线性Markov跳变随机系统的Pareto最优控制

目前针对多个主体、多个目标的带有Markov跳变的线性随机系统的控制问题的研究较少且较为浅显.本文研究了具有乘性噪声的连续时间线性Markov跳变随机系统的Pareto最优控制问题.假设多个主体、多个性能指标由状态和控制变量中的二次部分和线性部分的线性组合而形成,证明了Pareto最优与加权和优化之间的关系,从而将多目标优化问题转化为特殊的单目标加权和最优控制问题.基于Pareto博弈理论与广义Itô公式,系统的Pareto有效策略可以通过一组耦合的广义Riccati微分方程与一组耦合的线性微分方程求解,并且可以得到每一个控制器的Pareto解.最后,本文通过数值仿真验证理论结果的有效性.

一类非线性互联系统鲁棒控制问题的求解方法

含扰动的非线性互联系统的鲁棒控制问题一直是研究的热点。针对此问题,构建了一种非线性互联系统状态观测器,并基于观测器的状态估计值设计了一种状态反馈控制器。对状态估计误差与状态反馈闭环互联系统进行增广联合设计,构造了一种增广李雅普诺夫函数,给出了增广系统渐近稳定的充分条件,保证了状态估计误差趋于零,状态反馈闭环互联系统鲁棒镇定。最后,选取两类互联系统算例对所提控制方法进行仿真验证,仿真结果验证了所构建的状态观测器的可行性和基于估计状态的状态反馈控制器的有效性,所提控制方法为含扰动的非线性互联系统的鲁棒控制问题求解提供了一种参考。

透明空腔复合滤棒成型纸恒张力控制系统设计

在滤棒成型过程中,包裹基棒的成型纸的张力稳定性对滤棒中基棒间距的稳定性具有较大影响。为提高透明空腔复合滤棒产品质量,对成型纸的输送进行恒张力控制。针对透明成型纸的材质特殊性,设计了透明空腔复合滤棒卷制成型过程中成型纸恒张力控制系统,采用闭环伺服控制原理,解决了透明成型纸在滤棒卷制过程中,因张力波动大导致的滤棒质量问题。测试结果表明,透明成型纸在10N的拉力作用下长度方向变形率为0.5%,对于120mm滤棒,在急速升速过程中,最大张力波动值0.21N所引起的长度方向变形为0.012mm,对于滤棒±0.8mm的误差许可范围基本没有影响。在生产透明空腔复合滤棒的YL22滤棒成型机组上的生产应用结果显示,成型纸恒张力控制系统实现了成型纸的恒张力控制,提高了基棒定位准确性,消除了因张力引起的滤棒空腔尺寸的波动,提高了产品质量,满足滤棒稳定生产要求。

基于模糊PID控制的拖拉机遥控转向系统研究

由于拖拉机实际作业环境较为恶劣,为保证驾驶员的安全,提出了一种拖拉机遥控转向系统的设计方案。首先,对拖拉机现有的液压转向系统进行了分析,并提出了遥控转向系统的结构设计和控制策略设计;然后,通过AMEsim和Simulink分别搭建了遥控转向系统的液压部分模型和模糊PID控制器并进行了联合仿真实验。实验结果表明:设计的遥控转向系统能够实现拖拉机的转向,模糊PID控制器相对于常规PID控制器的控制效果更好,阶跃响应时间由1.49 s缩短到1.07 s,正弦跟踪响应最大误差由0.028 m缩短到0.015 m,抗干扰性也更强。

基于正系统分析的不确定非线性系统性能驱动控制方法

针对一类不确定非线性系统,提出一种保证系统状态满足预设边界性能函数的新型性能驱动控制(Performancedriven control,PDC)方法.不同于传统预设性能控制(Prescribed performance control,PPC)方法中对误差与边界性能函数的比值进行非线性变换的思路,本文基于保证状态量与上下边界的两个误差量均始终非负这一思想,引入基于Metzler矩阵的正系统分析理论,并结合切换控制技术,以最终保证系统状态始终在预设性能函数之内.系统的稳定性取决于边界性能函数的选取,而不改变控制器的形式.给出针对一类不确定非线性系统的控制设计、稳定性分析和方法讨论,数值仿真例子验证了所提出方法的有效性.

