双轴速率位置台全数字化控制系统实现

讨论了一种适用于双轴测试转台的全数字化控制系统结构。该系统采用了多单片机并行实现的主从分布式控制方法，不仅大大简化了系统硬件设计，提高了可靠性；而且其控制器完全由软件来实现，易于实现模拟电路难以实现的复杂的控制规律；同时也为在不改变硬件的前提下进一步扩展系统功能，改善系统的动、静特性提供了基础。实验表明，文中提出的全数字化控制系统结构完全能满足双轴测试转台的控制需要。     

并行子结构法求解结构动力响应

本文利用直接积分法结合子结构技术和并行机特点提出一个求解复杂系统动响应的并行子结构动响应法。该方法利用子结构连接条件找到内力传递向量，从而确定各子结构动响应，算例表明该方法是有效的，并且具有较高的并行效率。     

带时滞的二元神经元网络的OPNCL控制和复杂网络的时间延迟反馈控制

针对一种带时滞的二元神经元网络和一种复杂网络的混沌控制问题,利用开环加非线性闭环(Open Plus Nonlinear Closed Loop,OPNCL)方法和时间延迟反馈控制(Time Delay FeedbackControl,TDFC)方法,分别设计了该混沌网络和混沌系统的控制器。从理论上证明了第一种控制器可使该网络系统的解稳定地传递到选定的目标,并通过数值模拟实验进一步验证了两种方法的有效性。结果表明:该方法避免了开环加非线性闭环控制的一些限制因素;对于任何目标,所控制混沌系统的传递域(Basins of Entrainment)是全局的,避免了有关确定传递域范围的繁琐计算。     

建筑结构多级分散稳定控制

建立大尺度建筑结构线性时不变分散控制模型。采用局部控制器和全局控制器的多级控制方法使闭环大系统分散稳定,并用H∞控制方法得到了建筑结构各独立子结构的局部控制器。通过构造特定的正定矩阵,将各独立子结构控制系统集结为整体结构的Lypunov函数;根据全局稳定条件,得到了满足建筑结构整体稳定性条件的全局控制器。进一步将全局控制器和局部控制器统一为一组线性矩阵不等式的优化设计,分析了由全局状态和部分状态设计全局控制器的方法。以20层钢结构基准模型在地震激励下的控制为例,验证了该多级分散控制的有效性。研究表明:该多级分散控制方法可以对大尺度建筑结构的位移、加速度等地震响应进行有效控制;采用部分结构状态设计的全局控制器可以协调子结构之间的振动影响,实现整体结构的稳定。     

一类欠驱动旋转摆的非线性控制

欠驱动系统是一类构成系统的广义坐标维数多于控制输入维数的非线性系统.旋转摆属于典型的欠驱动系统,通过驱动杆的水平转动可使欠驱动杆由垂直下摆位置转到竖直向上位置.利用基于能量的控制方法设计了摇起控制器,使欠驱动杆由稳定平衡位置到达非稳定平衡区域,再由LQR方法设计平衡控制器,使其控制在非稳定平衡位置.两种控制器通过切换实现摇起和平衡控制转换.最后通过仿真实验验证了文中设计的两种控制器的有效性.     

抑制压电圆柱壳水下振动的鲁棒时滞控制器设计

压电圆柱壳水下振动环境复杂,为了消除测量过程中的高频信号和噪声干扰,在控制器设计之前需要引入高阶低通数字滤波器,该滤波器在通带范围内的相频特性会给系统引入输入时滞。本文将输入时滞描述为乘性不确定性模型,设计出鲁棒时滞控制器,有效抑制压电智能壳体结构的水下振动。频域仿真结果显示,与未控制前相比,传感器测试到的响应降低了20dB。与未考虑时滞影响的鲁棒控制效果对比,鲁棒时滞控制器控制效果更优。     

