所提出的方法能够克服时变干扰及气动参数大范围摄动的影响,同时兼具良好的动态特性与静态品质,能够满足高超声速飞行器的快时变、高精度以及强鲁棒的控制需求.

集散系统中高精度控制器在现场实现的研究

讨论了集散系统 ,尤其是监控与数据采集 (SCADA)系统中高精度设备的控制问题。在考虑工业设备自身固有特点的前提下 ,提出一种控制策略 ,它算法简单 ,完全适用于现场控制器 (低端处理器 ) ,并可由处理器的容量决定其控制精度。该方法还具有较强的鲁棒性 ,是对SCADA系统在动态控制方面的一个很好的补充。

非线性干扰观测器的高超声速飞行器自适应反演控制

针对高超声速飞行器参数不确定弹性体模型,提出了一种基于非线性干扰观测器的自适应反演控制器设计方法。将曲线拟合模型表示为严格反馈形式,采用反演方法设计控制器。采用动态面方法获取虚拟控制量的导数,避免了传统反演控制"微分项膨胀"问题。为了增强控制器的鲁棒性,基于二阶跟踪-微分器设计了一种新型非线性干扰观测器,以此对模型不确定项进行自适应估计和补偿。仿真结果表明,控制器对模型不确定性和气动弹性影响具有强鲁棒性,且能实现对速度和高度参考指令的稳定跟踪。