高超声速飞行器时间协同预测校正鲁棒制导

针对存在参数不确定性的多高超声速飞行器滑翔段协同制导问题,提出了一种时间协同的预测校正鲁棒制导方法。首先,基于剩余飞行时间的动态航向角误差走廊实现了横向协同制导,为调整飞行时间提供了有利条件;设计了随协同飞行任务进程变化的权值函数,将剩余飞行时间引入纵向制导的预测校正过程中,确保协同飞行任务落点和协同时间的精度。其次,基于改进无迹卡尔曼滤波估计的方法对气动参数的不确定性进行估计,通过对剩余飞行时间与剩余能量的综合分析,修正了航向角误差走廊和标称迎角剖面,以提高协同制导系统的鲁棒性能。最后,分别在标称环境和参数不确定环境下开展了仿真实验,其结果证明了该协同制导方法的可行性和鲁棒性。

多变量时滞过程解耦Smith控制

针对实际工业生产中常见的多输入多输出时滞过程,构造多变量Smith预估控制结构,提出基于对象模型伴随矩阵的解耦器设计方法.通过对解耦后对象的幅频和相频特性分析,获得对象的简化一阶数学模型.根据Smith预估控制结构闭环特征方程的特点,利用Butterworth滤波器极点配置的原理,对解耦后的多变量时滞过程设计PI控制器.结合实际过程中常见的不确定性,分析了控制系统保证鲁棒稳定性的充要条件.最后以实例验证了本文所提方法的优越性.

一类Smith预估器及其鲁棒整定

提出一种Ｓｍｉｔｈ预估器解析设计方法，由此得到的控制器可以同时保证好的干扰抑制特性和鲁棒性．证明该控制器可以通过常规的ＰＩＤ控制器来实现，并能根据给定的性能要求（超调或调节时间）设计．

自衡和非自衡时滞对象Smith预估器解析设计

在频域最优控制理论的基础上针对具有时滞的自衡对象和非自衡对象讨论两个问题 :1 .在严格处理时滞的前提下如何通过解析的方法设计 Smith预估器 .2 .

不确定系统改进的鲁棒协方差交叉融合稳态Kalman预报器

针对带随机参数和噪声方差两者不确定性的线性离散多传感器系统,利用虚拟噪声补偿随机参数不确定性,原系统可转化为仅带不确定噪声方差的系统.根据极大极小鲁棒估值原理,用Lyapunov方程方法提出局部鲁棒稳态Kalman预报器及其误差方差最小上界,并利用保守的局部预报误差互协方差,提出改进的鲁棒协方差交叉(Covariance intersection,CI)融合稳态Kalman预报器及其误差方差最小上界.克服了原始CI融合方法要求假设已知局部估值及它们的保守误差方差的缺点和融合误差方差上界具有较大保守性的缺点.证明了鲁棒局部和融合预报器的鲁棒性,并证明了改进的CI融合器鲁棒精度高于原始CI融合器鲁棒精度,且高于每个局部预报器的鲁棒精度.一个仿真例子验证了所提出结果的正确性和有效性.

超磁致伸缩致动器中的时滞建模与Smith控制策略

分析了超磁致伸缩致动器中的时滞环节及其机理,将可控恒流源和由驱动线圈组成的电感电路结合,运用试验方法对其进行整体建模,引入Smith控制策略来解决超磁致伸缩致动器中的时滞问题;研究了扰动情况下以及系统模型参数发生变化的情况下,时滞环节对超磁致伸缩致动器动态性能的影响;通过对比试验,给出了一种能同时满足系统动态性和鲁棒性要求的解决方案。

时滞系统的鲁棒二自由度Smith预估控制

针对时滞过程控制对象 ,提出了一种鲁棒二自由度Smith预估控制方法。在常规Smith预估控制系统中 ,引入基于内模控制原理的鲁棒控制器 ,构成一种二自由度控制结构 ,能有效地抑制被控过程参数变化和干扰对系统的影响 ,使系统同时获得良好的控制性能和鲁棒性 ,克服了常规Smith预估控制的不足 ,而且控制算法简单 ,便于实际系统应用。

任意秩多元线性模型中的简单投影预测

考虑任意秩多元线性模型Y =XB +ε(其中 ,E(Vec(ε) ) =0 ,V(Vec(ε) ) =σ2 Δ Σ) ,该模型的预测问题就是利用已观察值矩阵Y预测未观察值矩阵Y0 =X0 B +ε0 .H .Bolfarine等强调预测必须有简洁而直观的形式 ,最简洁、直观的预测是简单投影预测 (SPP) ;对于超总体模型 ,H .Bolfarine等得到了简单投影预测为最优预测的充要条件 .作者研究了预测的最优性 ,对任一线性可预测变量θ =KY0 L ,它的简单投影预测被定义为 ^θSPP =KX0 (X′T- X) - X′T- YL(其中 ,T =Σ +XX′) ;得到了 ^θSPP为θ的最优线性无偏预测的充要条件 ,并研究了 ^θSPP关于协方差矩阵的稳健性 ,从而推广了H .

