汽轮发电机组的鲁棒性控制

主要介绍了基于反馈线性化的非线性变结构控制、模糊变结构控制、带等效控制项的非线性变结构控制、非线性 PID控制等几种控制方式 ,以及它们在电力系统励磁、汽门及其综合控制中的应用。

基于变结构鲁棒性控制的船舶减摇鳍非线性系统研究

随着远洋运输业的迅速发展,船舶运输货物的稳定性、安全性引起了广泛重视。受到海洋气象条件的影响(如海风、海浪、洋流等),船舶在航行时不可避免的产生横摇、纵摇等多自由度运动。其中,船舶大幅度的横摇运动会导致船载设备的故障和船载货物损坏,是必须要尽量降低的运动形式。减摇鳍作为船舶减少横摇运动的主要装置,可以有效减小船舶横摇幅度,但同时也受到船舶航行速度的限制,在速度较低时减摇效果不明显。本文针对船舶传统的减摇鳍机构,结合变结构鲁棒性控制技术,设计一种新型的船舶减摇鳍非线性控制系统,并对该系统的工作原理和结构组成进行系统介绍。

自适应鲁棒性控制在泵控差动缸中的仿真研究

该论文研究了泵控差动缸高性能鲁棒性的位置控制。泵控差动缸液压系统的动态特性存在高度地非线性并且还存在较大程度的模型不确定性。为了解决上述问题,该文提出了一种自适应鲁棒性控制(ARC)策略,并构建了一种不连续映射参数的ARC控制器。该控制器不仅考虑了差动缸惯量负载参数以及其他参数的变化,而且考虑了如非补偿性摩擦力以及外负载等参数的不确定性非线性的影响,因此,该控制器具有鲁棒性参数自适应能力。从Bobcat 435小型挖掘机的一个实际工作循环提取的动臂缸的外负载和位移信号作为仿真模型的输入,验证了模型的正确性。仿真结果表明,ARC控制器可以迅速而准确的对外负载进行估计,极大的削弱了外负载对其自身的干扰,跟随误差非常小。

部分参数不准确的线性系统的鲁棒性控制

研究了部分参数不准确的线性系统在有界能量噪声作用下的控制问题，即对于系统参数的鲁棒性控制问题．先将它简化为一个带正参数δ的Ｈ∞控制问题，然后采用Ｊ无损分解方法，推导出调节问题的可解性条件和动态反馈控制器的全部显示通解．

高压直流输电系统的鲁棒性控制器的设计

研究了高压直流输电系统的非线性控制的数学模型,提出了基于该非线性系统的鲁棒控制器的设计方法。在鲁棒控制器的控制作用下,系统对于一定特点的扰动产生了较强的健康性。将此鲁棒性控制器与传统的PI控制器进行了仿真比较,证实了这一特点。

基于李指数泛函的飞机金属表面振动鲁棒性控制算法

飞机金属表面振动的运动的数学模型具有非线性和自扰动性，通过鲁棒性控制，保障飞机稳定飞行，提出一种基于李雅普洛夫指数泛函的飞机金属表面振动鲁棒性控制算法。通过算法改进和仿真实验，实现飞机控制系统优化，研究结果表明，该控制算法的鲁棒性较好，飞机扰动误差收敛到零。

空中机器人鲁棒性控制研究

"鲁棒性"是指在异常情况下系统能否维持正常运转的特性。鲁棒控制方法应用在空中机器人领域,是一种新型的科技,能够有效对空中机器人实施自主调控,保证空中机器人的稳定运行。本文首先阐述了鲁棒控制的基本概念,然后介绍了空中机器人鲁棒控制的特点,最后提出了空中机器人的鲁棒控制方法以及注意事项。

H^∞最佳鲁棒性控制系统中Q0的计算

依据Ｈ∞最佳控制理论，ＺａｍｅｓＧ和ＦｒａｎｃｉｓＢＡ发展了一种鲁棒控制系统的设计方法。当受控装置Ｐ（ｓ）没有ＲＨＰ极点时，这种方法中Ｑ０的设计仍有待解决。本文简要介绍了上述理论，提出了一种计算Ｑ０的方法，使用这种方法设计了一个系统。