基于农业物联网的日光温室智能控制系统研究

在我国日光温室农业生产中,农业物联网技术的应用使得农业生产环境信息能够被快速地采集,并通过互联网传输到监测中心,同时能及时地通过相关系统和设备对温室进行智能化控制。本文介绍了日光温室农业物联网控制系统的设计方法,并从日光温室控制系统的硬件和软件两方面进行了详细阐述。实际应用表明该系统能够有效地提高日光温室农业生产效率,实现智能化管理。

基于扰动和输入饱和限制的连续时间系统预见跟踪控制

本文研究一类带有外部干扰和输入饱和的连续时间系统的预见控制问题.为了能成功地构造出连续时间输入饱和系统的误差系统,与以往对系统方程求导不同,本文利用状态平移方法代替状态求导,使得输入饱和连续时间系统的误差系统的构造成为可能.这样原系统的预见饱和控制就转化为误差系统的标准饱和控制问题.另外,针对原系统的误差系统,分别引入状态反馈和静态输出反馈,并改写输入向量以便利用可预见信号的未来信息.利用Lyapunov函数及LMI技巧,导出了闭环系统渐近稳定的充分条件.最后仿真例子表明了本文结果的有效性.

高阶非线性不确定系统的复合有限时间控制

本文针对一类带有外界干扰的高阶非线性不确定系统,提出基于有限时间干扰观测器的复合有限时间控制策略,为了解决终端滑模的奇异性问题,设计改进的非奇异终端滑模面.同时,双曲正切函数和指数型函数相结合,构造新型复合趋近律.为了处理外界干扰,设计非奇异终端滑模观测器,将观测到的干扰值前馈到滑模控制中,进一步提高系统的抗干扰性.最后,将设计的复合趋近律与其他5种趋近律进行仿真对比,验证复合趋近律的收敛速度和削弱抖振能力,并通过非线性系统的数值仿真验证所提出控制策略的有效性和优越性.

移动机器人嵌入式控制系统关键技术分析

本文聚焦于工业自动化领域中的一种移动机器人,通过深入分析其功能需求和工作环境,提出并实现了一套基于ARM9微处理器和专用运动控制芯片的嵌入式控制系统解决方案,以满足实际工业生产中的应用需求。

智能化沙漠草方格压沙装置自动巡航控制系统

传统的压沙作业通常依赖人工操作,效率较低且耗时,为进一步提升沙漠治理过程中草方格压沙操作的效率和精度。该文集成GPS导航、雷达传感器和摄像头等智能感知设备,使装置能够实时监测周围环境,规划最佳作业路径,实现自动避障和精准压沙操作,基于模糊PID控制算法,能够根据地形变化自动调整装置的速度和工作深度,保证作业的稳定性和均匀性。现场试验表明,该系统显著提高了沙漠治理的机械化程度和作业效率,同时降低了人工成本,为沙漠化防治提供了可靠的技术支持。

双回路控制下拖拉机发动机管理系统的设计

随着拖拉机发动机控制系统的复杂性在不断增加,拖拉机发动机扭矩管理系统需要满足多种工况需求,配备多种传感器和执行器,同时具备高效能和燃油经济性。为此,设计了基于双回路速度跟踪控制的拖拉机发动机扭矩管理系统,通过两个回路实现对发动机扭矩的精确控制,其中一个回路用于速度跟踪,另一个回路用于调节发动机扭矩。通过精确的速度控制和扭矩管理,系统可以在不同工况下实现高效的能量利用和优化的运行性能。试验结果表明:系统能够有效地实现发动机扭矩的准确控制,提高了拖拉机的整体性能和燃油经济性。研究结果旨在改进拖拉机发动机控制系统的性能,提高其适应多种工况的能力,并实现更高的燃油经济性。

基于PLC的步进电动机控制系统设计

以某自动化产线为研究对象,结合系统实际控制要求,设计了一种基于PLC的步进电动机控制系统。使用S7-1200PLC作为主控制器,配合DM556D数字式步进驱动器和110HS12步进电动机,通过TIA博途软件完成项目创建、硬件组态、IO设备分配和程序设计。该系统经综合调试,控制精度高且运行稳定可靠,可有效提高设备的工作效率。

电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势

本文通过对电气自动化工程控制系统的深入研究,分析其现状及发展趋势。首先,介绍电气自动化工程控制系统的基本概念和重要性。其次,对电气自动化工程控制系统的硬件设施现状和软件技术现状进行详细的分析。随后,探讨影响电气自动化工程控制系统的关键因素,包括技术和人为因素。接着,提出电气自动化工程控制系统的安全管理模式及方法。最后,结合产业发展和技术创新,预测电气自动化工程控制系统的发展趋势。本文的研究对了解和推动电气自动化工程控制系统的发展具有重要的理论和实践意义。

