影响1025t/h控制循环锅炉再热器喷水因素的试验研究

国内许多运行的 1 0 2 5t/h控制循环锅炉主要性能参数均能达到设计要求 ,低负荷稳燃性能好 ,启停速度快 ,调峰能力强。但是锅炉普遍存在再热器喷水量偏大的问题 ,影响了机组运行经济性。通过某台 1 0 2 5t/h控制循环锅炉再热器喷水的试验 ,分析研究影响再热器喷水量的因素 ,为同类型机组的设计优化、运行和改造提供参考。

S7-400H控制系统在除盐水装置中的应用

安化集团采用西门子S7-400H替换PLC S5-H对除盐水装置控制系统进行改造,实现了装置的自动化集中控制,使除盐水系统运行更加稳定。本文对S7-400H系统的软、硬件配置及功能的实现等事项进行了较为详细的介绍。

路创电子宣布其照明控制系统可使用Apple iPhone^TM和iPod Touch控制

北京一照明控制系统制造商路创电子（Lutron）宣布其HomeWorks 创煌家 家居照明控制系统现可通过Apple iPhone^TM和iPod Touch进行控制。创煌家的用户可在iTunes App Store免费下载软件，然后通过Wi—Fi网络，利用iPhone或iPod Touch轻易地控制创煌家照明控制系统。

带扰动补偿的永磁同步电机鲁棒H∞控制

为了提高永磁同步电机调速系统的抗干扰能力,提出了一种鲁棒H∞控制方法。首先,根据鲁棒H∞控制原理,提出了永磁同步电机H∞速度控制设计方法,并介绍了求解方法。设计加权函数时考虑了跟踪性能、干扰抑制、输出限制和模型不确定性。通过伯德图详细说明了性能加权函数对动态性能的影响,并给出了加权函数的设计方法。然后,在考虑参数不确定性和未建模动态的情况下,为进一步提高系统的抗干扰能力,通过Luenberger扰动观测器将扰动作为前馈补偿观测,并将其反馈到速度控制器中,以加速动态响应,增强对扰动的抑制能力。最后,通过试验对比了传统比例积分控制器、H∞速度控制器和所提的复合速度控制器,试验结果验证了所提复合速度控制器的有效性。

考虑控制器饱和约束的单杆柔性机械臂鲁棒H∞保性能控制方法

针对单杆柔性机械臂建模误差,控制器饱和及外界扰动的不确定性因素,提出了单杆柔性机械臂的鲁棒H∞保性能控制方法。现有单杆柔性机械臂控制方法多是忽略了其质量对系统性能的干扰,未考虑控制器输入饱和对电机寿命的影响。因此,文章将柔性机械臂的质量作为建模不确定性,然后基于李亚普诺夫函数推导出不确定线性系统鲁棒H∞保性能控制器存在的充分必要条件,将控制问题转换为一个线性矩阵不等式的优化问题。最终使二次性能指标上界或H∞变化范围最小。仿真结果表明,所设计的控制器对于柔性机械臂的振动有很好的抑制效果。

回旋式倒立摆的H∞控制

倒立摆系统具有多变量、非线性、强耦合和不确定的特点,常被用来验证控制算法的优劣性。H∞在干扰抑制和鲁棒性上均有较为突出的表现。在对倒立摆控制研究情况和H∞控制理论发展情况进行简单介绍后,围绕一阶回旋式倒立摆的H∞控制进行研究。首先,基于拉格朗日方程对一阶倒立摆进行动力学分析,并近似地得到平衡点附近的线性方程;对倒立摆系统进行分析,得到倒立摆系统是能观能控系统、但平衡点不稳定的结论。其次,简单介绍基于里卡蒂方程的H∞控制器求解方法,并证明该控制器能够保证系统的稳定性。最后,仿真确定加权矩阵各元素和H∞性能指标的大小对系统性能的影响和对电机扭矩的要求,并最终确定一组相对合适的参数进行控制器设计。

快速反射镜的系统辨识与回路成形H∞鲁棒控制

音圈式快速反射镜(Voice Coil Actuator-Fast Steering Mirror,VCA-FSM)是星间激光通信中的重要伺服机构,其基于音圈电机进行驱动,FSM内部的柔性支撑结构以及轴间相对运动使系统存在复杂耦合特性,降低了系统的控制性能。对于该问题,本文提出了一种基于模型辨识的双轴回路成形H∞解耦控制方法。首先,基于激励与响应数据求解系统脉冲响应序列,构造Hankel矩阵进行系统辨识;其次,考虑系统的耦合特性,基于标称模型进行双轴回路成形H∞鲁棒控制器的设计;最后,基于VCA-FSM伺服控制实验平台,开展方波与正弦扫频实验。实验结果表明:相较于LQG与LQR控制,本文所提出的双轴回路成形H∞鲁棒控制使系统X,Y轴跟踪闭环带宽分别最大提升了54.3 Hz和54.8 Hz,显著降低了系统的耦合特性。本文所提出的控制方法充分提高了VCA-FSM伺服系统的性能,实现了双轴VCA-FSM的高性能解耦控制。

