基于稳定逆的生化过程操作曲线求取方法

针对生化过程中操作曲线的求取问题,提出一种非线性稳定逆的近似求解方法。该方法根据过程动力学模型,利用改进的稳定逆算法来求解对应生产输出目标的操作曲线。并针对稳定逆算法计算量过大的问题,通过对稳定逆原理中的内动态进行离散化处理,将原本利用非线性系统内动态方程求解内动态解析解的过程,利用递推公式转化成求解内动态的离散数值解,从而加快稳定逆算法的计算速度。最后以化学反应器为例进行操作曲线设计的仿真,验证了所提方法的可行性。

基于稳定逆的直流炉机组协调控制系统前馈-反馈控制

为改善协调控制系统在机组运行过程中的控制效果,提出了基于直流炉机组非线性模型的前馈-反馈控制方法:首先通过合理简化,建立具有一定精度且适用于控制器设计的非线性模型,再引入稳定逆理论,求取该模型的稳定逆解,利用逆系统前馈控制使得机组输出迅速达到设定值附近,最后设计具有多个输出变量的反馈控制器,以消除外界扰动引起的跟踪误差.在不同的静态工作点下完成状态扰动与设定值扰动的仿真实验,并与基于状态反馈线性化的非线性内模结构的控制效果进行了对比.结果表明:基于稳定逆的前馈-反馈控制具有良好的设定值跟随能力.

基于稳定逆的非最小相位系统的迭代学习控制

针对迭代学习控制在非最小相位系统上应用效果差的缺点,根据最优化性能指标和非因果的稳定逆理论,提出了一种基于稳定逆的最优开闭环综合迭代学习控制,分析了学习律的收敛性并给出了此种非因果的学习律在实际应用中的运用方式.

基于稳定逆的UUV路径跟踪控制

针对水下无人潜航器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)路径跟踪过程中存在的非最小相位特性,提出了一种基于稳定逆的UUV路径跟踪控制方法。根据稳定逆的思想,首先,求取跟踪系统内动态的有界解;通过求解过程,设计了跟踪系统基于期望轨迹的稳定逆;由稳定逆产生期望控制输入和期望的状态轨迹,反馈控制器实现了系统在线完成对期望轨迹的精确跟踪。仿真实验证实该方法可以实现UUV对规划路径的精确跟踪。

基于非线性稳定逆技术的水下滑翔机前馈控制器设计

针对具有非最小相不稳定内部动态的水下滑翔机运动控制问题,采用基于稳定逆技术的设计方法设计了前馈控制器。水下滑翔机在有限时间内的稳态间转换过程,被视作两点边值问题。将一种新型前馈控制器设计方法拓展,应用于非线性多输入多输出水下滑翔机系统;利用两点边值条件,为前馈控制器设计了期望输出轨迹。仿真结果表明,在设计的前馈控制器作用下,滑翔机内部动态的解,不仅是有界的,而且是因果的;通过选定合适的转换时间,可以满足滑翔机系统的输入输出限制,降低对控制输入激励的需求。

基于最优状态转移的非因果稳定逆（英文）

本文研宄非最小相位系统的精确跟踪问题.理想情况下,非最小相位系统针对参考轨迹的精确跟踪可以通过非因果稳定逆方法实现,但控制输入需从负无穷处开始作用.而在实际情况下应用非因果稳定逆算法时,控制输入通过延拓提前作用的时间是有限的,只能得到近似的跟踪效果.本文提出了一种基于最优状态转移的非因果稳定逆算法,能够在实际情况下实现非最小相位系统对参考轨迹的精确跟踪,放松了稳定逆方法对系统的初始状态和延拓时间的限制,而且在相同跟踪效果的条件下,比近似稳定逆方法的延拓时间更短.对比仿真结果验证了所提方法的性能.

