指令跟踪自适应广义预测控制及其应用

现有的广义预测控制系统其闭环性能受可调参数影响较大，它的目标函数无法直接规定闭环性能．该文提出一种具有独立跟踪和调节目标的新型自适应广义预测控制算法，并将其应用于快速时变的导弹控制系统设计中．这种算法利用参考模型规定对指令信号的跟踪性能，减少了可调参数对闭环性能的影响．仿真结果证实了该算法的有效性．

参考模型前馈2-DOF指令跟踪H_∞控制器设计研究

结合二自由度控制和参考模型控制系统设计原理,提出了一种参考模型前馈控制的二自由度控制系统设计结构。通过推导给出了标准H∞控制广义被控对象的状态空间方程实现形式,并运用该理论研究了导弹俯仰通道指令跟踪系统鲁棒H∞控制器设计问题。文中采用LMI凸优化进行二自由度鲁棒H∞控制器设计,简化了传统方法设计控制器的求解过程。仿真结果表明,应用该方法设计的闭环系统具有良好的快速跟踪特性,说明了该方法的正确性和有效性。

鲁棒H_∞模型匹配指令跟踪控制器设计研究

以LMI凸优化鲁棒H∞控制器设计为基础,根据二自由度和参考模型匹配控制系统设计原理,提出一种参考模型匹配跟踪控制器设计方法,并用LMI优化理论进行导弹俯仰指令跟踪控制系统设计。研究了设计参数对控制器阶数、闭环系统超调量和模型匹配误差等影响的变化规律。仿真结果表明,使用该方法设计的闭环系统具有良好的快速跟踪特性。

飞行仿真中机动指令跟踪器的设计

计算机自动飞行仿真中,由基于飞机质点动力学模型的机动指令生成器生成三自由度控制指令;为了将指令运用于控制飞机六自由度全量模型,从而较好地实现指令控制飞行,需设计机动指令跟踪器。对机动指令跟踪器的设计原理进行了分析;并采用经典的根轨迹法对跟踪器进行了设计。仿真结果表明,该方法设计的指令跟踪器,对于航路飞行仿真可以获得良好的控制效果。

机动飞行指令跟踪系统的鲁棒动态逆设计

简要介绍了用非线性动态逆解耦方法设计面向机动飞行的指令跟踪系统的过程。为了提高动态逆的鲁棒性，详细介绍了利用μ－分析／综合方法设计鲁棒控制器的方法、步骤、经验和设计结果。仿真表明，所设计的鲁棒动态逆控制器是有效的。

基于改进自适应反步和动态控制分配的指令跟踪方法研究

用改进的反步控制(backstepping)和动态控制分配(dynamic control allocation,DCA)相结合的方法使某战斗机在不同的飞行条件下能够自适应地跟踪不同的指令。首先介绍了经典的李雅普诺夫方法以及经典的反步控制方法,然后提出了适用于一般飞控系统模型的改进反步控制方法,最后针对一般控制分配方法无法补偿忽略舵机动态的问题,介绍了一种动态控制分配方法,并将其成功应用于整个闭环系统的设计中。通过反步法保留了系统中稳定的非线性项,将不稳定的非线性项消去,又通过动态分配使忽略舵机惯性造成的影响最小。仿真结果表明所设计的闭环方案具有良好的响应特性,在不同的飞行条件下均可以实现对指令信号的良好跟踪,并具有一定的鲁棒性。

指令跟踪问题的一种数值解法

This paper describes a simple numerical solution for instruction tracing problem in the engine multivariable control system.In this method the instruction tracing problem turns into the regulator problem to be solved only by simple algebraic transformation,and the optimal feedback control can be obtained with the matrix Riccati equation.Besides,a practical example is presented in which the method is applied in the simulating an aeroengine control system.

