一种三自由度串级控制的仿真研究

关于优化控制系统性能问题,由于控制系统中存在非线性滞后各种干扰因素,严重影响响应和稳定性。为实现在线独立调节副回路设定响应与扰动抑制响应,增强主回路的抗干扰能力,改善系统性能,提出一种新的三自由度串级控制方法。在副回路中采用两自由度内模控制,主回路采用单位反馈控制结构,并根据闭环最优灵敏度函数方法确定主控制器,从而保证系统的整体性能。对各个控制器的解析建模设计,对每个控制器都可以进行单参数调节和优化,并对主回路和副回路存在的乘性不确定性进行仿真。仿真结果表明,新的控制方法具有较好的设定值跟踪性能和抗干扰能力,提高了系统的鲁棒稳定性。

机载布撒器混合H_2/H_∞变增益状态反馈控制

研究了一种混合H_2/H_∞变增益状态反馈控制方法。在矩阵多胞域内,给出了只依赖于多胞顶点且使闭环系统稳定及满足预定的H_2和H_∞性能的线性矩阵不等式条件,并得到了对应的控制器。该方法不受对象结构约束,且适用于参数快变系统。将该方法应用于机载布撒器俯仰通道自动驾驶仪设计,结果显示了控制器的有效性。

交流伺服系统的改进内模控制

针对交流伺服系统,基于改进内模控制提出二自由度控制方法。根据积分加一阶环节特点,采用合成法设计设定值跟踪控制器,根据内模控制原是设计抗扰动控制器,设定值跟踪控制器和扰动抑制控制器可通过单个性能参数独立调节和优化,避免了控制器调节的随机性和复杂性。保证系统具有较好的设定值跟踪性能和抗扰动性能的同时,很大程度提高了系统的鲁棒性。仿真研究和实验结果验证了控制方案的有效性。

改进Smith预估控制器的解析设计

针对化工过程常见的积分和不稳定时滞对象,基于改进的史密斯预测控制提出了两自由度控制方案。首先根据鲁棒控制理论H2最优性能指标设计设定值跟踪控制器,然后在分析稳定性和抗扰性的基础上设计了扰动抑制控制器,设定值跟踪控制器和扰动抑制控制器可通过性能参数独立调节和优化。同时针对存在的乘性不确定性过程分析了系统的鲁棒稳定性。最后通过仿真实例验证了该控制方案的有效性。

不稳定时滞对象的串级控制设计

针对常见的开环不稳定串级过程,提出一种新的解析设计方法。副回路中采用两自由度内模控制结构,减少因副回路设定值响应与扰动抑制响应耦合对主回路性能的影响。主回路采用加滤波器的单位反馈控制结构,基于闭环最优灵敏度函数解析推导出设定值响应控制器,保证系统的整体性能。针对副回路存在的乘性不确定性,分析了系统的鲁棒稳定性,最后通过仿真验证了该控制方案的有效性。

积分时滞对象的改进Smith控制

针对常见的积分时滞对象,采用一种基于改进Smith的两自由度控制方案改善系统的设定值跟踪和扰动抑制性能。首先采用直接合成法设计设定值跟踪控制器并采用期望闭环余灵敏度法确定扰动抑制控制器,设定值跟踪控制器和扰动抑制控制器可通过性能参数独立调节和优化。然后,针对存在的乘性不确定性过程分析了系统的鲁棒稳定性。最后通过仿真实例验证了控制方案的有效性。