导向钻井稳定平台精确线性化控制

针对导向钻井稳定平台的强非线性、强扰动,致使传统控制算法难以实现高稳定性的角度输出问题,提出了一种基于反馈线性化的极点配置控制策略。首先,根据已知的平台非线性动力学方程,采用反馈线性化理论对该系统中的非线性因素进行精确线性化。其次,通过极点配置法设计期望极点,使系统动态性能达到期望效果。最后,在Matlab/Simulink环境中,搭建平台角度控制系统模型,对提出的控制算法进行仿真验证。仿真结果表明,上述控制算法相对传统PID算法有效的改善了系统角度稳定控制问题,并且在强扰动的作用下具有较强的鲁棒性,提高了系统的控制精度。

超空泡航行器极点配置变结构控制方法研究

超空泡航行器在航行过程中,尾部会周期性拍打空泡壁而表现出强烈的“尾拍”现象,尾部空泡是由空化器经历的历史位置形成,呈现强烈的时滞特性,动力学建模和稳定控制是制约其发展的核心难题;针对泡体耦合问题,建立了空泡/刚体相对几何关系一体化实时解算的动力学模型;针对后体非线性特性,采用分段线性化方法,在保留后体尾拍非线性特性的基础上,建立了面向控制的简化模型;为了解决超空泡航行器非线性时滞控制问题,针对弹体运动极其敏感、操纵效率高等特点,采用极点配置的方式将控制模型配置到理想状态;针对尾拍过程非线性和不确定极大的特点,建立了面向扰动的变结构控制器,实现超空泡航行器扰动运动控制;采用极点配置变结构控制方法,分别设计了滚转通道和俯仰通道控制律;利用泡体耦合动力学模型进行6 DOF控制闭环轨迹仿真,稳定巡航过程中深度控制误差小于0.1 m,滚转角控制误差小于4°,表明该控制方法能够对航行器滚转角和深度实现稳定控制,控制效果较好,能够满足超空泡航行器航行要求。

四轮独立转向电动汽车转向控制方法

本文中对四轮独立转向电动汽车的转向控制方法进行研究。首先,基于前轮转向车辆的理想横摆角速度模型,建立四轮独立转向2自由度动力学模型。接着,以四轮侧偏角之和绝对值最小化作为优化目标函数,以质心侧偏角为零和理想横摆角速度作为约束条件,采用线型优化算法求解系统前馈控制器。再以轮胎侧偏角和横摆转矩为输入建立线性控制模型,运用最优区域极点配置方法设计反馈控制器。最后,建立人-车-路闭环仿真系统,分别进行双移线道路仿真实验和对开路面上的行驶仿真实验。结果表明,控制器能根据路面附着情况分配各轮转角,保证车辆跟踪理想状态。实车双移线实验进一步验证了控制器对车辆理想状态良好的跟踪精度。

Delta算子系统D稳定鲁棒容错控制

研究了Delta算子描述的线性系统基于圆形区域极点配置的鲁棒容错控制(定义作D稳定鲁棒容错控制)问题·利用线性矩阵不等式,给出了Delta算子描述的标称线性系统通过状态反馈实现D稳定容错控制的两个充分条件和D稳定容错控制器的设计方法·利用代数Riccati方程,给出了Delta算子描述的不确定线性系统D稳定鲁棒容错控制的充分条件和D稳定鲁棒容错控制器的设计方法·将连续与离散系统有关该问题的结果统一到了Delta算子框架中·

基于输出反馈和区域极点配置的电力系统阻尼控制器研究

提出了利用区域极点配置法设计电力系统阻尼控制器,以实现低频振荡的近似均匀阻尼控制。首先分析了电力系统的阻尼特性和阻尼控制器抑制低频振荡的本质,得出实现均匀阻尼控制的条件,然后根据参与因子的大小,确定控制器的安装位置,最后利用均匀阻尼思想及广域测量信号,将低频振荡的控制转化为发电机阻尼控制器的区域极点配置问题。由于在设计的过程中考虑了所有控制器对振荡模式的影响,因此达到了多机系统的协调控制,避免了控制器对其他振荡模式阻尼的过度削弱。以IEEE 4机11节点系统为例,在多运行方式下与传统电力系统稳定器进行了仿真对比分析,说明了此方法的有效性和鲁棒性,为电力系统低频振荡的协调控制提供了新思路。

具有固定闭环极点的同时稳定

本文讨论了具有固定闭环极点的同时稳定问题,给出了该问题有解的充要条件和控制器的计算方法。

泵节能调速控制系统的研究

通过对泵节能调速控制系统的原理分析,建立数学模型,利用奈魁斯特稳定判据分析其稳定性,判断系统的能观性和能控性,利用极点配置改善系统的性能,通过simulink进行仿真,比较系统的性能.利用PLC编程、Wincc flexible与触摸屏结合对系统进行组态,实现友好的人机界面控制.结果表明:泵节能调速控制系统稳定性良好,具有能观性和能控性,极点配置提高了系统的性能.通过实验验证了泵节能调速控制系统能够得到精确的控制,从而实现泵节能调速控制,满足工业生产要求,降低能源的消耗.

