基于Bouc-Wen模型的肌腱-鞘结构非线性位置控制

针对肌腱-鞘结构在传递过程中存在严重摩擦、间隙滞后等非线性因素导致无法精准控制的问题,提出了一种基于BoucWen模型的非线性位置控制器。首先,根据Bouc-Wen模型对肌腱-鞘结构的迟滞进行建模;其次,在输出位置反馈的情况下,提出了一种迟滞观测器以补偿系统的非线性干扰;然后,根据迟滞观测器构建了非线性控制器以实现远端的精确位置控制。同时,还利用Lyapunov稳定性准则分析和证明了肌腱-鞘系统的稳定性和有界收敛性;此外,还考虑了远端外部干扰对系统输出的影响。最后,仿真结果表明所提控制器不仅可以显著改善肌腱-鞘结构的精确控制性能,还能有效抑制外部干扰对系统的影响。与常见的逆前馈控制相比,所提出的控制策略在正弦信号的跟踪误差方面表现出色,其峰值仅为0.011 rad,相较于常规情况下的0.251 rad,显著降低。

闭式泵控采煤机调高系统的高精度控制

闭式泵控采煤机调高系统取消了传统的控制阀组,系统的能量损失小。但泵控系统由于回路的泄漏、泵的死区等影响,导致其非线性严重、控制精度低下,进而降低了采煤机调高系统的运行品质。针对这一问题,设计了一种变论域模糊自适应PID来对滚筒进行闭环位置控制。结果表明,与传统的PID控制相比,所提出的控制方法可显著提高滚筒的定位能力,稳态时误差可减小65%以上;同时,在随机性负载力的作用下,滚筒的抗扰动能力更强。

多机系统中SVC与发电机励磁协调非线性控制器的设计

作者应用直接反馈线性化(DFL)控制理论,解决了多机系统中静止无功补偿器(SVC)与发电机励磁的协调控制问题,设计出了SVC与发电机励磁协调非线性控制器。为解决电力系统的功角稳定和电压控制提供了新的可能的途径。

高精度位置伺服系统的鲁棒非线性摩擦补偿控制

对含非线性摩擦环节的位置伺服系统 ,提出一种基于 L yapunov直接法的非线性鲁棒控制算法。在非线性摩擦函数未知和系统参数时变的情况下 ,使跟踪误差趋于零。并以转台伺服系统为例进行数值仿真 ,结果表明该方法有效 。

发电机励磁与TCSC的非线性协调控制

针对电力系统的稳定性问题,设计了发电机励磁系统与可控串联补偿TCSC(thysistor controlled series compensation)装置的协调控制器。该方法从发电机励磁系统与TCSC模型出发,建立了含TCSC的单机无穷大系统的四阶非线性状态空间模型,利用非线性系统的微分几何理论,将其非线性模型精确线性化。在线性化模型的基础上,考虑电力系统运行参数的不确定性,采用滑模控制理论对发电机励磁系统与TCSC进行协调控制,通过指数趋近律和准滑动模态方法,最终获得了整个系统的滑模协调控制规律。单机无穷大电力系统仿真结果表明,所设计的协调控制方法对电力系统的扰动具有良好的适应性和鲁棒性,提高了电力系统的稳定性。

迟滞非线性系统的建模与控制

介绍了对不平滑、多映射迟滞非线性系统的研究成果,重点阐述了迟滞建模与控制器设计的研究现状.详细地分析比较了Preisach模型和线性迟滞模型优缺点.在控制器设计方法方面,比较了常用的两类基于逆模型补偿方案的特点、差别和适应范围,并扼要论述了其他控制方案.最后,对迟滞研究中仍需解决的问题和未来发展方向进行了探讨.

贯流式水力机组混合神经网络控制

本文利用非线性递归神经网络与单神经元线性ＰＩＤ控制相结合的方式来改进神经元ＰＩＤ调节器，并将其运用于贯流式水力机组单机带孤立负荷运行时的频率控制。仿真试验表明，该方案能有效地抑制超调，从而提高了系统的鲁棒性。

采用绝对值反馈的混沌系统投影同步的电路实现

针对变形蔡氏电路的全状态混合投影同步(FSHPS)问题,提出一种非线性反馈同步控制方案.在响应系统中引入关于状态变量的绝对值函数进行反馈控制,实现全部状态变量在比例因子相同和相异情况下的投影同步.利用Multisim软件设计模块化的同步电路,数值仿真和硬件实验结果表明:文中的全状态混合投影同步方案具有有效性和可行性.

精密谐波传动的数学模型及其控制研究

研究了精密位置控制传动系统中谐波齿轮的一种动态模型,分析了谐波传动系统中各种摩擦力和谐波齿轮挠性传动的影响,导出了一种新的摩擦模型,研究了模型对脉冲信号的响应,提出了用一个由2次谐波组成的脉冲信号来驱动谐波齿轮传动,设计了一个新的可调脉冲反馈控制器,仿真和实验结果验证了数学模型的准确性和控制策略的有效性。

防空导弹最优弹道的协态估计优化算法

为了快速精确地得到防空导弹中段最优弹道,在拟勒让德谱变换法的基础上提出了协态估计优化算法.该算法克服了采用拟勒让德谱变换法所得非线性规划NLP(Non-Linear Programm ing)问题优化变量过多、收敛速度慢的缺点,并能在避免求解两点边值问题TPBVP(Two Point Boundary Value Problem)的前提下,快速解得近似满足最优解必要条件的解.针对防空导弹中段弹道优化问题的特点,应用提出的协态估计优化算法进行优化得到结果,与拟勒让德谱变换法所得结果相比,表明该算法具有收敛速度快,优化精度高的优点.

