战机追踪非线性H_∞导引律研究

战机追踪导引性能的关键是其火控系统应具有高性能的导引律。本文采用基于非线性追踪动力学模型 ,视目标机动为不确定摄动 ,应用 H∞ 控制理论设计的导引律用于空战战机追踪 ,具有对机动逃逸目标追踪的鲁棒性 ,不用对目标的逃逸机动进行估计与测量便能有效截获机动目标。仿真研究表明 ,所设计的导引律可有效地用于战机追踪作常值与随机机动逃逸的目标 ,通过与应用广泛的比例导引性能比较 ,说明其在截获时间、能量消耗及鲁棒性方面具有优势 ,可为实际工程应用提供参考。

车辆座椅悬架系统的建模与H_∞鲁棒控制研究

建立了四自由度的“车-椅-人”悬架系统动力学和数学模型．运用H。鲁棒控制理论为车辆座椅悬架系统设计了鲁棒控制器，并且借助Matlab软件对鲁棒控制器和最优控制器的控制性能进行了仿真分析．仿真结果表明：与最优控制器相比所设计的鲁棒控制器能更好地抑制座椅悬架系统的垂直振动加速度，在共振频率附近其减振幅度能达到50％～60％，大大提高了乘坐舒适性，并且该系统能够承受一定的模型参数不确定性，具有良好的鲁棒稳定性．

燃烧控制系统H_∞鲁棒控制器设计

针对火电厂燃烧控制系统传统控制策略的不足,给出了以辐射能信号为串级控制的中间被调量的H∞鲁棒控制燃烧系统。介绍了设计控制器的过程,通过仿真分析了该控制器的稳定性和鲁棒性,并与采用参数自调整的辐射能信号的模糊PI复合控制系统进行了比较。仿真结果显示:该控制器有良好的鲁棒控制稳定性和鲁棒控制性能。

飞机着陆系统的一种鲁棒H_∞控制器设计

利用鲁棒 H∞ 控制理论设计了某型飞机的自动着陆系统。讨论了飞机自动着陆过程的要求 ,分析了系统中可能受到的干扰 ,之后建立了 H∞ 控制问题的系统模型。针对飞机着陆时的要求设计了一种鲁棒 H∞ 控制器以抑制阵风的影响。仿真结果表明 ,所设计的控制器对自动着陆时的干扰具有较好的抑制能力 。

具有随机丢包的非线性网控系统的鲁棒H_∞故障检测

针对具有模型不确定性和状态时滞的非线性网控系统,对它具有随机丢包的鲁棒H∞故障检测问题进行研究。采用动态故障检测滤波器构造残差产生器,将鲁棒H∞故障检测问题转化成H∞滤波器设计问题。所设计的鲁棒故障检测滤波器保证了故障检测系统均方渐近稳定且具有特定的H∞性能指标γ。数值仿真结果表明:利用该方法能够迅速准确地检测出系统的故障信号。

大型离心铸造机中温度的鲁棒H_∞控制应用研究

大型离心铸造机主要用来生产轧辊,而轧辊生产需要二次浇注(添芯),整个生产工艺过程对转速、时间及温度等工艺参数有着严格要求,其控制效果直接决定着产品质量.本文根据目前大型卧式离心机生产现场的实际情况,由机理分析结合实验辨识得到大型卧式离心铸造机的不确定性模型,提出一种基于鲁棒H∞控制的温度控制方案,使温度的变化处于完全控制范围内,从而有效地保证产品的质量.

BTT导弹H_∞鲁棒自动驾驶仪的6DOF数学仿真

该文Ｈ∞对控制方法设计的ＢＴＴ导弹自动驾驶仪进行六自由度（６ＤＯＦ）数学仿真。与传统的逐段切换自动驾驶仪增益以控制导弹沿全弹道飞行方法相比，本仿真仅用对标准弹道上某特征点设计的一个Ｈ∞鲁棒自动驾驶仪控制导弹的全弹道飞行。仿真结果表明：设计的Ｈ∞鲁棒自动驾驶仪能控制导弹在较大空域内稳定、准确地飞行，在满足一定的性能指标要求的前提下系统有很强的鲁棒稳定性。

