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。     

参数不确定统一混沌系统的鲁棒分数阶比例-微分控制

针对含参数不确定的整数阶统一混沌系统, 提出一种鲁棒分数阶比例-微分(PD^μ)控制. 通过变换将受控统一混沌系统转换成等效被控对象及其等效控制器. 针对等效被控对象, 基于一种改进Monje-Vinagre方法并考虑到求解性能约束方程组的复杂度, 设计了鲁棒PD^μ控制器. 通过基于最小相角边界传递函数和最大增益边界传递函数的设计约束来保证受控统一混沌系统对参数不确定性的鲁棒性能. 数值仿真验证了所提出方法的有效性.     

基于卡尔曼滤波和AHP的航空管制航空器应急指挥效能评估

近年来,航空安全问题引人关注。传统航空应急指挥系统模型建立存在线性信号分析失常、应急指挥模型时效性滞后、空中管制系统信号算法穿透力差等问题,无法满足现代航空安全应急指挥的要求。针对传统航空应急指挥系统存在的问题,提出基于卡尔曼滤波和AHP的航空管制航空器应急指挥系统设计。利用卡尔曼滤波良好的线性分析能力与抗干扰性,结合AHP航空数据分析式,设计出针对性强的航空管制航空器应急指挥系统,并对设计系统进行指挥应用模型的效能评估。评估数据表明,提出的基于卡尔曼滤波和AHP的航空管制航空器应急指挥系统设计满足航空管制应急的使用要求。     

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.     

涡桨发动机螺旋桨建模与控制系统设计研究

针对涡桨发动机全权限数字电子控制技术对螺旋桨控制的计算精度和实时性要求,建立了某型发动机螺旋桨实时模型并设计了其控制系统。基于最小二乘辨识方法,应用试车数据建立了螺旋桨实时动态数学模型;采用前向拉力控制模式,设计了螺旋桨转速控制系统,并对模型和控制系统进行仿真验证。结果表明,辨识所得模型满足计算精度和实时性的要求,控制系统能够保证螺旋桨在各个工作状态下安全稳定工作、满足转速控制的需求,具有良好的工程应用价值。     

基于模糊切换增益调节的燃气流量滑模控制

将模糊控制方法与滑模控制方法相结合,针对燃气流量调节伺服系统设计一种基于模糊切换增益调节的滑模控制器,固冲发动机流量调节伺服控制系统的不确定部分通过滑模控制器来补偿,从而可实现固冲发动机流量调节伺服系统的鲁棒控制。使用matlab对固冲发动机流量调节伺服系统进行建模仿真并与单纯使用滑模控制方法进行比较,仿真结果表明基于模糊切换增益调节的固冲发动机模糊滑模控制系统具有较好的给定适应性和抗干扰性,采用该控制方案能有效的抑制系统随机干扰对控制系统的不利影响,控制效果优于纯滑模控制方法,消弱了控制信号的抖振,为提高固冲发动机流量调节控制系统的动态性能奠定基础。     

基于增益调整型模糊PID的脉动真空灭菌器控制系统

针对目前脉动真空灭菌器控制效果不好而产生湿包的问题,结合Chien-Hrones-Reswicks整定算法,提出用模糊变增益PID的控制策略,控制器输入取控制舱内温度的偏差e和偏差变化率Δe。根据实际操作经验,加入模糊规则,输出取PID控制器2个参数的调整值,从而实现PID参数的在线自整定。在MATLAB/SIMULINK环境下进行了仿真实验,进行了传统PID控制与模糊变增益PID控制动态性能的仿真比较,结果表明采用模糊变增益PID控制策略可明显提高脉动真空灭菌控制系统的动态性能。.     

变采样周期和多包传输的非线性NCS故障检测

研究具有多包传输、时变采样周期和未知干扰输入的Lipschitz非线性网络控制系统的故障检测问题。利用主动变采样周期的方法将多包传输的非线性连续网络控制系统建模为离散切换系统,设计基于观测器的鲁棒故障检测滤波器构造残差产生系统,运用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技术,给出了使闭环系统渐近稳定的充分条件及故障检测滤波器的增益矩阵。最后运用仿真算例说明了故障检测滤波器的残差产生系统对故障具有敏感性,同时对外部扰动输入具有鲁棒性。     