ST推出支持JTAG调试和指令跟踪的开发工具套件

意法半导体（ST）日前发布一套新的支持10-MIP8-bit USB2．0 uPSD340010-MIPS微控制器的开发工具，新的开发工具命名为DK3400，为用户提供了一个完整的开发平台，包括在ST嵌入闪存的8位uPSD3400 Turbo Plus系列微控制器上开发调试嵌入式设计所需的全部软硬件。

基于灰色补偿反步法的机动指令跟踪控制

基于三自由度飞行动力学模型和运动学模型,提出了一种带有灰色补偿的反步(Back-stepping)控制方法,以实现某些预定的战术机动动作。首先,将飞行动力学模型和运动学模型分解成3个轴方向的相对简单的子系统;然后,针对3个子系统采用反步法分别设计出模型中没有干扰时的控制律,并采用GM(0,N)预测模型对不确定部分的模型参数进行辨识,进一步根据估计出的参数设计灰色补偿控制律;最后,根据3个子系统设计出的控制律解算出同时满足3个子系统渐进稳定的控制输入,这样使得整个系统渐进稳定。仿真结果表明,GM(0,N)预测模型能精确预测不确定模型参数,该算法能够高效实现预定的战术机动动作。

基于指令边界微操作跟踪的精确中断机制设计

精确中断机制是嵌入式微处理器正确运行和状态恢复的保证。由于中断发生在指令边界,等到需要提交的指令成功改变处理器状态后才能执行流水线的冲刷和中断处理程序,不必要的指令预取和译码浪费了时钟周期,降低了中断响应实时性,增加了处理器功耗。文章描述了Longtium C2处理器的结构特点和微操作,提出一种基于指令边界微操作跟踪的精确中断机制IBMT,并对其结构和流程进行了设计和分析。IBMT对指令边界和中断窗口的位置进行实时检测,提前进行流水线冲刷及中断处理程序取指。使每次响应中断时平均节省39.34%的响应时间,提高了中断处理的实时性,避免了不必要的功耗浪费。

基于旋转门算法的电池储能辅助单机跟踪AGC指令控制策略

针对电池储能辅助单机跟踪AGC指令过程中机组爬坡频次高以及储能动作次数多的问题,提出基于旋转门算法的电池储能辅助单机跟踪AGC指令控制策略。首先,利用旋转门算法对AGC历史数据进行压缩,对压缩结果采用线性插值处理,进一步进行动态更新及实时修正,并结合机组爬坡特性确定机组承担的功率调节指令。然后,将储能系统动态地分为3个电池组,根据储能系统功率调节指令确定电池组动作顺序,进而设计功率分配方法实现储能系统上层功率分配,同时确定各电池组电池单元功率分配原则完成下层功率分配。最后,利用某电厂实际AGC指令对控制策略进行仿真分析,验证了所提策略的有效性。

基于一致性算法的虚拟电厂调度指令动态跟踪策略

虚拟电厂(virtual power plant,VPP)可以聚合大量的分布式能源资源(distributed energy resources,DER)作为一个整体参与电力系统的调度。为实现VPP内部DER的高效调控,提出了一种虚拟电厂集群自治调度架构。为解决理想通信网络下VPP内部DER动态跟踪调度指令的优化问题,分别从集群层面和DER层面提出了调节成本一致性和调节时间一致性算法,通过本地相邻DER的信息交互,更新自治节点参数,降低了通信压力,且提高了求解效率。在此基础上,通过引入共识增益函数和虚拟共识变量,解决了实际通信网络中的传输延迟和噪声问题。仿真结果验证了所提算法的有效性和可行性。

不确定性的自适应跟踪补偿控制及在航空发动机的应用

针对多变量系统存在不确定性导致的控制性能下降问题,提出了一种基于最优控制律的增广模型参考自适应控制器补偿设计方法。通过采用最优LQR控制律实现系统性能的优化设计从而建立基本控制器,以反馈控制结构为框架,对该最优LQR基本控制器实现增广设计,以改善系统的动态跟踪和抗干扰特性,以双转子航空发动机为对象实现控制器的仿真验证。结果表明:通过增广自适应控制实现了原LQR基本控制器对系统不确定性的跟踪补偿,有效地实现了控制指令跟踪,达到了期望响应性能,控制误差小于0.25%,超调量小于0.5%,且调节时间小于1.5s,符合发动机控制系统技术要求;同时,改善了原基本控制系统在不确定性时的不稳定控制效果,保证了系统一致渐近稳定。

350 MW汽轮机高压调节阀阀位不跟踪指令问题的分析及处理

针对某350 MW汽轮机高压调节阀阀位不跟踪指令问题,通过分析阀门工作原理和阀芯组件受力情况,判断原因为阀碟与阀套氧化皮沉积、配合间隙减小,利用小修机会解体阀门验证了判断并一次性解决了问题,对同类型机组高压调节阀卡涩、关闭问题分析处理具有一定借鉴意义。