大射电望远镜精调系统的自抗扰控制及实验研究

针对大射电望远镜精调Stewart平台系统具有非线性、时变、受扰动等特点,并充分考虑易于实现的工程要求,提出自抗扰控制方案,采用分散控制策略和自抗扰控制算法,实现精调Stewart平台系统的高精度轨迹跟踪控制。实验结果证明方案的可行性与有效性。

交流伺服系统的非线性控制

基于确定等价控制的思想，提出了在交流伺服系统中应用自适应反馈线性化的控制方案，理论推导和计算机仿真都证明了此方案对参数具有较强的鲁棒性和实际应用价值。

一类非线性不确定中立时滞系统保性能控制

讨论了一类非线性不确定中立系统的保性能控制的问题,对于给定的性能函数及所容许的不确定和时滞,设计一个无记忆状态反馈控制律使得闭环系统是渐进稳定的,闭环系统的性能函数值不大于给定的一个数;利用-φProcedure lemma相对简单的解决了一类带有(B+ΔB(t))f(.)时变非线性扰动函数系统的无记状态反馈保性能控制律问题,最后应用线性矩阵不等式的方法给出了最优无记忆状态反馈保性能控制律的设计方法,并通过一个算例说明此方法的可行性.

一种非线性系统自适应预测控制方法

针对非线性系统提出了一种自适应预测控制方法,首先利用微分中值定理推出了非线性系统的增量输出和原来增量输入之间的线性关系,并利用带遗忘因子的最小二乘法(RLS)对其时变参数进行辨识,在此基础上,利用递推状态空间描述作为预测模型,根据预测控制的原理对系统的控制器进行设计,最后通过仿真实例说明了该方法的有效性。

多旋翼无人机强风环境优化控制仿真

轻小型多旋翼无人机在室外中低空飞行易受强风环境影响,产生姿态角震荡过激控制,或长时间无法到达目标航点被强风吹走。解决上述问题关键在于无人机如何自主对强风进行判断并采取相应的控制策略。工程中可基于多旋翼无人机对象建立非线性数学模型并引入风场影响搭建半实物仿真平台,通过仿真计算出连续的多旋翼无人机阵风配平姿态曲线预存在飞控计算机中,实际飞行过程中将无人机导航系统的姿态角测量值代入曲线在线对强风进行识别,并在控制上采用弱位置外环速度PID控制算法以减小无人机强风返航过程中的姿态角波动。应用上述方法的八旋翼无人机多次执行任务过程中在遭遇强阵风情况下自主判断、成功返航,证明了上述方法的有效性。

通过非线性解耦实现绕欧拉特征轴旋转的姿态控制系统

利用四元数反馈，就不需要测量三个欧拉角，从而避免结构上和原理上所带来的麻烦，而且可以实现绕欧拉特征轴的大角度机动。绕欧拉特征轴旋转的角行程是最短的。但是，要实现这种机动，姿态控制系统必须是解耦的。

空间飞行器开关姿态系统的变结构模型跟随控制

本文设计了某空间飞行器开关姿态控制系统的变结构模型参考控制器,该控制器结构简单并且使系统具有较强的鲁棒性,采用继电控制后系统具有良好的快速性及对常值干扰稳态误差为零。

发电厂脱硫系统二氧化硫排放量适应性控制方法研究

在发电厂脱硫生产pH值控制过程中,运用MATLAB软件对过程控制进行系统辨识,建立控制系统的数学模型,把求得的数学模型应用于SMITH预估器的设计,在实际运用中取的良好的效果。设计目标随动的变参数自适应SMITH控制系统调节系统能及时以脱硫吸收塔出口二氧化硫折算值改变pH值设定值适应各种工况的变化,在保持稳定的二氧化硫脱除率情况下进一步调高调节系统响应的快速性,在稳定工况下提高石灰石浆液的利用率,提高脱硫运行的经济性。

多自由度体系下变阻尼黏滞阻尼减震结构的计算分析方法

针对一种新研发的变阻尼黏滞阻尼器,目前现有的大型软件尚无法进行计算;建立了多自由度体系下变阻尼黏滞阻尼减震体系的动力方程,提出了可行的计算分析方法,并推导了时程分析的求解过程。同时还用Matlab编制了相应的程序,对算例计算分析结果表明,采用了变阻尼黏滞阻尼减震体系的高柔建筑减震效果显著。

基于混合控制的自复位支撑钢框架抗震性能研究

针对自复位结构耗能能力不足、峰值变形大、高阶振型效应显著和楼面加速度放大等关键问题,提出了基于混合控制手段的自复位结构减控方法。依据ASCE 7-10规范,设计了含三层和九层自复位支撑钢框架(SCBF)、带黏滞阻尼器的自复位支撑钢框架(SCBF+VD)、屈曲约束支撑框架(BRBF)以及屈曲约束支撑和自复位支撑组合形成的"半自复位"钢框架(BRBF+SC)等16个结构体系模型,利用OpenSees有限元软件建立体系模型,进行了静力推覆分析、非线性时程分析和增量动力分析,在此基础上得到基于最大层间位移角的倒塌易损性曲线和基于残余层间位移角的不同损伤状态易损性曲线。结果表明:附加黏滞阻尼器能够有效改善SCBF耗能能力不足的缺陷,缓解并抑制高阶振型效应,附加黏滞阻尼比为0.15时可降低SCBF的顶层层间位移角达88%,同时楼板加速度响应也得到了大幅抑制,甚至低于BRBF的。另外,与BRBF相比,半自复位钢框架可以有效降低残余变形,并且不会显著增加楼面加速度。SCBF+VD的倒塌裕度比均大于BRBF的。最大可能地震(MCE)水准下,采用附加阻尼比为0.15的三层和九层SCBF残余位移损伤状态超越0.2%的概率与SCBF相比从41%降至12%。