基于稳定逆因果近似解的无人机空速/高度精确解耦跟踪(英文)

基于稳定逆解决无人机空速/高度的精确解耦跟踪这一本质为非最小相位输出解耦跟踪的问题。创新点在于给出了近似误差的渐进收敛的稳定逆因果近似解的求取方法,克服了稳定逆求解时的非因果问题。该方法的优点是:不需期望输出轨迹为预先已知的时间函数,拓宽了稳定逆的适用范围;该方法计算量小,比现有方法更有利于稳定逆的在线实时应用。利用此方法获得轨迹跟踪所需的前馈控制和状态参考轨迹,结合反馈控制实现能有效解决无人机空速/高度的精确解耦跟踪。

基于稳定逆的飞机纵向自动着陆控制律设计

针对着陆过程中飞机对象的非最小相位特性,设计了基于稳定逆的飞机纵向自动着陆控制律。通过求解系统内部动态的有界解,设计了系统对于期望轨迹的稳定逆;基于相对阶的概念设计了光滑、连续的进场着陆期望轨迹。由稳定逆产生期望控制输入和状态轨迹,反馈控制器克服飞机参数不确定性及外界干扰。仿真结果表明,所设计的自动着陆控制律具有精确跟踪期望轨迹的能力,满足国军标关于纵向着陆的要求。

非线性不确定微分方程的依逆分布稳定性

不确定微分方程已经成为解决受不确定因素干扰问题的一个有效工具,吸引了很多学者的关注.不确定微分方程的稳定性定义有依测度、依期望、依逆分布、指数稳定等.文章分析了三种类型的非线性不确定微分方程.重点是研究解的依逆分布稳定性,得出不确定微分方程依逆分布稳定的充分条件,利用Gronwall不等式给出了证明过程,并分别给出相应的例子.

群在集合上的逆作用

由逆同态提出群逆作用的概念;研究群逆作用的情况,得到逆轨道及逆稳定子群的概念,接着给出几个群逆作用的例子及研究群逆作用得到的一些结论;最后应用群逆作用的观点给出Sylow定理一个证明.

自动着陆精确轨迹跟踪控制

研究自动着陆过程中的非最小相位飞机对象的轨迹精确输出跟踪问题.分析了自动着陆过程的特点,采用稳定逆控制方法并结合反馈控制器设计了大型运输机的自动着陆控制律.稳定逆根据对象模型产生期望控制输入和期望状态轨迹,反馈控制器处理飞机对象参数不确定性及外界干扰.基于飞机对象的相对阶,设计了满足舒适性的光滑进场着陆期望轨迹.仿真结果表明,自动着陆控制律具有精确跟踪能力,自动着陆过程满足美国联邦航空局III类精密进场着陆要求,并且飞机内部动态稳定有界.

非最小相位系统的扩展Laguerre基函数迭代学习控制

针对非最小相位系统的跟踪问题,提出了一种新的基函数迭代学习控制算法.该算法利用新型的非因果Laguerre扩展基函数逼近系统逆传递函数,设计最优迭代学习律使系统输入收敛到系统的稳定逆,保证了控制性能.算法不依赖于系统的先验模型,仅需以基函数信号作为系统输入进行模型辨识,减少了模型不确定性的影响.通过对单连杆柔性机械臂这样的典型非最小相位系统跟踪问题的仿真,验证了该方法的良好效果.

无人机自主精确着陆控制律设计及仿真研究

将无人机对理想着陆轨迹精确跟踪能力和抗干扰能力的要求分开考虑,从精确输出跟踪和鲁棒性两个角度综合自主着陆控制律。针对着陆过程中动态方程的非最小相位特性,利用在线稳定逆产生用于着陆轨迹精确跟踪的前馈输入和状态参考轨迹。将建模误差等不确定性和外干扰看成为广义干扰,利用一个构造性的非线性干扰观测器对其进行观测。在干扰观测器的基础上设计滑模控制器对状态参考轨迹跟踪的误差系统进行鲁棒镇定。仿真结果表明,设计的自主着陆控制律能精确跟踪理想着陆轨迹,并有很好的鲁棒性和抗干扰性。

空速/高度精确解耦跟踪控制研究及仿真

飞行器空速/高度的精确解耦跟踪,控制本质上是非最小相位输出精确解耦跟踪控制问题,由于存在内动态不稳定性,经典逆系统方法无法使用。将稳定逆方法与滑模控制相结合来解决存在的问题。首先针对稳定逆非因果性带来的问题,给出了一种稳定逆因果近似解的求法,经计算证明了近似结果误差的渐近收敛特性;然后利用稳定逆因果近似解将输出跟踪问题转化为不确定系统的鲁棒镇定问题,并对滑模控制和干扰观测器设计了相应的反馈镇定控制器。经过仿真表明综合稳定逆因果近似解和滑模控制的方案既发挥了逆系统方法的动态解耦能力,又利用了滑模控制的鲁棒性实现飞行器空速/高度精确解耦跟踪控制,也可以很好的兼顾控制器的鲁棒性和抗干扰性。