基于H∞算法的燃气轮机振动主动控制

燃气轮机机匣在工作状况下受多种零部件的影响会产生复杂的振动,将导致机组工作噪声升高、意外停机、减小设备使用寿命等问题。文中介绍了一种利用电磁致动器对燃气轮机机匣进行主动控制的方法,通过利用机匣主要振动位置处的加速度信号作为反馈信号,对系统采用H∞算法进行振动主动阻尼。实验结果表明,提出的主动阻尼方法可显著提升机匣的动刚度,并大幅减小机匣振动。

Lipschitz非线性离散系统基于观测器的鲁棒镇定控制设计

本文研究Lipschitz非线性离散时间系统的基于观测器的鲁棒镇定控制问题.首先,针对Lipschitz非线性离散系统,应用微分中值定理和线性参变系统理论,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出基于观测器的鲁棒镇定控制设计的充分条件.随后,将设计结果进一步推广,针对含干扰的Lipschitz非线性离散系统进行H∞性能分析,实现了基于观测器的鲁棒H∞镇定控制,同时给出观测器增益矩阵和控制器增益矩阵的一步求解算法.最后,通过两个数值例子验证了所提方法的有效性.

基于H∞控制的大功率液压泵功能振动系统

大功率液压泵在功能振动试验中,常采用无工况的结构验证来考核产品。伴随着大功率液压泵在机载时的工况以及故障的复杂化,仅仅进行结构验证已无法满足实际应用中的功能振动试验考核要求。本文建立了大功率液压泵功能随机振动试验控制系统的简化控制模型,并在此基础上设计了H∞控制器,增强了功能振动试验控制系统的抗干扰能力。通过仿真结果表明所设计的H∞控制器控制效果良好。最后,在受试产品的三个轴向上分别进行现场试验对试验控制系统中的干扰等进行H∞控制验证。试验结果表明,该功能振动试验控制系统能有效地降低每个轴向的产品功能加载所带来的的干扰信号,将响应谱控制在目标谱的容差范围内,顺利地完成了功能随机振动试验,系统功能可靠。

T-S模糊系统的自触发有限时间H∞控制

为克服事件触发控制对硬件设备的依赖以及控制策略频繁更新的局限,针对一类不确定Takagi-Sugeno(T-S)模糊系统的有限时间H∞控制问题,引入自触发机制,提出一种基于此机制下只与触发时刻状态有关的模糊控制器设计方法;基于自触发机制并结合有限时间控制的思想,通过设计触发间隔函数、推导并求解线性矩阵不等式(LMI),使得系统在保障稳定性的前提下,系统运动轨迹不会超过一定的界限,并达到所期望H∞性能水平;同时相较于事件触发机制,自触发机制位于系统内部,无需额外硬件设备接收触发信号且只需利用当前的触发状态信息来预测下一触发时刻,在一定程度上进一步降低系统资源成本;此外,利用李亚普诺夫函数对系统稳定性进行了严格分析,并提供一个确保能够防止芝诺现象发生的证明;最后,通过数值仿真、单连杆刚性机器人系统实例仿真两个实验说明所提方法的有效性。

基于切换拓扑的量化时滞网络有限时间H∞控制

为了研究引入量化器的基于切换拓扑的动态时滞网络的有限时间H∞控制问题,通过设计量化控制器和状态依赖切换信号的方法,利用微分包含理论、矩阵理论、稳定性理论,经过严格的推导,得到了基于切换拓扑的具有量化的动态时滞网络在无外界干扰时有限时间稳定,并且在有外界干扰时具有有限L2增益的结论,最后通过一个数值仿真验证定理的有效性。

柔性机械臂系统双时标模型的H∞鲁棒控制

为了减小柔性机械臂转动时的振动和调节时间,实现柔性机械臂的精确控制,设计了自适应滑模-H∞鲁棒组合控制器。使用奇异摄动法建立了柔性机械臂系统的双时标模型。对于慢时变子系统,设计了幂次随系统状态自适应调整的趋近律,得到了基于自适应滑模变结构的慢时变子系统控制方法;对于快时变子系统,考虑到模型不确定问题,设计了γ次优H∞鲁棒控制器;将自适应滑模控制器与H∞鲁棒控制器进行组合,得到针对双时标模型的组合控制器。经仿真验证,对于刚性机械臂的阶跃输入,自适应滑模控制器的调节时间和超调量小于传统幂次趋近滑模控制器;对于模型不确定的柔性机械臂系统,组合控制器的振动幅度小、调节时间短、鲁棒性强,验证了H∞鲁棒控制器在柔性机械臂控制中的优越性。