参数快速自适应的电动注塑机的期望补偿自适应鲁棒控制

为了提高电动注塑机模具控制精度和稳定性,首先,针对由齿轮和滚珠丝杆结构组成的模具控制部分,建立了非线性动态模型。随后,提出了一种期望补偿自适应鲁棒控制器(desire compensate adaptive robust control,DCARC)。将参数估计过程和鲁棒控制律的设计分开,以提供更好的参数估计,并引入基于随机梯度下降法的模型补偿项以确保其瞬态性能,实现对其高精度的控制,并同时具备对参数的快速自适应能力。最后,设计了与传统控制器的对比实验,并在电动注塑机上进行了实验。对比实验结果验证了提出的方法具有较高的跟踪性能和较强的参数自适应性。

电控离合器的H_∞控制及鲁棒性分析

将车用电控离合器视为非线性动力系统 ,并在确定性数学模型基础上设计了鲁棒控制器 .为提高电控离合器控制器的鲁棒性 ,引入控制理论 .H∞ 给出性能权函数、鲁棒权函数、控制权函数的选择方法 ,并利用双线性变换解决了临界稳定系统的病态求解问题 .给定参数变化时 ,该系统的动态仿真结果表明 ,控制器响应 H∞ 快 ,跟踪精度高 ,鲁棒性良好 .

基于风险分析的海洋平台结构鲁棒性评价与控制

针对海洋平台服役周期内突发致损事件"小概率,高风险"的非比例后果特性,综合考虑常规疲劳退化与突发致损的耦合作用,定量分析了局部突发致损的直接后果及结构倒塌失效的潜在间接后果。从风险分析理论的角度,提出海洋平台结构风险鲁棒性指标,并基于Monte-Carlo随机模拟,建立了风险鲁棒性的评价方法及评价流程。通过相应算例,分析海洋平台结构全寿命周期内风险鲁棒性指标的动态特征及影响因素,并讨论了检修行为对结构鲁棒性控制的作用。模拟示例结果表明,在平台服役后期,初始损伤及疲劳退化对风险鲁棒性指标的影响愈加显著,完好平台结构的风险鲁棒性指标明显高于含初始损伤平台,至服役的第30年,两种平台的风险鲁棒性指标分别由1下降至0.913和0.67。同时,4种不同突发事件单独作用下的模拟结果表明,对风险鲁棒性影响最为显著的突发事件是爆炸,其后依次是船舶碰撞、突发火灾和重物坠落。突发事件发生后采取快修措施可有效提高其风险鲁棒性指标,且为保证平台结构维持合理的风险鲁棒性水平而采取"非完好维修"是更为经济可行的选择。

双臂空间机器人的自适应鲁棒性联合控制

讨论了自由漂浮双臂空间机器人系统关节轨迹跟踪的控制问题。由于载体位置与姿态均不受控制,空间机器人系统控制方程失去了关于惯性参数的线性关系,给控制系统设计带来极大的困难。借助于增广变量法――即恰当地扩展系统的控制输入与输出,成功地克服了上述难点。以此为基础,针对机械臂惯性参数不确定与末端抓手持有载荷参数未知的情况下,设计了自由漂浮双臂空间机器人系统关节轨迹跟踪的自适应鲁棒性联合控制方案。系统数值仿真,证实了上述控制方案的有效性。

控制系统鲁棒性的计算机辅助分析方法

本文以强抗扰恒值系统为例,说明对控制系统鲁棒性的计算机辅助分析方法。该方法比较容易找出参数摄动对系统稳定性及其性能指标的影响,并且可以找出参数的稳定域来。计算机辅助分析方法可以克服理论分析上的困难,并且可以避免线性化所带来的误差,与辅助设计结合在一起,对工业控制系统的设计和实际调整具有一定的指导意义。

移相全桥鲁棒性变增益控制策略的研究

针对传统PID控制的移相全桥变换器难以获得理想的动静态特性,在分析移相全桥模型的基础上,设计以输入电压和负载作为变参数的线性变参数模型。利用变参数极值组合将其变为多胞形模型,并通过对其顶点进行稳定性分析和控制器设计,得到一种建立在软开关移相全桥变换器的多胞形线性变参数模型基础上的鲁棒性变增益调度控制。通过Matlab仿真与传统的PID控制进行比较,表明鲁棒性变增益控制器具有更好的控制效果。