基于VMD和MPC的电动汽车-火电机组联合调频控制

合理的调频指令分配策略以及有效的指令跟踪控制方法是利用集群电动汽车(aggregate electric vehicle,AEV)联合火电机组开展调频控制、改善调频质量、提高调频经济性的关键。基于此,文中提出基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)和双层模型预测控制(model predictive control,MPC)的AEV参与系统调频控制策略。首先,设计AEV联合传统火电机组的频率协调优化控制结构,建立火电机组及负荷频率控制模型,同时将AEV转化为虚拟调频单元,构建在AEV参与下系统单区域多机组负荷频率控制模型;然后,利用VMD将电网调频指令信号分解为含不同频率成分的本征模态函数,整合高频分量作为AEV的调频指令,低频分量作为火电机组群的调频指令,并通过双层MPC分别在AEV和火电机组群内部实现调频指令的优化再分配及跟踪控制;最后,对所提控制策略进行仿真验证。结果表明所提控制策略可实现对系统频率的有效调节,且兼顾了调频的经济性和动态性能。

基于小波包分频的自适应模糊神经网络风电功率平抑策略

风电场频率波动导致风电发出功率不能及时准确跟踪电网调度指令,给电网调度带来很大困难,采用自适应模糊神经网络的小波包分频优化控制策略是一种新的策略,该策略能在风电跟踪调度指令的频率波动范围内优化小波包分频参数,得到优化后的混合储能充放电功率的初始功率指标值,将混合储能荷电状态的平均值和风电场出力与电网调度指令的平均值的偏差作为两个输入,再将风电历史数据训练后的自适应小波包分频模糊神经网络加入控制系统。采用大量风电历史数据在MATLAB/simulink中仿真,结果表明该策略减小了混合储能充放电时对电网频率波动的影响,充放电时混合储能荷电状态波动小,风电跟踪电网调度的效果更优。

大攻角导弹非线性动态自动驾驶仪研究

以设计大攻角导弹非线性动态自动驾驶仪为目的,基于大攻角非线性弹体动力学模型,按过载跟踪误差渐进收敛为目标,建立了应满足舵机偏角的非线性动态方程。结合舵机动力学模型,并按照动态逆原理得到了期望的控制律表达式,然后进行了控制律简化。分别仿真验证了小攻角、大攻角和弹体模型参数摄动条件下控制律的性能,并与传统方法进行了比较。结果表明,非线性动态控制方法的指令跟踪和抗模型参数摄动的鲁棒性均优于传统方法。

飞翼气动布局飞机纵向短周期等效系统参数辨识技术研究

飞翼布局飞机由于其特殊布局形式,飞控系统设计通常采用高增益大阻尼控制增稳方法,同时飞翼布局飞机的操纵面操纵效率非线性显著,涉及多操纵面组合控制以及控制分配,因此,采用常规的杆力或杆位移作为输入指令,多数情况下无法顺利地激励出理想的纵向短周期模态。本文采用迎角指令跟踪法研究飞翼布局飞机的纵向短周期品质,利用Simulink进行创新操纵面布局飞机的闭环仿真系统建模与验证,并通过小型飞翼布局无人机进行飞行试验评估。结果表明,该方法用于飞翼布局飞机纵向短周期品质试飞时,易于激励出其纵向短周期模态,并可实现飞机精确控制。

基于特征结构配置的侧向轨迹控制系统设计

首先简要介绍了特征结构配置设计方法的基本原理和跟踪系统前馈控制器增阵的计算方法，然后利用特值结构配置方法设计了某型飞机的侧向指令跟踪系统，实现了倾斜角和侧滑角的解耦控制，并在此基础上设计了能够控制和消除侧向轨迹偏差的侧向偏离控制系统。

飞机航路飞行的自动飞行仿真

给出了航路飞行自动飞行仿真的总体框架,介绍了采用分段线性函数描述控制指令的机动指令生成器算法,对机动指令跟踪器的控制律结构进行了设计,并对其参数进行了整定与调整。采用飞机六自由度模型对航路飞行过程进行了自动飞行仿真。仿真结果表明,飞机能够较好地完成航路飞行仿真任务。