四轮独立驱动EV侧向稳定性H∞鲁棒容错控制

为解决参数不确定性四轮独立驱动电动汽车发生执行器及传感器故障时车辆侧向稳定性控制问题,提出一种H∞鲁棒容错控制方法。运用故障矩阵函数引入车辆连续性故障,建立了考虑执行器及传感器故障的二自由度车辆参数不确定性动力学模型。运用线性矩阵不等式求解方法设计车辆侧向稳定性H∞鲁棒容错控制器,保证车辆动力学系统渐近稳定性及抗干扰能力,实现控制系统H∞鲁棒性能满足给定的干扰衰减指标。搭建CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真实验平台,验证控制器的有效性。仿真实验表明,所设计H∞鲁棒容错控制器能有效提升了车辆的侧向稳定性及安全性,对车辆故障具有良好的容错控制能力。

一类随机非线性系统的有限时间H_(∞)控制

本文研究一类随机非线性系统的有限时间H∞控制问题.考虑闭环系统在有限时间间隔内的瞬态性能和抗干扰能力,对伊藤型随机非线性系统进行了研究.利用Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LMI)得到了系统满足均方有限时间有界的充分条件,进一步设计了有限时间H∞控制器,并给出了系统满足均方有限时间有界和相应H∞性能的充分条件.最后给出了两个例子验证了该方法的有效性和可行性.

ILC-H∞控制下车辆液压减振特性分析

为进一步提高复杂路况下车辆半主动悬架系统的减振性能,提出一种基于迭代学习(Iterative Learning Control,ILC)改进的H∞控制(ILC-H∞Control)策略。首先,提取自适应阻尼减振器(Adaptive Damping System,ADS减振器)的阻尼特性实验数据,利用Sigmoid模型对阻尼参数进行辨识拟合;引入P型迭代学习控制器弥补传统H∞控制中权函数的盲目性,构建期望回路增益,将模型匹配问题转化为迭代学习中期望回路函数的路径跟踪问题,提高悬架阻尼调节的灵活性与自适应性。结果表明:在B级随机路面和冲击路面激励下,与被动悬架和H∞传统控制下的半主动悬架相比,该控制方法的性能提高了近49.04%。

一类不确定时滞系统的非脆弱H∞控制

针对一类具有强结构不确定性的时滞系统,构造了适当的Lyapunov函数,得到了系统内部渐进稳定的判断准则。同时,借助线性矩阵不等式的可行解设计了系统的非脆弱反馈控制器。最后,通过数值示例验证了理论结果的有效性。

电动助力转向系统的鲁棒H∞控制研究

电动助力转向系统(Electric Power Steering,EPS)中,机械摩擦、传感器噪声和路面干扰等不确定因素将降低EPS的助力跟踪性能、转向轻便性和鲁棒稳定性。针对该问题,以电动助力转向的助力跟踪性能、转向路感和车辆操纵稳定性为控制目标,基于电压补偿控制,设计了鲁棒H∞控制器。利用MATLAB/SIMULINK搭建了EPS控制模型、二自由度整车模型、轮胎模型,在单位阶跃操纵力矩作用下,仿真对比了电压补偿控制和基于电压补偿的鲁棒H∞控制的仿真响应情况,结果表明基于电压补偿的鲁棒H∞控制具有更好的助力跟踪性能、转向路感和鲁棒稳定性。

一种核磁共振兼容液压驱动穿刺手术机器人的动力学建模及H_(∞)控制方法研究

脑瘤是影响国民健康状况的重大难题。为了确定脑瘤的发展程度,以确定下一步治疗方案,通常需要对脑瘤组织进行穿刺活检手术。由于核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging, MRI)对软组织有更好的分辨率,常用来检测脑部肿瘤。因此,针对MRI兼容的机器人的相关研究是非常必要的。本文基于一种核磁共振兼容的液压驱动穿刺手术机器人,根据液压连通器的原理,推导了该机器人的运动学模型,并基于流体力学的相关理论,得到了该机器人的动力学模型。为了精确控制所设计的机器人系统,根据H∞控制理论设计了该液压驱动系统的状态反馈H∞控制率,使机器人可以快速、稳定地跟踪目标信号。最后,通过实验研究,该机器人系统的综合定位精度为0.56 mm,在x轴、y轴、z轴、俯仰轴和横滚轴上的平均定位精度分别为0.41 mm、0.6 mm、0.67 mm、0.886°和1.17°。研究结果验证了机器人辅助定位穿刺针的性能,所建立的动力学模型和控制方法对穿刺机器人的控制算法研究有一定的参考价值。

一类离散时间无限状态马尔可夫跳跃系统H∞控制

研究了一类具有同时受乘性噪声和无限马尔可夫跳参数影响的离散时间随机系统的控制问题。首先,给出了一个关于黎卡提方程解的线性不等式,通过求解线性不等式,构造了一个控制器,其次,利用算子理论和随机分析等知识给出离散时间随机系统的无限时域的有界实引理,并且通过一个耦合的黎卡提方程,证明了线性不等式的解和有界实引理之间的等价性。最后关于随机系统的一个线性反馈控制方案以黎卡提方程稳定解的线性矩阵不等式形式被提出,保证了随机控制系统的内部均方稳定性。