用采样数据反馈控制统一混沌系统到平衡点

针对最新提出的统一混沌系统,给出了一种单参数采样数据反馈控制器.对α取不同值时的统一系统,以给定的频率采样输出作为控制信号,构造离散时间控制算法,以达到将统一混沌系统控制到平衡点的目的.通过大量数值试验,找出了不同α值的统一系统一致渐近稳定地控制到平衡点的控制参数取值范围,并且检验了该方法的鲁棒性.

多采样率数字控制系统综述

本文给出了多采样率数字控制系统的发展和目前研究情况的综述 .根据系统中各采样周期之间的关系 ,多采样率控制系统可以分为输入多采样率控制系统 输出多采样率控制系统和广义多采样率控制系统等 .它们又分别对应于采用广义保持器、广义采样器和周期时变控制器的数字控制系统 .文中对这三类系统的特点和近期研究成果进行了系统的介绍与讨论 .由于“因果条件” ,多采样率控制器具有结构约束 .本文综述了几类满足这一结构约束的多采样率控制器的设计方法和各类多采样率控制系统 .

具有采样反馈的力控制系统稳定性

基于计算机的数字采样控制对离散信号进行运算并向作动器提供控制输入,是当前的主流控制技术.数字采样控制系统是这样一类控制系统,其控制对象由微分方程(组)描述,而控制律由离散采样信号给出.以采样PD(proportional-derivative)反馈作用下的单自由度力控制系统为例,基于离散系统的稳定性分析方法,研究采样控制律对控制系统稳定性的影响.为了突出采样反馈的作用,将系统取为无刚度、无阻尼的最简单形式.不同于已有研究假设位移采样信号与速度采样信号相互同步,本文研究当位移采样信号与速度采样信号不同步时受控系统的稳定性,发现位移采样信号与速度采样信号的采样周期不同组合对受控系统在增益平面上的稳定性区域有重要影响.结果表明,对所关心的三种数字采样反馈控制律,当位移采样信号滞后于速度采样信号一个采样周期时,受控系统具有最大的稳定性区域且对相同的增益值可以有最好的稳定效果.论文对这种现象进行分析,给出了一种力学解释.

非线性微分–代数系统的输出反馈镇定:基于线性采样控制

对满足指数1和线性增长条件的非线性微分–代数系统,本文证明其采样输出反馈镇定控制问题可解.首先,给出一个线性显式非初始化状态观测器设计;然后,构造出线性的采样输出反馈控制器,使得整个闭环系统渐近稳定.仿真结果表明了所提控制方法的有效性.

输入多采样率数字控制系统的同时极点配置

在利用提升 (lifting)技术所构造出来的多采样率数字控制系统的线性时不变状态空间模型的基础上 ,讨论l个被控对象通过输入多采样率数字控制系统的同时极点配置问题 .分别引入了解决这一问题的状态空间方法和多项式矩阵插值方法 .通过适当的变换 ,将同时极点配置问题归结为一系列线性方程组的求解问题 .指出 ,当系统的输入采样率满足一定条件时 ,可以利用输入多采样率的输出静态反馈控制系统 ,实现对l个被控对象的同时极点配置 .

网络化控制系统的时变采样及反馈调度策略

多处理器网络化控制系统中,信息传输的时延是使控制性能变差的主要原因之一。改进型混合调度算法通过在一个基本采样周期内的多次采样,形成时变的采样周期,缩减信息传输的截止期,可使信息传输的时延大为减少;同时构建网络化控制系统的反馈调度模型,通过调节基本采样周期,及时调度信息传输,能使网络的空闲时间始终保持在一个合理状态。仿真结果表明,网络利用率有所提高,网络化控制系统的动态性能有所改善。

多采样率数字控制系统的进展与走向

对多采样率数字控制系统在分析与设计方面的理论与应用研究成果进行了全面的论述,指出了多采样率数字控制系统分析与设计方面存在的难点,并针对这些难点讨论了今后可能的解决方法及发展方向.

论数字控制系统中采样频率的选定

合理选择采样频率是设计实时数字控制系统遇到的实际问题。而采样频率的选定是实现高精度、良好指标和具备较强抗扰力控制的关键所在 。

输入多采样率数字控制系统的鲁棒稳定性

当连续时间被控对象的状态方程描述中各系统矩阵均含有不确定性，经输入多采样率后生所得到的数字控制系统也含有不确定性。本文给出了在这种情况下的输入多采样率数字控制系统的鲁棒稳定性判据，所得出的结果具有一定的实用性和较少的保守性。

输入多采样率数字控制系统的鲁棒极点配置

讨论了输入多采样率状态反馈鲁棒极点配置问题。由于输入多采样率采样，增加了系统的实际输入的个数，使得实现极点配置的状态反馈控制系统中具有自由度。现将这一自由度明确地表示为自由参数的形式，并利用优化算法选择这些参数，增强闭环系统的鲁棒性。

多采样率数字控制系统的极点配置

首先利用提升技术，构造出多采样率数字控制系统的线性时不变状态空间模型。在此基础上，讨论多采样率数字控制系统在输出反馈下的极点配置问题。通过引入假象输出，简化了反馈增益阵的术解过程。同时通过预先固定反馈增益阵中的某些元素的方法，使得控制器满足因果约束的要求。最终可以利用求解线性方程组的方法来设计极点配里控制器。

多采样率数字控制系统的函数空间模型

采用函数空间的方法 ,利用提升 (lifting)技术 ,构造出多采样率数字控制系统的函数空间模型 .该线性时不变离散模型同时描述了被控对象在采样点上和采样点之间的动态行为 .根据这种模型所设计的多采样率数字控制系统 ,有望克服目前多采样率数字控制系统所存在的采样点之间存在有纹波或振荡等弊病 ,为多采样率数字控制系统的分析与综合提供了一个新的方法 .

