扰动时变的单变量控制系统性能评价方法研究

对扰动时变的单变量控制系统性能评价方法进行了深入地分析和研究,它的主要思想是根据系统的输出检测扰动的变化,对扰动进行分段处理后再进行评价.另外,针对发电厂过热汽温控制系统的性能评价问题,利用阜新清河门发电厂过热控制系统的实际运行数据,采用扰动时变的单变量控制系统性能评价方法对系统进行了分析研究.通过仿真结果的对比,验证了该方法的有效性.

计入时变扰动的电动汽车离合器滑移控制研究

针对电动汽车离合器系统中存在的时变扰动,提出了新型逆自动机械变速器超越离合器,并设计了基于高阶扰动观测器的离合器最优控制方案。该控制器通过哈密顿方法引入新的乘子函数λ,并以系统状态、扰动和扰动导数的反馈形式给出了最优控制律,然后将该控制器应用于配备逆自动机械变速器的电动汽车换挡时的离合器滑移过程。最后通过仿真表明,该控制器在不同的工作场景和不同的干扰条件下都能保证系统的一致性,保证了离合器滑移过程的平稳性,提高了电动汽车的整体换挡质量。

基于多模型混合最小方差控制的时变扰动控制系统性能评估

在实际工业过程中,控制系统经常会受到时变扰动的影响,致使针对单一扰动模型设计的最小方差控制准则不再适用于评估时变扰动控制系统的性能.当多个扰动信号同时出现时,采用常规多模型切换方法会发生间歇切换进而产生较大的暂态误差,不能准确评估系统当前性能.针对上述问题,本文提出了一种基于多模型混合最小方差控制准则的性能评估方法.首先根据每个扰动模型分别制定最小方差控制器,组成多模型最小方差控制器,然后在每个时间点混合多模型最小方差控制器,并将在其作用下的输出方差作为最终的性能评估基准,该方法既充分考虑到每个扰动的特性,又避免了常规多模型切换方法因间歇切换而产生的暂态误差对评估结果准确性带来的影响,实现了准确、可靠地评估时变扰动控制系统的性能.通过仿真,验证了基于多模型混合最小方差控制准则的性能评估方法的有效性.

基于MMTMV方法的多变量时变扰动系统性能评估

工业控制系统性能评估关系到工业生产安全与企业绩效.工业过程扰动频繁且存在时变特性,多变量时变扰动系统缺少统一有效的性能评估方法.本文提出了基于多模型混合时变最小方差(Multi-model mixing time-variant minimum variance,MMTMV)的多变量系统性能评估方法.首先,根据扰动作用起止时间设定混合权重,基于多模型混合的思想利用混合权重与每一时变扰动特性设计多变量MMTMV控制器.然后,利用多变量MMTMV控制器得出各被控变量输出方差,将多变量MMTMV控制器下被控变量的平均方差作为性能评估的基准.最后,本文通过在裂解过程和精馏过程中的控制性能评估应用,验证了多变量MMTMV评估方法的有效性.

采样系统快时变扰动比例积分观测器鲁棒H_2/H_∞控制

针对控制系统存在快时变扰动或噪声使传统观测器存在较大观测误差问题,依据鲁棒控制理论,采用线性矩阵不等式(LMI)方法,设计鲁棒H2/H∞全维状态比例积分观测器。研究系统在快时变扰动情况下,采样系统基于改进比例积分观测器的状态观测效果及鲁棒稳定性,得到一类充分条件,给出快时变扰动观测器比例增益、积分增益、控制器增益以及鲁棒H2性能指标的求解方法。仿真结果表明:所设计的观测器鲁棒性强,提高了状态观测精确度。

具有时变扰动不确定系统的对偶自适应控制

对一类具有参数不确定性以及时变外部输入扰动的线性系统的控制方法进行了研究 :(1)提出了一种系统参数和扰动的联合辨识实时辨识方法 ,即在不需预先知道扰动模型的情况下 ,同时估计被控对象参数与外部输入扰动 ,并根据辨识结果对输入扰动进行实时补偿 ;(2 )设计了一对偶自适应控制器 ,该控制器具有控制与学习的双重作用 ,能够克服系统参数不确定性影响 ,且防止了传统自适应系统可能有的“关断” ,“终止”和“猝发”等不良现象 ,从而增强了自适应控制系统的鲁棒性。最后通过仿真例子验证了算法的有效性。

