线性不确定系统的H∞状态反馈鲁棒重复控制

现有的重复控制设计不能同时优化低通滤波器的参数和重复控制器的参数.我们在设计重复控制系统以控制线性不确定对象时,解决了这个问题.首先,引入状态反馈以保证闭系统的鲁棒稳定性,把重复控制器设计问题转化为H_∞状态反馈增益的设计问题.为获得低通滤波器最大转折频率,进一步将设计问题转化为基于线性矩阵不等式约束的凸优化问题.提出了一种迭代算法,用以计算低通滤波器的最大转折频率和H_∞状态反馈增益.在保证系统鲁棒稳定性的同时,获得最高控制精度的重复控制器和低通滤波器的参数组合.该方法与已有方法比较,它的结果容易验证和求解,因而更适合于实际应用.最后,通过数值实例验证了本文所提方法的有效性.

基于二维混合模型的重复控制系统设计新方法

现有重复控制方法是在一维空间上同时处理控制与学习过程,这不利于重复控制系统的分析与设计.本文针对一类线性不确定系统,提出一种基于连续/离散二维混合模型的重复控制系统设计方法.首先,通过分析重复控制系统中独立存在的控制行为与学习行为,建立重复控制系统的连续/离散二维混合模型,将重复控制器设计问题转化为一类连续/离散二维系统的状态反馈控制问题;然后应用二维连续/离散系统方法,获得重复控制系统的稳定性条件,根据稳定性条件并利用线性矩阵不等式(Linear matrix inequality,LMI)方法,求得重复控制器参数.与现有方法相比,所提出的重复控制设计方法更加符合其本质特征,具有简单实用、直观明了的特点,克服了现有重复控制方法所存在的局限性.最后,数值仿真实例验证了本文所提方法的有效性.

具有状态观测器的鲁棒重复控制系统设计

针对一类时变不确定系统,研究基于状态观测器的鲁棒重复控制系统设计问题.通过状态观测器重构系统状态,利用重构状态进行状态反馈.基于2维系统稳定性理论,应用线性矩阵不等式(LMI)方法,推导出了重复控制系统存在状态观测器和重复控制器的一个LMI条件,并用LMI的可行解给出了状态观测器和重复控制器参数的具体形式.最后用数值仿真验证了本文所提方法的有效性.

基于倒转方法的欠驱动Acrobot系统稳定控制

针对欠驱动两杆体操机器人Acrobot,提出一种新的稳定控制方法.首先,通过利用一个虚拟摩擦力矩为Acrobot构造一条下摆轨迹;然后,运用倒转的思想为它设计出一条由垂直向下位置到垂直向上位置的期望运动轨迹,并以此将系统的稳定控制问题转化为跟踪控制问题;最后,基于最优控制理论来设计跟踪控制器,使Acrobot能够沿期望轨迹渐近稳定在垂直向上位置处.仿真结果验证了所提方法的有效性.

基于等价输入干扰补偿的直流电机定位控制

针对直流电机的高精度定位控制问题,引入等价输入干扰的设计思想设计控制器.该设计方法通过推测一个等价输入干扰,以消除各种扰动对系统输出产生的影响,实现对给定位置指令的高精度定位跟踪.在基于等价输入干扰补偿的控制系统中,采用分离定理将系统分成状态反馈子系统和由状态观测器与低通滤波器构成的子系统两部分进行单独设计,其中的状态观测器与低通滤波器子系统应用了完全调节方法进行设计.仿真和实验结果表明这种方法对于抑制干扰、实现高精度定位的有效性。

基于二维混合模型的重复控制系统稳定性分析与控制器设计

针对一类线性不确定系统,提出一种基于连续/离散二维混合模型的重复控制系统设计新方法,首先建立重复控制系统的连续/离散二维混合模型,将重复控制器设计问题转化为一类连续/离散二维系统的稳定性问题;然后应用二维连续/离散系统方法,给出了重复控制系统新的稳定性条件,进一步,利用线性矩阵不等式方法,获得了重复控制系统稳定边界和重复控制器参数的计算方法,与现有方法不同的是,本文以二维混合模型来描述重复控制系统,更加符合其本质特征,实现了对重复控制过程中两种不同行为的独立调节,最后,数值仿真实例验证了本文所提方法的有效性。