面向悬浮光力系统的集成化反馈控制器研究

悬浮光力系统具有高灵敏度、高稳定性和低耗散等特点,有望发展成为新型高性能力学传感器。针对目前悬浮光力系统存在的反馈控制器兼容性差、软硬件成本高、集成度低等问题,提出了一种兼容多种反馈控制模式的软硬件设计方案,并研制了一套高度集成的反馈控制器,在160 mm×170 mm×42 mm的尺寸上集成了六通道模数/数模转换器、滤波器、现场可编程门阵列+微处理器(FPGA+ARM)等功能模块,并且开发了基于数字锁相环和比例积分微分(PID)控制器的控制算法,最终在同一套硬件系统上实现了跨尺度微粒的运动信息采集和反馈控制,以及数十赫兹至亚兆赫兹的感知带宽。实验结果表明,该集成反馈控制器能够实现超高真空(10-6 Pa量级)下亚微米及微米尺度微粒的稳定悬浮和运动控制。在扩展系统感知带宽的同时减小了整体体积,为悬浮光力传感技术的器件化奠定了基础。

基于快速输出采样反馈的网络控制系统滑模控制

针对网络控制系统的网络诱导时延问题,提出了一种新的滑模控制方法。通过快速采样被控对象输出,建立了具有线性时不变被控对象的网络控制系统的离散模型。在此基础上,用极点配置法给出了滑模切换面参数,设计了输出反馈离散滑模控制器。仿真结果验证了该控制方法的有效性。

多采样率数字控制系统的零点与无纹波渐近跟踪

采用函数空间的方法 ,利用先后两次的提升技术 ,构造出多采样率数字控制系统的函数空间模型和相应的脉冲传递函数矩阵模型。在此基础上 ,给出了多采样率数字控制系统零点和零方向的定义及其计算方法。并利用零点和零方向的概念 。

采用FIR数字滤波器的反馈控制系统

这是一个对周期性目标输入的跟踪控制系统。在分析了用模拟滤波器作为补偿器的不足之后，进而提出用ＦＩＲ数字滤波器取而代之。它能够在较宽的频率范围内对周期性的目标输入实现高精度跟踪，并具有较高的抗干扰能力和较快的收敛速度。

实时控制系统并行数字反馈信号接收的防错

对以计算机为核心的控制系统来说,并行数字信号是一种非常方便的接收外部信息的方法。常用的可输出并行数字信号的器件如A/D转换器。在位置控制的系统中,感应同步器是一种常用的高精度位置检测元件。它与计算机的联接通常以数显表作中介。数显表将感应同步器输出的模拟信号转换成数字信号,以BCD码形式并行输出。但因实时控制系统中被控对象的位置不断变化,数显表输出的并行数字信号处于动态变化中。若在系统设计中没有考虑到这点,则可能在某一瞬间接收到错误信息。下面以笔者设计、调试单片机定位控制系统中出现的问题为例。

一种基于采样数据反馈的混沌系统控制

该文针对连续外力控制法需要专门设计一台混沌信号发生器,而在技术上难于实现的缺点,提出了一种基于采样数据反馈控制技术的混沌控制理论。采样数据反馈控制的一般方法为:从混沌吸引子的状态变量采样,采样数据经数字控制器得到离散的控制信号,再保持反馈给混沌系统作为控制输入。该文详细描述了混沌系统控制器的设计方法,给出了保证被控混沌系统渐进稳定性的理论判据。最后,该文以Lorenz系统族中的过渡系统L櫣系统为例证明了该方法的有效性?试验结果表明,基于采样数据反馈控制技术的混沌控制具有更强的鲁棒性和抗噪能力。

基于时滞状态导数反馈的一阶多智能体系统采样控制的一致性

在具有加权项的时滞状态导数反馈协议下,研究了一阶多智能体系统采样控制的一致性问题.针对多智能体系统很难保证信息连续传递的现实情况,应用时滞分解技术将一致性协议进行了分解,给出了基于采样数据的离散时间一致性协议.在离散时间一致性协议下,给出了一阶时滞多智能体系统渐近实现平均一致的充要条件.当一致性协议退化为较为简单的情况时,将系统渐近实现平均一致的充要条件简化为一个不等式组.最后,相关结论的有效性通过数值仿真被验证.

遥感机构数字伺服控制系统采样周期的确定

采样周期是影响数字伺服控制系统控制性能的很重要的因素之一,但采样周期的最终确定又是由很多因素共同决定的。香农采样定理给出了选择数字控制系统采样周期的指导原则,针对复杂的伺服控制系统设计远远不够。为了使离散系统的控制效果尽量接近于连续控制系统,采样周期应尽可能短,但是采样周期太短可能无法完成复杂的运动控制规律和控制算法。通过计算和分析发现,离散化过程中由于零阶保持器的引入而改变闭环系统极点的分布,有可能导致系统不稳定;采样周期值过大或者过小会使PID控制器的积分环节或者微分环节失效;干扰信号具有不同的频谱宽度和频率大小,所以为了有效的抑制干扰应根据不同干扰信号选择不同的采样周期值。