基于单片机的温湿度控制系统设计与实现

通过对单片机的温湿度控制系统进行设计,以提高单片机的应用价值。通过充分了解测控系统的组成与控制原理、明确单片机控制电路的实现方式,改变以往单片机在使用过程中存在的体积过大、使用效果无法满足实际需求等一系列问题。在单片机实际设计的过程中,利用C语言和控制程序设计了相应的执行机构电路,结合键盘输入和报警电路等方式,确保单片机的设计和控制质量得到提升。

基于单片机的智能热水器自动控制系统故障诊断研究

智能热水器作为现代家居生活中不可或缺的一部分,其自动控制系统的稳定性和可靠性至关重要。本文针对智能热水器在长时间运行中可能出现的故障,研究了基于单片机的故障诊断方法。利用PID算法对水温和流量进行实时精确控制,并结合阈值检测法、ARIMA模型和SVM算法对温度传感器、流量传感器和执行机构的故障进行诊断。实验结果表明,所提出的诊断方法能够有效检测故障,具有较高的检测精度和较低的误报率,从而可显著提高智能热水器自动控制系统的稳定性和可靠性。

基于PLC控制技术的电气设备系统优化设计

随着科技不断进步,可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)控制技术在电气设备系统中的应用日益广泛。介绍了PLC控制技术的基本定义、分类及特点,探讨了其在电气设备系统中的优化方案,包括故障诊断技术、输入/输出电路规划及模型板块选择等关键环节,并开展了设备系统优化实验验证。研究结果表明,基于PLC控制技术的优化设计能够显著提高电气设备系统的性能,降低谐波含量,增强系统的稳定性。

交流调速系统模糊分数阶内模PID控制方法

针对高精度交流调速系统,将分数阶微积分理论、内模控制、模糊控制和比例积分微分(proportional integral differential,PID)控制相结合,提出了一种模糊分数阶内模PI-νDa+ν控制器。首先,考虑到分数阶微积分的优良特性,将其引入交流调速系统的内模PID控制器中,得到了一种分数阶内模PI-νDa+ν控制器,该控制器包含3个可调参数。然后,通过阶跃响应分析了控制器参数对系统性能的影响,并根据分析结果设计了模糊控制器,实现了控制器参数的智能整定,克服了分数阶控制器参数整定困难的不足。实验结果表明,模糊分数阶内模PI-νDa+ν控制器可以使系统具有良好的动态响应、扰动抑制特性和克服参数摄动的鲁棒性。

考虑多能特性差异的综合能源系统异步优化预测控制

以典型热电综合能源系统为对象,提出了考虑多能特性差异的异步优化预测控制策略,其兼顾热、电两侧不同控制需求,通过预测模型重构和控制目标切换,在减轻系统实时优化计算负担的同时,保证了系统协调控制性能。结果表明:相比以电侧小步长优化和以热侧宽步长优化的同步控制,本文所提异步优化控制策略降低了前者控制器54%的计算时间平均值,剩余发电功率和供热水温度的控制偏差较后者分别减小了77.1%和88.8%。

控制方向未知的受限多智能体系统的预设时间模糊控制

综合考虑受控制方向未知、输入受限和状态时延影响的有领导者多智能体系统的编队控制问题,设计基于模糊逻辑系统的预设时间一致性控制策略.为了保证编队输出误差在预设时间内满足预定的约束范围要求,引入预设时间性能函数,构造Lyapunov-Krasovskii(L-K)泛函解决状态时延问题,将外界干扰和L-K泛函的导数中的部分项定义为未知非线性函数,并利用模糊逻辑系统对其进行估计,利用Nussbaum函数和均值定理分别处理控制方向未知和输入受限问题,基于以上设计,提出预设时间模糊控制策略,并通过Lyapunov稳定性理论,分析闭环系统的有界稳定性,数值对比仿真和两级化学反应器应用仿真说明控制方法的有效性.

基于ROS的蔬菜移栽机器人控制系统设计

为实现温室蔬菜移栽无人智能化作业,设计了基于ROS架构的蔬菜移栽机器人控制系统,实现了蔬菜移栽机器人自主取苗部件、秧苗栽植部件和自主移动平台的自动控制。控制系统主要分为总线单元和导航单元,并基于EtherCAT总线和Realsense深度相机搭建硬件系统,利用分层模块化理念开发基于ROS架构的软件控制系统,搭建并实现了移栽作业中取苗、投苗、栽苗及移动平台协同一体化控制。实验结果表明:在大于2s/株的取栽苗周期运动条件下,可实现较高成功率的移栽作业。所设计控制系统保证了移栽作业成功率,提高了当前蔬菜移栽机的智能化水平。