卫星编队飞行的无速度测量非线性控制

基于非线性模型 ,研究了卫星编队飞行的控制问题。首先 ,推导了精确的非线性相对运动动力学方程 ;然后 ,设计了带滤波器的无速度测量控制律 ,并使用拉萨尔不变集原理证明闭环系统是全局渐近稳定的 ;最后 。

考虑轮胎非线性的横摆角速度计算与车辆稳定性控制

基于非线性轮胎模型提出横摆角速度的一种准确计算方法,并将其用于车辆稳定性控制。轮胎的非线性采用刷子模型进行表征,通过摄动分析得到等效稳定性因数,进而得到稳态横摆角速度的精确解析解。对解析解存在性的分析表明轮胎非线性会对车辆稳定性产生影响。实车试验和基于车辆模型的控制仿真表明,考虑轮胎非线性可有效提高作为目标参量的稳态横摆角速度的计算精度,提高车辆稳定性的控制效果。

一种振梁式加速度计非线性度参数的自动测量装置设计与实现

目前,振梁式加速度计非线性度参数测量方法主要是将加速度计固定在离心机转台上,人为手动控制离心机转台转速,稳定后记录加速度输出;待所有加速度值测试完成后,通过数据处理软件计算出非线性度参数;但该方式效率较低,且一般都是单套产品进行测试,不适合大批量产品产生需求;鉴于解决上述测量效率问题,满足产品的批量生产需求,本设计提出一种测量方法,即同时测试多套振梁式加速度计非线性度参数的自动测量装置;试验结果表明:文章设计的测量装置,不仅实现了自动化进行多套加速度计同时测量,提高了测量效率,而且提出了一种便捷计算加速度计到离心机中心距离半径的方法,从而计算出实际作用于加速度计的g值,提高了测量精度。

永磁同步电动机的非线性PI速度控制

永磁同步电动机(PMSM)是典型的非线性系统,该文考虑了齿隙转矩、谐波转矩等转矩波动和各种不确定扰动,建立了包含非线性不确定项的PMSM数学模型。针对所提模型,采用非线性PI控制方法实现速度控制,得到具有鲁棒性能的控制器。非线性PI控制摒弃了传统自适应控制方法对不确定系统控制时所采用的参数辨识加反馈控制器设计的结构,不需要知道非线性不确定函数的具体形式,通过确定该函数的界来设计控制器的参数,使系统能够达到全局渐近稳定或者实现对参考信号的跟踪。仿真结果表明了控制算法的有效性。

具有电枢反应非线性不确定性的直流电机速度鲁棒跟踪控制研究

该文针对电枢反应引起的非线性不确定性及具有参数变化和负载扰动的直流电机速度跟踪控制问题,构造了一个适当的增广被控对象,将其转化为一标准设计问题,设计了速度控制系统的鲁棒状态反馈控制器,进而利用二自由度鲁棒跟踪设计方法设计了速度鲁棒跟踪控制器。仿真研究结果表明,该文所设计的速度鲁棒跟踪控制系统,不仅对于电机的非线性不确定性有较好的控制效果,而且可以有效地抑制电机负载扰动的影响。

双重强跟踪滤波励磁及速度非线性鲁棒控制

针对传统移动电站存在励磁、调速控制相互独立、缺乏联系的不足,研究和建立了励磁及机电复合调速非线性模型,提出了基于状态参数双重强跟踪滤波估计的非线性鲁棒综合控制策略.采用双重强跟踪滤波的方法,实现了模型中关键状态参量的间接获取,依据多输入多输出系统的精确反馈线性化、非线性鲁棒控制理论,对励磁、机电复合调速综合控制律进行了推导,并进行了仿真验证.仿真结果表明:负载突变时,强跟踪滤波能够快速跟踪和估计状态参数;在外部干扰存在情况下,通过求解线性矩阵不等式,本文得到的控制律在保证励磁、转速控制系统稳定的同时,能够实现L2增益干扰抑制.