模糊控制理论在有源磁悬浮系统中的应用

建立了陀螺浮子磁悬浮数学模型,对该系统进行了MATLAB仿真并分析了该系统的刚度和阻尼特性。在此基础上,计算了满足刚度和阻尼特性的PID控制器参数,仿真结果表明,基于刚度和阻尼特性的PID控制器能够基本满足系统的要求,但响应时间过长。因此进行了模糊控制理论在磁悬浮系统中的研究,提出了模糊-PID控制。以经典PID控制器参数为参考,建立了模糊控制隶属度函数,设计了模糊控制表格,并对模糊-PID控制器在该系统中的应用进行了仿真研究,仿真结果表明,建立在经典PID控制器基础上的模糊-PID控制能够得到较好的稳态特性和动态性能,鲁棒性也得到增强,能够在一定程度上提高液浮陀螺仪的精度和抗干扰能力。     

采用MRAC的气－液联合多通道协调加载控制系统的研究

气压系统与液压系统的特性存在着较大的差异，本文研究了该系统的自适应控制方法。根据气－液控制系统的技术特点，作者提出了采用参考模型自适应控制的策略，并解决了控制器设计、实现中的一系列技术问题。经过试验，证明本文的研究是成功的。     

采用MRAC的气—液联合多通道协调加载控制系统的研究

气压系统与液压系统的特性存在着较大的差异，本文研究了该系统的自适应控制方法，根据气－液控制系统的技术特点，作者提出了有杉参考模型自适应控制的策略，并解决了控制器设计、实现中的一系列技术问题，经过试验，证明本文的研究是成功的。     

一种自适应模糊PID复合控制在液压仿真转台中的应用

针对液压仿真转台伺服系统的非线性特点，提出了一种模糊控制与局部积分控制相结合的复合控制方式。当系统的偏差较大时主要采用模糊控制器对系统的偏差进行快速调节以加快系统的响应过程；当系统的偏差小于某一值时，加入积分控制以保证系统的精度。为了提高模糊控制器的性能，采用了规则可调整的模糊控制器。实验结果表明：该方法能有效地克服液压伺服系统的非线性和参数的不稳定性以及外部干扰对系统的影响，具有较高的控制精度和鲁棒性能，完全适合于液压仿真转台伺服系统的控制。     

离散滑模变结构控制在磁悬浮球系统中的应用

磁悬浮球实验装置是典型的非线性系统,该装置提供了常规PID控制,但难以达到理想的控制效果,由此提出采用离散滑模变结构控制来研究该系统。文中首先分析了离散滑模切换面和趋近率,然后设计了存在系统干扰和抖动情况下的离散滑模控制器,并研究了其收敛性,在此基础上提出了克服干扰和抖动的积分补偿离散滑模控制器,最后将所提出的控制方法在磁悬浮球实验装置上进行验证。试验验证结果表明,系统响应时间由PID控制的15 s减小到5 s,控制偏差也有所减小,控制效果优于PID控制,适合磁悬浮球系统的控制,为该实验装置提供了一套新的实验方法。     

模糊-线性双模控制在平台稳定回路中的应用

为了克服单闭环系统平台稳定回路在抗干扰性能方面的欠缺,引入速度反馈的双闭环控制。在此基础上,通过多种模糊控制方法的仿真、分析、比较,采用模糊-线性双模控制方案对系统进行校正,模糊-线性双模控制的速度环以及位置环的线性控制器结构都与线性双闭环控制的相同,位置环的模糊控制器为修正因子自调整无量化模糊控制器,利用输出强度系数实现两种控制的平滑过渡,克服了常规模糊-线性双模控制器的切换点选择困难,在误差较大时,模糊控制器起主要作用,以提高系统的动态特性;误差较小时,PID控制器起主要作用,使线性控制和模糊控制的输出实现了平滑过渡,使系统在速度、精度尤其抗干扰能力方面均有良好的效果。     

基于滑模控制实现具有扇区非线性和死区输入的主从混沌系统同步

分析了一类控制输入具有扇区非线性和死区的不确定主从混沌系统的同步控制问题,设计了一个滑模变结构控制器,并从理论上证明了该控制器能够快速、有效地实现此类主从混沌系统的同步化,并且不受输入非线性、死区以及外部噪声等因素的影响,具有很强的鲁棒性.最后通过对主从Chen系统的自同步和Lü系统与Chen系统的异结构同步的仿真研究,验证了该控制器的有效性。     