光学薄膜鲁棒设计中膜系误差灵敏度控制

提出了一种基于膜系误差灵敏度控制的鲁棒膜系设计方法,建立了鲁棒膜系设计评价函数在膜层参数误差统计分布下的解析表达式,避免统计样本数目有限性造成的样本均值与总体期望的误差,以及过大数目样本造成的长的计算时间消耗,并通过宽带增透膜、中性分光膜和线性透射率滤光片等多种薄膜的鲁棒设计实验证实了其在膜层参数误差控制上的效果。结果表明:该新型鲁棒膜系设计方法具有内在的快速算法特性,其设计膜系对镀膜中的膜厚监控误差不敏感,对于高质量薄膜的重复制备和批量成品率的提高具有实用价值。     

基于模型降阶的最优分数阶PID控制器设计

由于一些受控对象较为复杂或者模型系统阶次较高,使得控制器的设计变得非常困难,这会造成控制系统的鲁棒性和动态特性下降;文章在H₂范数模型降阶的基础上提出一种新的降阶模型结构,它可以使降阶后的模型扩展到分数阶并且更加精确地逼近各种高阶系统,并以降阶后模型的幅频、相频和对象增益变化的鲁棒特性为约束条件进行最优分数阶PID控制器的设计;仿真实验证明,与原有闭环控制系统相比,基于模型降阶的最优分数阶PID控制器控制下的闭环系统具有更好的动态性能,并且鲁棒性较强。     

基于飞行载荷的大数据实测方法研究

飞行载荷实测是全面、定量评定飞机结构强度的必要环节,在飞行试验中起着至关重要的作用。传统的有人机、小型机载荷标定需要评测的参数仅需要数十个或几十个关键参数,实时采集系统通道量较小,实时监控系统服务器压力较小。随着航空工业的飞速发展,大型机、无人机等需要评定的参数量急速上升到数百个,而采集通道成为瓶颈,传统的测量方法难以满足需求。针对飞行载荷实测的海量参数难以测试问题,文章提出了一种通道复用的方案,良好的解决了海量数据难以实时测量问题。经验证,该方案可良好的运用在各种型号的飞行载荷海量数据实测中。     

Linear parameter varying control design for rotating systems supported by journal bearings

Linear parameter varying (LPV) control is a model-based control technique that takes into account time-varying parameters of the plant. In the case of rotating systems supported by lubricated bearings, the dynamic characteristics of the bearings change in time as a function of the rotating speed. Hence, LPV control can tackle the problem of run-up and run-down operational conditions when dynamic characteristics of the rotating system change significantly in time due to the bearings and high vibration levels occur. In this work, the LPV control design for a flexible shaft supported by plain journal bearings is presented. The model used in the LPV control design is updated from unbalance response experimental results and dynamic coefficients for the entire range of rotating speeds are obtained by numerical optimization. Experimental implementation of the designed LPV control resulted in strong reduction of vibration amplitudes when crossing the critical speed, without affecting system behavior in sub- or super-critical speeds.     

双余度发动机状态监测技术的研究与应用

在飞机、舰艇、装甲、汽车电子控制系统中采用双余度发动机状态监测技术,能够有效提高飞机、舰艇、装甲、汽车运行的安全性和可靠性,以某型涡轴发动机为研究对象,对双余度发动机状态监测技术进行了深入研究,研制了双余度发动机状态监测系统,介绍了系统的总体设计、软硬件设计、余度设计,虚拟仪表设计,并在双余度发动机状态监测系统的设计中引入了嵌入式PC/104模块;为了使状态监测系统具有更好的扩展性和适应性,将系统设计成可以在两种方式下工作:机载运行方式和地面试车方式,通过这两种方式对发动机状态进行自动监测,为发动机的状态趋势分析、故障诊断和视情维修提供科学的依据;采用双余度发动机状态监测技术研制的某型涡轴发动机状态实时监测系统经过了大量的地面试验和某型直升机上试飞试验,功能、性能满足要求,目前该系统已在某型直升机上得到应用。     

Design of an adaptive finite-time controller for synchronization of two identical/different non-autonomous chaotic flywheel governor systems

The centrifugal flywheel governor (CFG) is a mechanical device that automatically controls the speed of an engine and avoids the damage caused by sudden change of load torque. It has been shown that this system exhibits very rich and complex dynamics such as chaos. This paper investigates the problem of robust finite-time synchronization of non-autonomous chaotic CFGs. The effects of unknown parameters, model uncertainties and external disturbances are fully taken into account. First, it is assumed that the parameters of both master and slave CFGs have the same value and a suitable adaptive finite-time controller is designed. Second, two CFGs are synchronized with the parameters of different values via a robust adaptive finite-time control approach. Finally, some numerical simulations are used to demonstrate the effectiveness and robustness of the proposed finite-time controllers.     