一种直接零极点配置控制器

本文直接给出了一种控制器结构，得到了有关闭环系统稳定性的两个重要结论，并且还给出了通过零极点配置确定控制器参数的方法，此法简单且易于实现。

最优调节器的一个逆问题

最优调节器的逆问题,是指已知某个具有未知定常扰动的线性定常系统和相对稳定性要求,寻求某个二次型性能指标,使得由相对稳定性要求确定的控制律对所构造的性能指标是最优的。1984年,Juang J C和Lee TT提出在规定域内进行极点最优配置的方法;1986年,Lee TT和Liaw G

不改变系统能观性的极点配置

提出了既能保持系统能观性、又能保持系统稳定的状态反馈是否存在的问题,并就一类定常离散系统给出了肯定的回答.

多重系统同时极点配置的动态补偿器的设计

本文研究了多重系统同时稳定或极点配置的控制器设计问题。同时稳定或极点配置是出于设计容错控制系统之所需。本文推导了由一个动态补偿器对多重系统进行同时极点配置的充分条件。对于单输入或单输出的情况,上述充分条件也是必要的。文章的最后给出了设计方法以及一个实例。

状态空间自校正控制器的稳定性

本文给出了状态空间极点配置自校正控制器的稳定性和收敛性，并从全局收敛性出发对这种控制器进行了改进。

模型预估控制的解耦特性

利用严等价关系和基于多项式矩阵的预估控制算法 ,证明了各种模型预估控制算法的控制律在模型准确时是等价的。在此基础上 ,给出了模型预估控制对给定值解耦的充要条件 ,指出解耦后系统可能是不稳定的。给出了关于系统解耦且可任意配置极点的充要条件的定理。由于解耦受稳定性、鲁棒性和控制作用幅度的限制 ,给出了一种局部解耦策略。

多变量GPP自校正解耦控制器全局收敛性分析

对多变量广义预测极点配置自校正解耦控制算法,进行了稳定性和全局收敛性分析。

THE INVERSE PROBLEM OF OPTIMAL REGULATORS AND ITS AP-PLICATION

This paper presents a new solution to the inverse problem of linear optimal regulators to minimize a cost function and meet the requirements of relative stability in the presence of a constant but unknown disturbance. A state feedback matrix is developed using Lyapunov’s second method. Moreover, the relationships between the state feedback matrix and the cost function are obtained, and a formula to solve the weighting matrices is suggest- ed. The developed method is applied successfully to design the horizontal loops in the inertial navigation system.

多变量双线性广义预测极点配置自校正解耦控制器(续)

对一类多变量双线性系统提出了一种基于预测状态空间实现的GPP自校正控制算法。建立了预测状态与模型结构参数和输入输出信息之间的直接关系。给出了含有多个加权矩阵的多变量二次型性能指标 ,增加了系统设计的自由度。由于加权因子可以根据闭环系统稳定性要求以及系统动态特性、前馈零点增补、输出滤波和跟踪要求分别加以选取 ,可以保证闭环系统稳定并改善了系统动态特性增强了鲁棒性。仿真结果表明了该算法具有GPP的诸多优点。

跷跷板控制系统设计

控制理论在工业、农业等各个领域具有广泛的应用.本文针对一类跷跷板控制系统模型,采用了极点配置理论,利用数学软件MATLAB对跷跷板模型控制系统模型进行分析,设计控制器使得闭环系统在状态反馈控制器的作用下达到渐进稳定的状态,揭示跷跷板模型控制系统的状态的规律.

关于含延迟坐标系统镇定混沌的算法

基于极点配置推导出含延迟坐标系统镇定嵌入混沌吸引子中不稳定不动点的ＯＧＹ控制算法和预迭代控制算法，从而具体地揭示了极点配置与控制混沌镇定方案之间的联系．

基于极点配置的双馈风力发电机并网系统的静态稳定性分析

为研究双馈风力发电机的运行特点及并网时系统的静态稳定性,基于双馈风力发电机电压、磁链方程,考虑不同传动轴系对风机运行的影响,推导建立单台风电机组两质量块动态模型。结合小信号分析法,对风机所在系统进行静态稳定性分析。在不同控制模式下,存在稳定与不稳定运行情况,通过极点配置法,在不完全可控的情况下令系统的稳定性得到明显改善。

基于极点配置的调谐黏滞质量阻尼器脉冲型振动响应控制

在脉冲型随机激励(如近场地震、突发阵风等)的动力冲击作用下,结构通常因振动响应在短时间内达到最不利峰值而破坏。已有的针对脉冲型响应峰值的控制方法较少。为了更好地实现脉冲型振动响应的被动控制,以调谐黏滞质量阻尼器(TVMD)为研究对象,通过配置响应传递函数的极点,使结构脉冲响应函数衰减最快,推导得到了TVMD的稳定性最大化优化参数解析公式。通过对具有脉冲特性的近场地震响应和突发阵风响应的振动控制算例分析,将该方法与传统固定点理论得到的优化参数控制效果进行对比。结果表明:基于传递函数极点配置的TVMD脉冲型振动响应控制方法对脉冲型振动响应的峰值控制效果显著优于固定点理论的,且随惯质比变化并不显著,采用该方法可使具有脉冲特性的近场地震位移响应最不利值平均降低约50%,突发阵风最不利极值位移响应降低约40%。