基于二维混合模型的保成本重复控制

针对一类线性不确定系统,提出一种基于二维混合模型的重复控制设计新方法,研究具有反馈作用的保成本重复控制设计与优化问题.首先,为了提高系统稳定性,将反馈控制器引入到重复控制系统中,设计一种具有反馈作用的重复控制系统结构;然后通过建立重复控制系统的连续/离散二维混合模型,将重复控制器设计问题转化为一类连续/离散二维系统的状态反馈控制问题.在此基础上,对给定的线性二次型性能指标,给出闭环系统的保成本重复控制律参数设计及其优化方法.对所有容许的不确定性,保成本重复控制使稳态跟踪误差渐近稳定的同时,线性二次型性能指标值小于某个常数.所得结果以线性矩阵不等式的形式给出,可利用MATLAB工具箱方便地求解.最后,数值仿真验证了本文所提方法的有效性.

等价输入干扰结构主动控制系统的分析与设计

研究了基于等价输入干扰方法设计建筑结构抗震控制器,以抑制地震引起的建筑结构震动.该控制器通过推测一个加于控制输入频道的等价震动信号,并直接将其与控制输入进行叠加,以保证震动控制性能.对等价输入干扰结构主动控制器的震动抑制机制进行了分析,表明该控制系统具有二个自由度.通过对一幢受地震冲击的三层建筑进行数值仿真,验证了该方法进行建筑结构抗震的有效性.

基于等价输入干扰方法的结构主动控制及仿真

研究了基于等价输入干扰方法设计建筑结构抗震主动控制器。该控制器推测一个加于控制输入频道的等价振动信号,并直接将其与控制输入进行叠加,保证了能够有效抑制地震引起的建筑结构振动。在基于等价输入干扰的控制器中,运用分离定理将控制器分成两部分进行单独设计,其中的观测器和低通滤波器部分运用完全调节方法设计。通过对一幢受地震影响的三层建筑进行数值仿真,验证了该方法用于建筑结构抗震的有效性。

基于PNN和IGS的铅锌烧结块成分智能集成预测模型

针对复杂的烧结块成分预测问题,提出一种基于过程神经网络和改进灰色系统的铅锌烧结块成分智能集成预测模型.首先利用过程神经网络可充分表达时间序列中时间累积效应、灰色系统可弱化数据序列波动性的特点,分别对烧结块成分进行预测,然后从信息论的观点出发,提出一种确定各预测模型加权系数的熵值递推算法,通过对两个预测模型的预测结果进行加权集成,获得更加准确的铅锌烧结块成分预测结果.结果表明,智能集成模型的预测精度高于单一预测模型,能有效地对烧结块成分进行预测,满足了配料计算对预测精度和数据完备性的要求.

基于趋势分析的焦炉加热燃烧过程工况辨识

基于趋势分析方法，研究了焦炉加热燃烧过程工况辨识方法。通过分析焦炉加热燃烧过程工艺，建立了包括单个炭化室工况辨识和焦炉加热燃烧过程工况辨识的信息融合总体结构。基于趋势分析方法分析安装在焦炉上升管的热电偶数据的一致性和可靠性，提取特征点，采用专家规则对各个炭化室的数据进行分析，辨识单个炭化室的工况；对单个炭化室的输出空间进行整理、分类，作为焦炉加热燃烧过程工况识别的输入空间，采用模糊信息融合的方法进行信息融合，得出焦炉加热燃烧过程的实时工况。仿真分析验证了所提方法的有效性。

时变周期系统鲁棒重复控制设计

针对一类具有周期不确定性的线性系统,提出基于二维模型的鲁棒改进型重复控制系统设计方法.在改进型重复控制系统中,低通滤波器的嵌入将控制和学习耦合在一起.通过运用"连续提升"方法,建立连续-离散二维模型,获得能够分别优先调节控制和学习的二维反馈控制律.运用Lyapunov稳定性理论,推导出系统鲁棒稳定的线性矩阵不等式(LMI)条件,包含在LMI中的两个可调参数可以实现对控制和学习的分别优先调节.数值仿真实例验证了所提出方法的有效性.

基于2维模型的鲁棒迭代学习控制系统设计

针对具有时变周期不确定性的线性系统,提出了基于线性矩阵不等式(LMI)的P型鲁棒迭代学习控制(ILC)设计方法.建立能准确描述ILC过程的连续–离散2维(2D)模型,以LMI形式给出系统鲁棒稳定的充分条件,并将条件应用于控制器参数的设计.最后,数值仿真实例验证了所提方法的正确性.