非最小相位系统的基函数型自适应迭代学习控制

针对重复运行的未知非最小相位系统的轨迹跟踪问题,结合时域稳定逆特点,提出了一种新的基函数型自适应迭代学习控制(Basis function based adaptive iterative learning control,BFAILC)算法.该算法在迭代控制过程中应用自适应迭代学习辨识算法估计基函数模型,采用伪逆型学习律逼近系统的稳定逆,保证了迭代学习控制的收敛性和鲁棒性.以傅里叶基函数为例,通过在非最小相位系统上的控制仿真,验证了算法的有效性.

汽包炉单元机组的滑压工况通用非线性输出跟踪控制

正确反映机组动态特性的系统非线性模型和品质优良的非线性控制系统设计,是从本质上解决单元机组大范围、全工况优化运行,提高机组的快速负荷响应能力的2个根本问题。解决机理模型的准确性和复杂性的矛盾是非线性控制系统设计的关键。模型和控制的通用性是使控制系统能够广泛应用的便利条件。针对以上3方面的问题,提出了基于汽包炉单元机组机理模型的非线性稳定逆输出跟踪控制方法,首先建立能够正确反映机组动态特性的适度复杂的机理模型,构造输出项,使稳定逆解存在,并分析期望输出设定的合理性、可行性,然后设计非线性输出跟踪控制器,证明了该控制器的闭环稳定性。通过对河津电厂300MW燃煤机组仿真实验与现场DCS实时数据比较分析,验证了系统的有效性。

奇异系统的输出跟踪在化学反应器中的应用

稳定逆定理在非线性奇异系统中有着非常重要的应用。在微分几何理论的基础上,提出一种非线性奇异系统的稳定逆控制方法。计算出能够映射出期望输出轨迹的参考状态、参考代数变量和参考输入轨迹,并将其作为前馈控制器,然后引入反馈控制达到期望的状态轨迹稳定和输出轨迹跟踪。该方法在气液两相反应器这样一类广泛存在于化工过程中的反应模型中的应用,验证了该方法的有效性。

基于小波变换的非线性尺度扩散方法

小波变换用于图像处理之所以具有特别的优势,因为它能够聚焦到图像的细微变化。与小波变换不同,用偏微分方程来进行图像处理则需要对图像进行反复的迭代,直到得到一个稳定解,其整个过程是对图像进行整体处理,而且在去噪的同时,可以很好地保持边缘形状不变。若将两者有机结合,则不仅会克服各自的缺点,而且会得到更好的效果。为了在进行图像处理时,既能很好地抑制噪声,又能尽可能多地保持图像细节,提出了一种小波变换与非线性尺度扩散相结合的图像处理方法。该方法是利用小波变换的时频局部性和非线性尺度扩散的边缘增强特性来对图像进行处理,实验结果表明,其不仅能很好地抑制噪声,而且可保留尽可能多的图像细节,可见该方法是有效的。

基于神经网络的自适应Dahlin数字控制器

在常规Dahlin数字控制器的基础上,采用神经网络理论确定Dahlin控制器参数,提出了一种基于神经网络的自适应Dahlin数字控制器.该控制器具有收敛速度快、鲁棒性强的特点,既可用于参数时变和时滞未知的受控对象,亦适用于逆不稳定过程,不存在控制器的振铃现象,是解决具有慢时变和时滞未知工业过程控制的有效方法.

基于神经网元的自适应Dahlin数字控制器

在常规Dahlin数字控制器基础上，提出了1种基于神经网元的自适应Dahlin数字控制器．它具有收敛速度快、鲁棒性强的特点，而且学习算法是自适应的．它既可以用于参数时变和时滞未知的受控对象，又适用于逆不稳定过程，同时不存在拉制器的振铃现象，是解决具有慢时变和时滞未知工业过程控制的有效方法．