分数阶对称金融模型复杂度分析及有限时间同步

分析了一类分数阶对称金融非线性系统的复杂度特性,利用有限时间同步理论设计控制器,实现了有限时间同步。根据分数阶系统定义和Adomain分解法对该系统的非线性项进行Adomain分解,结合分解系数定义系统的表达式,将其离散化。基于谱熵复杂度及C0复杂度的基本算法,利用Matlab仿真其复杂度曲线及复杂度图谱。为进一步探究对称金融非线性系统的动力学特性,利用有限时间同步理论设计误差控制器,实现有限时间同步,仿真结果表明该控制器可使系统在极短的时间内实现同步且鲁棒性好。     

静电陀螺支承控制的自适应逆控制分析

静电陀螺的支承控制系统中由于不可避免地存在建模不准确及对象扰动,传统的控制器设计只能在系统动态控制与对象扰动消除之间折衷。根据自适应逆控制的结构,利用模糊径向基函数神经网络进行对象建模、逆对象建模和扰动消除建模,设计了带扰动消除的自适应逆控制的八电极静电陀螺支承控制器。仿真表明,该控制器可以同时提高控制的精度和鲁棒性,在保证支承系统动态性能的同时,大大抵消对象扰动的影响,克服传统控制方法的折衷缺陷,对静电陀螺的自适应逆控制器的工程实现具有重要意义。     

复杂机构的控制与结构同步优化设计

本文研究了非线性机构控制与结构同步优化设计问题。提出了一种复杂系统敏度分析的数值求解方法,该方法首先通过滑模控制器将非线性动力学方程化简为一个线性微分方程;然后,利用Newmark积分法,获得系统对设计变量敏度的数值解;最后,以Stewart平台为例,介绍了该方法的应用过程。数值结果说明了方法的有效性。     

一类动力系统的轨道控制和混沌控制

本文提出了动力系统ｘ＋ｘ（１－）（ｘ－ａ）＝０的轨道控制问题，通过周期阶梯激励把系统中的无界娄道控制为有界周期闭轨；构造了一种非一性反馈控制器，实现了系统在阻尼和强扩励下的混沌的镇定控制，该方法比通常的线形反控制方法更加有效。     

结构试验机的神经网络内模自适应跟踪控制系统

针对结构试验系统的非线性和不确定性特性，研究了一种基于神经网络的非线性内模自适应加载控制方法。引入的神经网络内模可跟踪学习对象的时变动力学，控制器的设计较少依赖于对象的先验知识，控制参数的调整是基于被控过程的测量信息，利用导出的神经网络算法来实现的。实验结果证明该系统具有良好的控制效果。     

滑模/无模型自适应控制方法及在离心-振动试验系统中的应用

针对滑模控制对非匹配不确定性系统的控制问题,提出了滑模/无模型自适应控制算法。通过滑模控制方法对系统的标称部分及匹配部分进行控制,对于非匹配不确定性部分,以滑模控制器的输出与系统期望输出的误差作为无模型自适应控制器的输入,通过无模型自适应方法来减少未建模不确定性对系统控制的影响。该方法对系统中匹配和非匹配不确定项均具有鲁棒性,比传统滑模控制及无模型自适应方法具有更快的收敛速度。理论分析证明了系统的稳定性,仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于H∞控制方法的AMD Benchmark主动控制结构的试验研究

针对结构主动控制系统中存在的模型不确定性问题,进行了H∞主动控制策略及实验研究,目的是使控制系统具有良好的鲁棒性.文中首先建立了AMD (active mass damper) Benchmark主动控制结构的试验系统,然后介绍了主动控制试验系统的工作原理,随后提出了基于H∞控制理论的主动控制方法,详细阐述了控制器中有关H∞控制权函数选取的过程以及控制器设计过程,最后通过试验验证了H∞控制器的有效性和鲁棒性.