时变扰动系统的广义最小方差控制性能评估

针对存在时变扰动的控制系统,提出一种基于广义最小方差的控制性能评估方法。首先,使控制系统的实际输出信号在突变扰动下保持稳定;然后以控制系统广义输出信号方差最小为优化目标,设计得到一个基准控制器;再以该控制器作用下的广义输出信号方差为基准,以此评估时变扰动系统的控制性能。仿真结果验证了该方法的有效性。

未知时变扰动和输入饱和下的智能船舶鲁棒非线性控制

为解决智能船舶的定位控制问题,考虑到船舶在未知时变扰动和输入饱和约束下的定位控制问题,结合非线性扰动观测器,提出一种带辅助动态系统的鲁棒非线性控制算法。通过Lyapunov理论证明提出的非线性扰动观测器与控制器相结合的闭环系统的稳定性和信号的一致最终有界性。利用非线性扰动观测器对环境中存在的海浪扰动进行有效的估计处理。通过仿真试验验证提出的控制算法不仅能保证船舶期望的位置和艏向,而且能提高控制速度,具有较好的控制性能。

未知时变扰动及模型参数动态不确定下船舶自动靠泊控制

针对未知时变扰动及模型参数动态不确定下的船舶自动靠泊控制问题,提出一种新的间接神经自适应的靠泊控制策略。采用径向基函数神经网络逼近船舶模型参数中动态不确定部分,采用带有唯一虚拟参数的线性化参数形式表示模型参数动态不确定性和未知时变扰动构成的复合不确定项,使计算简单,易于工程实现。利用Lyapunov理论证明提出的自动靠泊闭环控制系统的稳定性和信号的一致有界性。仿真实验结果证明了该控制律可以使船舶达到期望的位置和艏向角,实现船舶自动靠泊。

垂线偏差时变计算公式的讨论

对用重复重力测量的方法测定垂线偏差时变的计算公式进行了探讨, 从物理大地测量学和地球动力学的角度分别推导出 2种不同的计算垂线偏差时变的微分公式, 即基于扰动位时变的微分公式和基于重力位时变的微分公式. 对后一公式的理论根据、推导过程进行了比较详细的叙述. 通过比较证实了两者的一致, 但后者思路更清晰、形式更简单; 用它进行计算, 远区域的影响会更小一些, 且精度不差于前者.

含时滞扰动非线性系统的输出反馈自适应控制

研究了一类含变时滞扰动不确定系统的输出反馈自适应稳定问题.假定不确定性满足所谓的匹配条件且标称系统的传递函数矩阵是严格反馈正实的.基于Lyapunov稳定性理论和Lyapunov-Krasovskii型泛函设计出了一种自适应输出反馈控制器,并证明了此控制器使得闭环系统最终一致有界.最后给出一个仿真例子说明结论的有效性.

一类含变时滞扰动非线性系统的自适应鲁棒镇定

研究了一类含匹配变时滞状态扰动非线性系统的鲁棒自适应镇定问题.假定变时滞状态扰动的上界是未知的,且满足线性增长条件.基于Lyapunov稳定性理论和Lyapunov-Krasovskii型泛函,设计了一种鲁棒自适应状态反馈控制器,并证明了此控制器使得闭环系统一致最终有界,且系统的状态将一致渐近趋于0.最后给出一个仿真例子说明结论的有效性.

区间时变细胞神经网络周期解的鲁棒指数稳定性

本文研究一类区间时变扰动神经网络系统周期解的鲁棒指数稳定性.获得了一系列关于鲁棒指数稳定性的判据.