增量非线性动态逆小型无人机速度控制

针对小型无人机速度控制精度差的问题,提出一种基于增量非线性动态逆的速度控制方法。首先,根据无人机运动方程和推力模型建立速度控制模型;其次,应用非线性动态逆方法获得油门控制指令与速度的直接关系式;最后,再重写无人机运动方程为增量形式,得到油门控制指令增量与加速度的控制关系式,并依此设计了速度控制律。为某飞机构建推力模型和增量动态逆速度控制器,飞行试验验证了所提方法的有效性。

高加速度运动系统的非线性摩擦前馈补偿控制

高加速度运动系统中非线性摩擦的建模补偿对提高轨迹跟踪性能至关重要。本文针对传统参数化模型难以准确预估高加速度运动启停阶段摩擦过冲等非线性摩擦的问题,在传统模型结构的基础上,结合扩展Stribeck模型,提出一种扩展参数化模型,模型参数的训练和学习样本源于高精度迭代学习控制获取的有限轨迹下非线性摩擦前馈补偿数据,并采用Levenberg-Marquardt算法拟合模型参数。最后,在音圈电机驱动的高加速定位平台上针对不同运动轨迹进行了实验验证。结果表明,该方法能够克服传统参数化模型难以消除高加速度启停阶段摩擦过冲等非线性摩擦对轨迹跟踪精度的影响;且与迭代学习控制的轨迹跟踪精度接近,有效避免了迭代学习泛化性差等问题,可实现工作空间下任意轨迹的摩擦补偿。

车队速度滚动时域动态规划及非线性控制

考虑自主车辆队列的节能安全问题,本文提出一种车辆队列协同控制方法,该方法可保证车队低能耗安全行驶.首先,充分考虑道路坡度以及车队异质性建立车队非线性模型,利用基于油耗模型的优化指标构建车队速度优化问题,提出一种滚动时域动态规划算法(Receding horizon dynamic programming, RHDP),获得车队的参考速度.然后,基于非线性车辆模型,运用反步法设计车辆跟踪控制器,并进行车队队列稳定性分析.这种协同控制方法的有效性已通过数值仿真和智能交通实验平台的验证.

用非线性切换函数改善电动机速度控制的动态性能

提出了一种改善他励直流电动机速度控制系统动态性能的新方法,该方法基于变结构控制理论,通过引入非线性切换函数,从而解决了线性切换函数响应速度相对较慢的问题。仿真结果表明,带有非线性切换函数的滑模变结构控制器能够大大改善系统的动态性能,并且还保持了稳态误差为零,从而解决了稳态误差和响应速度的矛盾。

考虑电枢反应非线性的直流电机速度踪控制研究

针对具有电枢反应非线性的直流电机速度控制系统 ,应用状态反馈线性化方法对其进行线性化处理 ,并利用速度误差构造切换函数 ,设计了速度环滑模变结构控制器。仿真研究结果表明 ,所设计的速度控制系统具有较好的跟踪性能 。

基于功率测量的异步电机非线性定子磁场定向控制

本文提出了一种基于功率测量和非线性定子磁场定向的异步电机无速度传感器控制策略,利用功率测量可以方便地进行状态变量的计算。本文将该策略应用到非线性反馈的非线性定子磁场定向控制系统中。这种控制方法不需要进行变量的坐标变换,从而使得整个控制系统实现更简单、执行速度更快。仿真和试验结果验证了该策略的有效性。

一类非线性系统的加速度规划输出跟踪动态控制

针对一类严格反馈形式的非线性二阶多输入多输出系统,提出一种带有加速度规划的输出跟踪动态控制策略.引入一个代替时间变量的路径参数用以规划路径跟踪时的加速度,回避了设计内环加速度控制回路的常规方法,简化了控制器的设计过程.对二阶系统的控制项求导进行系统扩维,基于新的增广系统,设计了使系统输出收敛于期望路径的反馈线性化动态控制律.再对加速度跟踪误差基于梯度法设计更新律使其渐近收敛于零,最后通过调节期望加速度实现定常速度控制.理论分析表明,误差闭环系统一致渐近稳定,速度误差有界.动力定位船舶循迹控制仿真结果表明了所提出控制器的有效性.

基于干扰抑制和非线性摩擦力补偿的速度环PI控制器抗饱和设计

针对永磁同步电机速度调节器积分饱和导致动态品质变差的问题,提出一种新型的抗饱和(AW)设计方法。该AW方法首先把模型的不确定性视为系统的干扰;然后为了改善系统性能和提高抗干扰能力,在比例积分(PI)控制策略基础上,对速度环设计一种基于摩擦模型补偿和扰动观测补偿的复合控制方法;最后把PI控制器退饱和后从比例(P)模式重新进入PI模式的系统响应看作是带有初始值的系统响应,同时利用时域下的系统误差动态响应方程推导出系统无超调的误差和积分条件,当系统进入饱和时,系统以最大加速度运行,直到满足条件才重新进入PI模式,并给积分赋初始值。研究结果表明:该方法确保退饱和系统的优良的动态性能和无超调运行。与现有条件积分方法及其改进的方法相比,仿真和实验结果验证该新型AW设计的可行性及优越性。