移动焊接机器人轨迹跟踪控制机制及实验

针对目前移动焊接机器人进行滑模变结构控制的动力学研究较少,且滑模变结构控制中产生的高频振荡及其对移动焊接机器人的焊缝跟踪精度影响较大的问题,搭建了移动焊接机器人平台,建立了移动焊接机器人的运动学和动力学模型,并提出了一种能够实现移动焊接机器人高精度焊缝跟踪的新型控制算法.基于移动焊接机器人的动力学模型,采用滑模变结构控制理论对移动焊接机器人进行鲁棒性控制,并采用光滑的连续函数代替滑模变结构控制中的符号,以消除高频振荡的影响.结果表明了所提出方法的可行性和有效性.在焊缝跟踪过程中,移动焊接机器人运行平稳,得到了较高的跟踪精度.

汽车动力系统的滑模控制

汽车动力系统是一个非常复杂的系统,不仅系统的参数较多,而且有着非常严重的非线性,这使得汽车动力系统不易在线辨识,只能选用鲁棒性控制。本文采用滑模控制理论进行控制器设计,对基于循环的增压柴油发动机离散平均值模型和基于时间的传动系甲均值模型进行了多级滑模面的串级滑模变结构控制,最终使车速信号能精确地跟踪给定的车速参考信号。

基于LMI的工业控制仿真器的H∞鲁棒PID控制器设计

推导了工业控制仿真器的数学模型,将工业控制仿真器配置为一个二阶的刚体对象。使用极点区域配置和H∞性能指标,并且利用线性矩阵不等式这一强大的数学工具,为其设计了鲁棒PID控制器,进行了仿真验证,得到的仿真结果表明了所设计控制器的有效性。

基于Internet的遥操作机器人系统的鲁棒控制

在基于Internet的遥操作系统中存在时变的通信时延,时变时延会严重影响系统的稳定性和操作性能。本文针对时变的通信时延对系统的影响,将时延变化率建模为系统不确定参数,提出用时间前向观测器预测从机械手的状态,用力、预测的位置和速度反馈消除或减小时延对系统的影响。通过对反馈参数的分析与设计,使整个系统具有鲁棒渐近稳定性。仿真结果表明了该方法的有效性。

搭载改进滑模控制的自动驾驶汽车轨迹跟踪控制

为了提高自动驾驶汽车在各种干扰因素下轨迹跟踪控制的鲁棒性,提出了一种改进滑模控制的鲁棒控制器。通过采用时变误差模型来设计滑模面,而不是恒定滑模面,进而缩短滑模控制器到达滑动阶段的时间。利用了MATLAB对改进后的滑模控制器,进行了滑模面仿真、变道工况仿真以及超车工况仿真,并与未改进的滑模控制器进行了对比。结果表明:改进后的滑模控制器到达滑动阶段的时间减少了33.10%;在变道仿真工况中鲁棒性提高了7.44%;在超车仿真工况中鲁棒性提高了10.45%。因而,在自动驾驶汽车轨迹跟踪控制研究中,该控制器可以提升控制鲁棒性。

基于模糊干扰观测器的无人机自主着陆逆控制器设计

针对具有显著非线性和不确定性的无人机自主着陆系统,提出基于模糊干扰观测器的非线性动态逆的控制方法,用于降低控制器对不确定性的要求。基于时标分离原则,将无人机自主着陆系统分为快回路、慢回路、非常慢回路和极慢回路,通过在快回路、慢回路和非常慢回路设计动态逆控制律使状态解耦,设计直线下滑和指数拉平的着陆轨迹,并在极慢回路进行跟踪。设计基于模糊系统的干扰观测器,以逼近外部干扰和内部不确定性等复合干扰,基于李雅普诺夫理论证明系统稳定性。最后给出了无人机自主着陆轨迹跟踪控制仿真,仿真结果表明设计控制器具有良好鲁棒性,完成无人机在外界干扰下的自主着陆控制。