大型风电机组桨距角跟踪鲁棒自适应反演控制

针对具有很强非线性的风力机桨叶系统,利用动量矩定理,建立桨叶动力学数学模型,采用自适应反演控制,设计独立变桨鲁棒自适应桨距角跟踪控制器。该控制方法采用在实际控制量中,引入自适应鲁棒项,克服和消除不确定性对桨叶系统的影响。利用Matlab/Simulink软件,搭建风力机仿真平台,仿真结果验证了所提出控制方法的可行性和有效性。在桨叶系统参数不确定、受到未知不平衡载荷的情况下,经过自适应过程,设计的控制器较好地实现了风力机桨叶桨距角独立、快速跟踪各自期望的桨距角。     

压电驱动快速反射镜的自适应反演滑模控制

由压电驱动器驱动的快速反射镜(FSM)广泛应用于各种精密稳定跟踪系统,FSM的控制精度决定了系统的跟踪精度。但压电驱动器具有严重的迟滞非线性干扰,针对这一缺点,应用自适应径向基RBF神经网络对迟滞干扰进行非线性逼近,并在此基础上结合滑模控制和反演法,设计了自适应反演滑模(ABSM)控制器。仿真实验表明,相对于滑模控制器,ABSM控制器的最大跟踪误差和均方根误差为分别降低了57.26%和52.53%,提高了FSM的控制精度。     

飞行模拟转台非线性干扰观测器反步滑模控制器设计

本文针对考虑不确定性的飞行模拟转台伺服系统,提出了一种基于非线性干扰观测器的反步全局滑模补偿控制方法。该方法采用反步控制方法设计转速期望虚拟控制,然后利用非线性干扰观测器观测系统不确定干扰,进而对引入非线性干扰观测器的系统设计自适应全局滑模控制器,实现了飞行模拟转台伺服系统期望转角信号的鲁棒跟踪控制,仿真结果表明,该方法控制效果良好,具有很好的工程应用价值。     

不确定因素下永磁同步电动机系统的混沌鲁棒控制

<正>针对永磁同步电动机混沌系统,考虑受不确定因素的影响,对其数学模型采用基于微分几何理论的精确反馈线性化法,建立鲁棒控制模型,设计鲁棒控制器,实现永磁同步电动机混沌系统的鲁棒镇定和输出跟踪控制.数值仿真的结果证明了所提出方法的有效性及控制器的鲁棒性.     

基于鲁棒右互质分解的直流伺服系统精确跟踪控制

对含有不确定性的直流伺服控制系统, 通过应用鲁棒右互质分解方法,设计了一种基于鲁棒右互质分解的精确跟踪控制系统;通常情况下,直流伺服系统中存在诸如非线性特性及参数辨识引起的模型误差和外界扰动,在设计的控制系统中,未知模型误差和外界扰动对系统性能的影响都被看作直流伺服系统的不确定性;在考虑到这些不确定性情况下,设计了一种基于鲁棒右互质分解理论的精确跟踪控制;首先在考虑未知的不确定模型影响系统性能指标的情况下,设计了一种基于演算子理论的反馈控制结构,此结构可以消除不确定模型的影响,在此基础上,设计了基于鲁棒右互质分解的鲁棒精确跟踪控制系统,得出精确跟踪条件;仿真结果表明使用提出的方法可以有效地消除不确定性,使得伺服系统具有很强的鲁棒性和精确跟踪能力。     

基于哈密顿函数的永磁同步电机混沌系统鲁棒控制

哈密顿系统理论是研究非线性系统的一种重要工具, 近年来在电机调速、控制等方面得到广泛应用. 本文针对永磁同步电机运行中存在的混沌现象, 提出一种基于哈密顿函数的永磁同步电机混沌系统鲁棒控制器设计方法. 将永磁同步电机动态模型变换为类Lorenz混沌方程, 在特定参数下, 通过Lyapunov指数和Lyapunov维数的计算可知系统是混沌的. 令电机转速跟踪给定值得误差方程. 由于误差方程并不具有标准哈密顿函数形式, 将其转化为具有扰动不确定项的哈密顿系统, 并与负载扰动一起作为系统的总扰动量, 设计了一种鲁棒控制器. 控制器由两部分组成, 一部分基于互联与阻尼配置法, 实现任意转速的有效跟踪, 另一部分实现扰动补偿. 仿真表明, 控制器使电机迅速脱离混沌状态, 并能实现转速趋近跟踪, 验证了控制器的可行性与有效性. 该方法扩展了哈密顿函数的适用范围, 具有一定的优越性.     