基于H_∞控制理论混凝土约束收缩控制器设计

介绍H∞控制理论以及基本算法,对混凝土约束收缩系统进行建模,进而设计了基于H∞控制理论的控制器。模拟仿真表明H∞控制能加快系统的响应时间,改善系统性能,对外界干扰以及模型的不确定性具有鲁棒性。最后,通过对混凝土约束收缩过程中所采集的位移和力的数据分析,说明了H∞控制器能更好地抑制外界波动的影响,实现了混凝土来回约束收缩10μm的高精度控制要求,从而验证了此H∞控制器的可靠性。

基于H_∞控制的车辆座椅主动悬架系统

建立了四自由度的“车-椅-人”悬架系统的力学和数学模型，运用H∞鲁棒控制理论设计了车辆座椅主动悬架系统的鲁棒控制器。并且用MATLAB软件包及Robust-Control-Toolbox对座椅悬架系统进行了仿真分析。仿真结果表明：鲁棒控制策略能很好地抑制座椅主动悬架系统的垂直振动加速度，其减振幅度在共振频率附近能达到50～60％，大大提高了乘坐舒适性。并且，该系统能够承受一定的模型参数不确定性，具有良好的鲁棒稳定性。

基于内环H_∞控制的实时混合试验

实时混合试验将结构的关键部位作为试验子结构进行试验,而其余部分作为数值子结构在计算机中模拟,并通过作动器或振动台对试验子结构进行加载来实现二者边界条件的协调。由于作动器-试件系统复杂的非线性动力特性,传统的PID控制器性能受到一定影响,必须采用时滞补偿方法或外环控制消除作动器-试件系统的非线性动力特性影响,才能保证实时混合试验的成功。为在作动器内环消除作动器-试件系统非线性动力特性的影响,采用基于混合灵敏度的H_∞控制理论设计实时混合试验作动器内环控制器,并研究了这种方法的可行性。数值仿真表明,H_∞控制器表现出较好的跟踪性能并具有一定的鲁棒性;单自由度线弹性结构实时混合试验证明了该方法在作动器内环控制上的可行性。

船舶舵减横摇H^∞鲁棒控制系统

研究了船舶舵减横摇鲁棒控制系统设计问题。根据船舶运动和流体力学原理,指出了舵上产生的横摇力矩及船舶航向(艏摇)与横摇的分频特性,是舵-航向/横摇综合控制技术的基础。提出广义输出干扰的概念,将舵减横摇控制系统广义对象的奇异控制问题转化为非奇异标准控制问题,给出了艏摇/横摇耦合运动的线性分式变换模型和广义对象状态空间实现,设计了舵减横摇H∞鲁棒控制系统,并用结构奇异值理论对所设计的系统进行了鲁棒稳定性和鲁棒性能分析。通过数字仿真,证明所设计的控制系统具有良好的减摇控制效果和鲁棒性。

基于改进H∞算法的电动转向控制系统仿真研究

首先对电动助力转向系统(EPS)进行了建模、分析及合理的简化。根据该系统特性,选择基于H∞的控制方法。在对S/T奇异值曲线的深入观察和研究的基础上,提出一种根据系统频域关键参数先构造闭环函数然后反推出系统控制器的方法。EPS系统频谱分析及干扰和模型参数摄动下的仿真结果表明,该方法设计的控制器简单有效,具有很好的鲁棒稳定性和鲁棒性能。

基于鲁棒H∞控制的电液伺服系统执行器位置跟踪控制研究

为了提高电液伺服系统执行器位置跟踪精度,从而降低整个液压系统的能量消耗,采用鲁棒H∞控制方法,对位置跟踪和能量消耗进行仿真验证。给出了电液伺服阀装置简图,对阀芯的运动和流体在阀门孔内的流动进行建模,推导出控制阀、液压执行器和比例溢流阀方程式。针对传统不可控供应压力的电液伺服系统进行改进,提出了一种可控供应压力的电液伺服系统结构。为了节约能量消耗,设计出6种工作模式,以提高电液伺服系统的效率。针对每种工作模式设计鲁棒H∞控制器,给出了控制器的切换规则。采用Matlab软件对电液伺服系统执行器位置跟踪和能量消耗进行仿真,与改进前进行对比。结果显示:采用改进前电液伺服系统,执行器运动位置跟踪误差较大,能量消耗较多;采用改进后电液伺服系统,执行器运动位置跟踪误差较小,能量消耗较少。采用可控供应压力的电液伺服系统,执行器不仅可以降低运动位置跟踪误差,而且通过切换工作模式可降低能量消耗。