抗扰动复合非线性伺服控制器的设计与应用

针对典型的电机伺服系统,提出了一种鲁棒复合非线性伺服控制器的离散域设计方案。把系统的扰动和不确定性归结为一个斜坡信号(其变化率恒定),设计一个降维线性扩展状态观测器,对系统未测量状态和未知扰动加以估计。把设计的控制律应用于永磁同步伺服电机,先在MATLAB上进行仿真分析,随后基于TMS320F28335DSC进行试验测试。结果表明系统在各种类型扰动作用下,对目标位置都能实现快速、平稳和准确的跟踪,具有较好的鲁棒性。

带遗忘因子的线性回归性能评估算法及应用

工业过程中的控制系统经常处于性能不佳的状态,若没有得到定期的维护会造成巨大的经济损失。带遗忘因子的线性回归(ILR)算法是一种基于过程数据的性能评估方法,它在线性回归方法的基础上引入遗忘因子,使评估结果更加具有实时性,为控制系统的维护提供了可靠的依据。该算法具有建模简单、计算快捷和适用于时变扰动模型的优点。本文运用该方法对乙烯裂解炉几个重要回路进行了性能评估,以此来表征系统整体的性能,并验证了算法的时变有效性。

基于输出方差限制的广义多变量控制系统性能评价

研究具有线性时变扰动的多变量控制系统性能评价的方法.通过将时变扰动分为三类定常扰动,进而构造一个加权的性能指标,权值矩阵与不同扰动类型和优先级相对应.在指定合理的输出方差后,运用对角关联矩阵方法明确计算出广义多变量系统闭环输出方差的上下限值.经过ITAE(Integral of time-weighted absolute value of the error)寻优得到最小输出方差下的控制器参数,并给出可实现的最优控制器模型.仿真实例证明了该方法计算的简便性和有效性.

光纤时变扰动分布传感技术的研究进展

从各种扰动随时间变化的共性出发,对光纤扰动分布传感技术进行了分类,并对其系统结构、检测原理、定位方法、技术特点和应用领域进行了分析。对光时域反射(OTDR)型和干涉型两种常见的光纤时变扰动分布传感(TDDS)技术做了较全面的介绍,对新型的混沌有源光纤时变扰动分布传感技术做了较详细的描述,着重说明各种研究方案的扰动定位方法的原理、优缺点及最新的进展。最后指出,提高系统的检测实时性和抗干扰能力并降低系统的误报率是光纤时变扰动分布传感技术实用化研究的主要方向。

欠驱动UUV自适应RBF神经网络反步跟踪控制

针对水下无人航行器(UUV)模型存在一定的误差以及流体中存在时变扰动问题,引入径向基函数(RBF)神经网络控制技术进行自适应补偿估计,结合反步法设计UUV的位置、姿态及速度控制器,使用虚拟速度来代替姿态误差的控制手段,将姿态跟踪控制转化为对速度控制。仿真结果说明此种方法是有效的,提高了UUV的鲁棒性及自适应能力。

具有输入饱和的机车PMSM自适应模糊滑模控制

为研究牵引工况下电力机车永磁同步电机(PMSM)的转速控制精度,建立机车PMSM在d-q坐标系下的数学模型;考虑轮轨接触面不平顺在轮对径向产生的未知时变扰动,设计Super-Twisting观测器(STO)对其实际值进行估计,对估计误差采用自适应模糊逻辑系统进行逼近以削弱时变扰动对系统的影响;结合系统控制量存在饱和的实际工况,引入饱和辅助控制系统;依据Lyapunov稳定性理论,构造基于STO的自适应模糊滑模控制器.仿真结果表明,对于外部扰动作用下的机车PMSM转速闭环控制系统,跟踪误差一致有界,扰动观测误差收敛于0。

不确定线性奇异系统的有限时间控制

针对具有时变外部扰动的不确定线性奇异系统,研究基于状态反馈的有限时间控制问题,系统的状态矩阵和输入矩阵均含有范数有界不确定项。利用Lyapunov泛函方法和线性矩阵不等式(LMI)工具,给出了不确定奇异系统经由状态反馈的有限时间有界(FTB)的充分条件。这些充分条件都可转化为线性矩阵不等式可行性问题。并通过一个数值实例说明了该方法的有效性。