无人机鲁棒伺服LQR飞行控制律设计

为抑制无人机飞行模态切换时舵面跳变使机体产生的大过载,降低无人机对舵系统及结构可用过载的要求,将鲁棒伺服LQR方法与经典控制方法相结合设计了飞行控制律;以俯仰角控制模态为例,对鲁棒伺服LQR控制方法的特性进行了分析,俯仰角速率回路采用鲁棒伺服LQR最优控制方法设计了控制律,俯仰角回路采用经典控制方法设计了控制律,并通过非线性数字仿真对控制律的控制效果进行了验证;仿真结果表明:鲁棒伺服LQR控制比常规PID控制超调量减小50%,且大大减小了响应初期的升降舵偏角突变,降低了对机体可用过载的要求;该控制律形式简单,易于工程实现。     

一类Hopf分岔系统的通用鲁棒稳定控制器设计方法

针对一类多项式形式的Hopf分岔系统, 提出了一种鲁棒稳定的控制器设计方法. 使用该方法设计控制器时不需要求解出系统在分岔点处的分岔参数值, 只需要估算出分岔参数的上下界, 然后设计一个参数化的控制器, 并通过Hurwitz判据和柱形代数剖分技术求解出满足上下界条件的控制器参数区域, 最后在得到的这个区域内确定出满足鲁棒稳定的控制器参数值. 该方法设计的控制器是由包含系统状态的多项式构成, 形式简单, 具有通用性, 且添加控制器后不会改变原系统平衡点的位置. 本文首先以Lorenz系统为例说明了控制器的推导和设计过程, 然后以van der Pol振荡系统为例, 进行了工程应用. 通过对这两个系统的控制器设计和仿真, 说明了文中提出的控制器设计方法能够有效地应用于这类Hopf分岔系统的鲁棒稳定控制, 并且具有通用性.     

两轴转台位置伺服系统自适应鲁棒控制

针对某两轴随动转台运行时负载与参数变化大、轴间耦合干扰作用强的特点,将自适应鲁棒控制策略应用到其位置伺服系统控制器设计中,并证明了稳定性;由于控制律中含有采集信号的高阶微分项,为避免采集噪声对控制精度的影响,采用微分观测器,以减小其影响;仿真结果表明,相对于PID及传统自适应鲁棒控制器,使用该控制方法后,系统跟踪精度明显提高,且控制输入更加平滑,具有较好的瞬态与稳态性能。     

不确定广义组合大系统的分散输出反馈鲁棒镇定及脉冲分析

考虑了一类不确定广义组合大系统,利用Lyapunov稳定性理论和矩阵范数性质研究了该类系统的分散镇定问题.给出了一种分散输出反馈鲁棒镇定控制器的设计,得到了系统可输出反馈鲁棒镇定的不确定量的范数界.同时分析了广义组合大系统及各个孤立子系统的脉冲控制问题,给出了其闭环系统无脉冲的不确定量的范数界.最后获得了广义组合大系统及各个孤立子系统的闭环系统同时渐近稳定和无脉冲的范数界. 关键词： 广义系统 鲁棒镇定 分散控制 脉冲能观     

INDIRECT INTELLIGENT SLIDING MODE CONTROL OF A SHAPE MEMORY ALLOY ACTUATED FLEXIBLE BEAM USING HYSTERETIC RECURRENT NEURAL NETWORKS

This paper introduces an indirect intelligent sliding mode controller (IISMC) for shape memory alloy (SMA) actuators, specifically a flexible beam deflected by a single offset SMA tendon. The controller manipulates applied voltage, which alters SMA tendon temperature to track reference bending angles. A hysteretic recurrent neural network (HRNN) captures the nonlinear, hysteretic relationship between SMA temperature and bending angle. The variable structure control strategy provides robustness to model uncertainties and parameter variations, while effectively compensating for system nonlinearities, achieving superior tracking compared to an optimized PI controller.     