基于H∞理论的数控机床磁悬浮轴承控制器的研究

本文介绍了磁悬浮轴承控制系统和控制原理 ,并对系统建立状态空间数学模型。采用了基于H∞控制系统的优化设计思想 ,在对轴向磁轴承H∞控制进行分析的基础上将H∞控制应用于磁轴承的控制器设计中。借助于Matlab给出了H∞控制的仿真波形。仿真和实验表明 :基于H∞理论的控制具有更好的稳定性、较强的鲁棒性和抑制扰动的能力。

天然气发动机怠速鲁棒控制

将H∞鲁棒控制理论应用于天然气(CNG)发动机的怠速控制,建立了CNG发动机动力学模型,描述了发动机的不确定性。应用Matlab鲁棒控制工具箱,设计出基于H∞理论的CNG发动机怠速控制器,并进行了仿真分析和试验。仿真和台架试验表明,H∞控制具有很好的鲁棒性,提高了CNG发动机怠速工况的稳定性。

基于Η∞鲁棒控制的电液负载模拟器的性能研究

将电液负载模拟器中的多余力矩视为外干扰,并考虑各种不确定性的影响,采用基于Η∞鲁棒控制理论的方法设计了鲁棒控制器;同时,采用该控制器针对系统存在参数变动、高阶未建模动态及外干扰等不同工况时的特性进行了仿真研究以及系统动静态特性的实验研究。仿真和实验结果表明,在该控制器的作用下,系统不仅很好地实现了动态跟踪性能而且表现出良好的鲁棒性。系统的性能指标达到幅值误差小于±10%及相位滞后小于10°时的有扰闭环频宽为10Hz。

直线电机悬浮平台的μ-Η_∞鲁棒控制

针对直线电机悬浮平台系统采用直接驱动方式易受参数变化、负载扰动、端部效应和齿槽效应等不确定性因素影响的问题,在系统模型反馈线性化的基础上,结合鲁棒控制器的设计方法和μ综合D-K迭代法,分别对悬浮平台系统的水平方向和竖直方向设计μ-Η∞速度控制器.与速度控制器相比,该控制器具有更好的鲁棒性和快速性.仿真结果表明,采用了μ-Η∞控制策略的系统对不确定性因素的影响有很好的抑制能力,实现了悬浮平台系统对定位精度、快速性和鲁棒性的要求.

电液负载模拟器多余力的混合补偿策略

针对电液负载模拟器因存在多余力而影响加载精度的问题,建立负载模拟器数学模型,分析多余力产生机制,提出包含定常补偿器和干扰观测器(Disturbance observer,DOB)的多余力混合补偿策略以提高加载精度。首先基于结构不变性原理设计定常补偿器,再通过求解H_∞混合灵敏度问题获得DOB,补偿剩余多余力并提高系统鲁棒性。静态、高频动态力函数跟踪仿真表明多余力减少65%以上,动态响应快速,摄动仿真表明负载模拟器对系统不确定性的影响有较好的鲁棒性;动态加载试验证明了策略的正确性和有效性。

三自由度直升机奇异系统鲁棒控制

研究了三自由度直升机奇异系统的鲁棒控制。首先提出了三自由度直升机奇异系统问题,然后基于状态空间方法建立三自由度直升机的线性动力学系统模型,并详细分析了系统的鲁棒稳定性,推导并证明了奇异标称自治系统鲁棒渐进稳定的条件。提出了基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒H∞状态反馈控制器设计方法。仿真及实验结果表明了该方法的有效性。

基于模糊平滑切换的直升机飞行控制与仿真

研究了直升机前飞状态下的模糊平滑切换控制方法和仿真验证问题。首先,在不同的平衡点,对直升机模型进行线性化,得到线性子模型集。再针对每个子模型,设计了基于遗传算法的H∞控制器。然后采用模糊平滑切换策略设计了全局控制器。最后对设计得到的直升机飞行控制系统进行了仿真。仿真结果表明,所设计的直升机飞行控制系统实现了前飞状态下不同速度的飞行控制,保证了控制过程的平滑性,达到了ADS-33D操纵品质水平1的要求。