Design of an adaptive finite-time controller for synchronization of two identical/different non-autonomous chaotic flywheel governor systems

The centrifugal flywheel governor(CFG) is a mechanical device that automatically controls the speed of an engine and avoids the damage caused by sudden change of load torque.It has been shown that this system exhibits very rich and complex dynamics such as chaos.This paper investigates the problem of robust finite-time synchronization of non-autonomous chaotic CFGs.The effects of unknown parameters,model uncertainties and external disturbances are fully taken into account.First,it is assumed that the parameters of both master and slave CFGs have the same value and a suitable adaptive finite-time controller is designed.Second,two CFGs are synchronized with the parameters of different values via a robust adaptive finite-time control approach.Finally,some numerical simulations are used to demonstrate the effectiveness and robustness of the proposed finite-time controllers.     

A multi-input multi-output adaptive feed-forward controller for vibration alleviation on a large blended wing body airliner

Turbulent atmosphere, gusts, and manoeuvres significantly excite aircraft rigid body motions and structural vibrations, which leads to reduced ride comfort and increased structural loads. In particular BWB (Blended Wing Body) aircraft configurations, while promising a significant fuel efficiency improvement compared to wing-tube configurations, exhibit severe sensitivity to gusts. In general, a flexible aircraft represents a lightly damped structure involving a large variety of uncertainties due to fuel mass variations during flight, control system nonlinearities, aerodynamic nonlinearities, and structural nonlinearities, to name just a few. Especially at the beginning of flight testing of a newly developed aircraft type, plant models generally require a lot of verification and adjustment based on obtained flight test data, before they can be used reliably for control law design. Adaptive control already is a well-established method for many active noise and vibration control problems, and thus is proposed here for application to the problem of gust load alleviation. However, safety requirements are significantly higher for gust load alleviation systems than for most noise and vibration control systems. This paper proposes a MIMO (Multi-Input Multi-Output) adaptive feed-forward controller for the alleviation of turbulence-induced rigid body motions and structural vibrations on aircraft. The major contribution to the research field of active noise and vibration control is the presentation of a detailed stability analysis of the MIMO adaptive algorithm in order to support potential certification of this method for a safety-critical application. Finally, the proposed MIMO adaptive feed-forward vibration controller is applied to a longitudinal flight dynamics model of a large flexible BWB airliner in order to verify the derived vibration controller on a challenging control problem.     

某型飞机发动机故障诊断专家系统设计

针对某型飞机发动机故障诊断困难以及视情维修对维修技术提出的更高要求,利用专家系统人工智能技术设计了该型飞机发动机故障诊断专家系统。该系统利用自动检测技术获得发动机状态参数,通过智能诊断实现故障定位。系统利用模块化设计思想进行了人机交互界面设计、故障知识数据库建立、推理机制设计、获取知识程序设计、解释程序设计,实现了发动机故障的快速定位,提高了发动机诊断维修的时效性,保证了发动机的完好率。     

双转子涡喷发动机气动性能优化控制研究

航空发动机的控制规律作用巨大,它决定了发动机能否获得设定的稳态工作下性能指标,同时保证工作过程中的压气机和涡轮的气动稳定性。双转子涡喷发动机气动性能优化控制的目的就是有效地挖掘发动机的使用潜力。研究方法采用部件特性法对发动机进行稳态建模,并针对某双转子涡喷发动机的稳态模型进行三种不同稳态控制规律下的仿真,得到发动机性能参数的不同变化趋势,并对其进行了详细的分析。结果表明：保持低压转子转速不变的情况下,随着压气机进口总温的增加,高压转子转速上升,涡轮前温度升高,发动机推力增加;保持涡轮前温度不变的情况下,随着压气机进口总温的升高,低压压气机气动负荷变重,低压转子转速降低;高压转子转速也下降,但是下降幅度很小;燃油流量增加;保持高压转子转速不变的情况下,随着压气机进口总温的升高,燃油流量有一定的增加,低压转子转速有所降低;推力受多重因素的影响,推力值变化趋势较为复杂。     

多通道FxAP算法的电动汽车路噪控制

汽车噪声控制是主动噪声控制领域中经典的问题.伴随着电动化的普及,路噪控制将取代内燃机噪声控制,逐渐成为汽车噪声控制的主要领域.针对传统车内路噪控制系统适应性差、算法收敛速度慢、降噪量不足的问题,该文使用了多通道滤波-x仿射投影(FxAP)算法加快收敛速度,从而实现对噪声的快速追踪并控制.通过搭建了车内多通道头靠噪声控制...