Adaptive fuzzy nonlinear inversion-based control for uncertain chaotic systems

<正>This paper presents a robust output feedback control method for uncertain chaotic systems,which comprises a nonlinear inversion-based controller with a fuzzy robust compensator.The proposed controller eliminates the unknown nonlinear function by using a fuzzy system,whose inputs are not the state variables but feedback error signals.The underlying stability analysis as well as parameter update law design are carried out by using the Lyapunov-based technique.The proposed method indicates that the nonlinear inversion-based control approach can also be applied to uncertain chaotic systems.Theoretical results are illustrated through two simulation examples.     

Using GD to conquer the singularity problem of conventional controller for output tracking of nonlinear system of a class

Recently, gradient dynamics (GD) has been shown as a powerful tool for problems solving. Based on the GD method, a novel controller is proposed and investigated for output tracking of nonlinear system of a class. Such a GD controller can not only achieve the tracking-control task successfully as a conventional controller does, but also conquer the singularity problem, which is a difficult problem in conventional tracking-controller design and rarely studied in previous researches. Simulative results substantiate the efficacy and superiority of the proposed novel GD controller for conquering the singularity problem in output tracking of nonlinear system of a class.     

多移动机器人轨迹跟踪控制系统设计与实现

针对轮式移动机器人的轨迹跟踪控制问题,在分析了机器人运动学模型的基础上,构建多机器人的领航-追随模型。采用跟踪微分器在输入输出两端安排过渡过程,设计了一种基于多变量解耦的非线性PID轨迹跟踪控制器。搭建以Arduino Mega 1280控制板为核心的移动机器人实验平台,采用速度PID控制器以满足机器人驱动电机的实时调速要求,基于ROS提出一种结构化和模块化的多机器人控制系统。在此基础上进行实验,并将实验结果与传统PID方法控制的实验结果进行对比。实验结果验证了本文所提算法的有效性,控制器易于实现且具有一定的鲁棒性。     

考虑模型不确定性和时延的静止无功补偿器自适应滑膜控制器设计

静止无功补偿器(static var compensator,SVC)不仅可以为电力系统提供无功支撑、稳定电压,其附加控制还可以有效提高系统暂态稳定性,但SVC模型参数的不确定性以及广域测量信号时延等外部干扰给附加控制器的设计带来很大的难度.提出了一种基于自适应滑模变结构理论的SVC鲁棒控制器设计方法,所设计控制器能有效提高系统暂态稳定性,并且其对于模型不确定性以及时延有较好的鲁棒性.首先根据区域惯量中心的运动方程建立了包含SVC的电力系统模型;然后将滑模变结构理论应用于电力系统模型中,求得SVC附加控制律,并通过自适应律优化控制器参数;最后通过四机两区域系统以及IEEE9节点系统对SVC控制器效果进行了仿真验证.结果表明,SVC自适应滑模控制器可以有效提升系统暂态稳定性,并且其性能优于传统的线性控制方法.     

Fuzzy model based adaptive synchronization of uncertain chaotic systems: Robust tracking control approach

This Letter presents fuzzy model-based robust tracking control for the adaptive synchronization of uncertain chaotic systems. Fuzzy model and adaptive algorithm are employed to present the unknown chaotic systems. H^∞ and sliding mode control are combined to construct a robust tracking controller. The incorporated H^∞ controller can attenuate the external disturbance and approximation error to any prescribed level. The proposed scheme guarantees that all the variables are bounded and the tracking error is compensated.