一种改进结构的Smith预估器及在轧机AGC中的应用

在研究了控制纯滞后对象的Smith预估器的基本原理的基础上 ,提出了一种改进的Smith预估器形式 ,然后推导了主要结果和分析了其机理 ,并应用于实际轧机厚度自动控制系统 (AGC)中做了研究 ,通过仿真表明 。

一种改进的自适应Smith预估控制系统

在文献 [2 ]中提出的自适应Smith预估控制方法中 ,经过仿真发现 ,当实际对象增益比估计模型增益大的时候 ,系统响应很慢 ,消除稳态误差的时间很长。经过深入分析和揭示问题的实质后 ,提出了另一种自适应律 ,该方法在没有影响原来控制效果的情况下 。

任意秩有限总体中的简单投影预测

本文得到了任意秩有限总体中的简单投影预测为最优预测的充要条件 。

改进的Smith串级主汽温控制仿真研究

锅炉主汽温直接影响全厂的热效率和设备的安全运行。为了改善主汽温的控制效果,针对主汽温控制系统大惯性、大迟延和时变的特点,在利用现场数据辨识得出主汽温模型的基础上,提出一种基于两级Smith预估补偿的:PID串级控制系统。在主副回路分别加入Smith预估器,同时对主副回路进行补偿。仿真结果表明,该控制方法在正常工况和参数变化的情况下,超调量和调节时间等方面都有所改善,提高了控制系统的鲁棒性和抗干扰能力。

一种新型大纯滞后过程控制方案的鲁棒稳定性分析

提出了一种新型的大纯滞后系统的控制方案,该方案无需根据被控对象做出精确的预估模型,仅用常规的PI调节器即可实现系统的控制,仿真试验结果表明:在随动和可测干扰情况下,大纯滞后不影响系统的控制效果和稳定性,系统对于被控对象参数的变化不敏感;系统的抗干扰能力比传统大纯滞后控制方案有了较大提高,干扰可被迅速消除。

基于航路点的高超声速飞行器预测校正制导律设计

针对高超声速飞行器再入制导多约束、不确定性问题,结合预测-校正制导和标准航迹制导的优点,提出基于航路点规划的预测-校正制导方式,推导出精确的制导模型和制导原理。针对制导模型参数的动态性能,改进了数值预测算法,并基于二次型最优性能指标设计了预测-校正制导律,给出了制导指令数值方法的解析解,符合高超声速制导的实时性要求。将姿态控制回路近似描述成二阶系统,基于已规划航路进行了仿真验证,仿真结果表明,该方法对初始误差不敏感,具有较高的精度和较强的鲁棒性。

广义预测控制在监控AGC系统中的应用

根据广义预测控制的预测模型、滚动优化和在线反馈校正等特征,设计一种基于广义预测控制器的监控AGC系统,并以某冷轧实验轧机为对象,对其控制性能进行仿真。研究结果表明:在模型匹配时,常规Smith预估器响应时间比广泛预测控制的少,稳态精度上比广义预测控制器的高;在轧件塑性系数或系统滞后时间计算不准确导致模型不匹配时,常规Smith预估器出现了系统超调或振荡现象,而广义预测控制器基本不受模型参数变化的影响。

无自衡大时滞过程Sm ith预估鲁棒控制方法

以不确定的无自衡大时滞过程为研究对象 ,对常规的 Smith预估控制系统进行变形 ,由模型不确定性得到一个时滞相对小的广义被控对象 ,通过对该时滞相对小的广义被控对象设计控制器来实现对无自衡大时滞过程的鲁棒性控制 .理论分析和仿真结果表明 ,这种新型控制方法不仅能消除大时滞带来的不良影响 ,且鲁棒性强 ,能够有效抑制干扰和模型不确定性 .对无自衡大时滞过程的有效控制提供了新的思路 .

中央空调系统中自适应Smith预估补偿器的研究

针对中央空调系统这类时变、大时滞被控对象,在分析改进型Smith预估补偿控制方案的基础上,研究了滤波时间常数tf的调整规律,提出了自适应Smith预估补偿控制方案。仿真研究表明,当参数发生变化时,该方案具有较强的鲁棒性和较好的控制性能。

多元线性模型中条件最优预测的稳健性

研究了多元线性模型中条件最优线性无偏预测的稳健性问题,得到了条件线性可预测变量的这种预测关于协方差矩阵具有稳健性的充要条件.

基于鲁棒自适应Smith预估器的电阻炉温控制

针对炉温设定值变化等原因引起的对象模型参数变化,提出一种鲁棒自适应smith预估器。鲁棒项的引入,提高了smith预估器自适应律对纯迟延参数精度的鲁棒性,在纯迟延时间失配的情况下,自适应算法仍能保证预估误差快速收敛。对预估器和电阻炉的仿真结果表明,在纯迟延时间失配的情况下,鲁棒自适应smith预估器能够保证预估误差收敛于零,进而保证系统的控制性能。

改进MPSP的高超声速滑翔飞行器滑翔段制导

针对多约束条件下高超声速滑翔飞行器滑翔段再入制导问题,提出一种改进的预测-校正制导方法。该方法基于模型预测静态规划(MPSP),将三维轨迹快速在线生成方法作为初值生成器,解决了MPSP制导方法提供猜测值困难、对于初始偏差需要重新计算参考轨迹的问题。建立了基于能量的运动学模型,推导了MPSP预测-校正制导律。探讨了初始下降段对滑翔段的影响因素,针对滑翔段初值干扰和气动参数摄动问题,进行了数字仿真。仿真结果表明,改进的MPSP预测-校正制导方法能够有效利用精确的猜测值,提高了计算效率,对干扰初值和气动摄动具有较强的鲁棒性。