基于非线性自抗扰控制的双闭环PMSM速度控制策略研究

针对在传统PI控制策略下永磁同步电机伺服系统中存在转速易超调和抗扰能力差等问题,提出一种基于非线性自抗扰控制的双闭环永磁同步电机速度控制策略。在速度环和电流环中将传统的PI控制器替换为非线性自抗扰控制器,分别设计转速环和电流环的非线性自抗扰控制器。在转速环中,利用跟踪-微分器解决响应快速性和超调之间的矛盾;引入二阶扩张状态观测器,对扰动进行估计并补偿;通过非线性状态误差反馈控制律,提高系统的控制精度。在电流环中,通过引入自抗扰控制中最核心的扩张状态观测器,减小未知扰动对系统的影响。仿真结果表明,系统具有响应快、无超调、抗扰能力强的特点,对负载、转速变化具有较强的鲁棒性,验证了该控制策略的有效性。

用电容式加速度传感器进行角度测量的非线性标定技术

针对采用基于电容传感原理的加速度传感器来实现角度测量时出现的非线性问题,提出数据预处理与广义回归神经网络(Generalized Regression Neural Network,GRNN)相结合的非线性标定技术.结合实验,详细分析该技术的标定过程,并对该技术与单一使用GRNN进行标定的标定结果进行对比.实验结果表明,该技术标定速度快、精度高、鲁棒性强、实时性好,能有效拓展电容式加速度传感器用于角度测量的线性范围,有较高的工程实用价值.

非线性自抗扰控制对偶然测量误差的抑制作用

金刚石超精密切削是加工微结构表面的有效方法,其关键技术是快速刀具伺服系统(FTS),控制器性能是FTS的一个重要性能指标。针对电磁驱动原理的快速刀具伺服系统,建立执行机构简化的传递函数模型,引入自抗扰控制器作为快速刀具伺服系统的控制器并介绍自抗扰控制器参数的整定。最后采用非线性自抗扰控制技术,并利用MATLAB仿真非线性自抗扰控制(NLADRC)和线性自抗扰控制(LADRC)对偶然测量误差的抑制作用,得出结论为非线性自抗扰控制相比线性自抗扰控制可以更好的抑制偶然测量误差造成的不利影响。

不可逆铝冷轧机厚度控制的非线性速度补偿方法

本发明提供了一种不可逆铝冷轧机厚度控制的非线性速度补偿方法，厚度控制系统接收速度信号并计算出加速度值，根据非线性速度补偿函数计算出补偿增益，并引人轧机修正增益和带材修正增益，最后计算出总补偿量，叠加到位置AGC控制器中，完成一次开环非线性速度补偿的计算过程。使用非线性速度补偿函数计算补偿增益，并加入轧机修正增益和带材修正增益，

变像管扫描相机扫描速度及非线性的标定技术

变像管扫描相机在超快物理过程的研究中具有广泛的应用。扫描速度及其非线性作为相机的主要技术指标之一,其准确度对实验结果有着重要影响。为了准确获取数据,确保实验结果的可靠性,采用皮秒光脉冲源、标准具及精密延时器,对高速变象管相机扫描速度和扫描速度非线性进行了实验标定,取得了较好的扫描速度非线性实验数据。结果表明,标定的变像管扫描相机最大扫描速度非线性为±3.52%;标定结果最大相对误差为±1.4%。这一结果对有效提高实验数据处理和物理分析的可靠性是有很大帮助的。

一种简单实用的分散非线性励磁控制方法

基于广域测量系统(WAMS)提供的电力系统惯量中心(COI)数据,建立了COI参考坐标系下完全解耦的发电机模型,并根据Lyapunov理论和反步法思想,提出了一种简单实用的分散非线性励磁控制设计方法。该方法原理简单,仅有的3个控制器参数设置非常容易;此外,需要WAMS传送至发电机的控制信号只有3个,降低了信道拥堵的可能性。新英格兰测试电力系统(NETPS)中的仿真结果表明,这种非线性励磁控制器不仅对发电机参数、运行状态和负荷类型具有良好的鲁棒性,而且允许COI信号存在时滞,允许时滞的类型和范围基本能覆盖正常情况下的WAMS数据延时。