基于LMS自适应时延估计和FPGA的超声波测风系统研究

利用超声波传感器进行风速测量时,温度对超声波传播有很大影响,时延估计对超声波测风系统的精度起到很大的作用。本超声波测风系统为避免温度对风速测量中的影响,采用了基于时差法的测量原理,为了提高时延估计值的精度,提出了基于最小均方(LMS)自适应时延估计的测量方法,研制了以单片机Atmega128和现场可编程门阵列(FPGA)为核心的硬件系统。仿真和实际测试的结果表明,该超声波测风系统的时延估计值精确度较高,具有很高的应用价值。     

一类含参数不确定性混沌系统的自适应控制

基于Lyaponov函数,对一类含参数不确定性混沌系统,当系统的不确定性参数具有未知界时,给出了自适应控制器的设计方法和构造控制器的解析式.构造混沌控制器直接代入控制器的参数化公式即可.方法简单,无需拼凑,能够使系统消除混沌并渐近稳定到任何期望的光滑轨道上.而整个设计过程无需预先知道未知参数的估计值和精确值.仿真验证了其有效性 关键词： 混沌系统 自适应混沌控制 Lyaponov函数 参数不确定性     

基于时延补偿机理的网络化输出反馈控制器设计

本文考虑前向和反馈通道均存在网络时延的网络化控制系统,提出了一种新的动态输出反馈控制器的设计方法.针对状态可测和不可测两种情况,整个设计过程采用不同的时延补偿机理,来主动地消除网络时延的影响.同时,讨论了闭环网络化控制系统的稳定性.最后的仿真实例表明了该方法的有效性.     

带时延与丢包的网络化多智能体系统控制器设计

网络时延与数据丢包极大地降低了网络化多智能体系统的控制性能,甚至会破坏稳定性.考虑存在网络时延与数据丢包的网络化多智能体系统,提出了一种基于时延与丢包补偿机制的预测控制器设计方法,来主动地消除网络时延与数据丢包的影响.通过对网络化多智能体预测控制系统的分析,给出了能够保证系统稳定性与一致性的控制器设计步骤.最后的仿真实例表明了该方法的有效性.     

一种分数阶混沌系统同步的自适应滑模控制器设计

针对分数阶混沌系统的同步问题, 基于滑模控制理论和自适应控制理论, 设计了一个具有较强鲁棒性的分数阶积分滑模面, 并提出了一种自适应滑模控制器在不消除非线性项的情况下实现一类三维分数阶混沌系统同步的方法. 利用所设计的自适应滑膜控制器实现了分数阶Chen系统、分数阶Liu系统以及分数阶Arneodo系统的混沌同步. 数值模拟仿真结果验证了所设计的控制器的有效性和可行性.     

基于模型参考自适应PID的高压釜温度控制

通过对某厂生产复合玻璃关键步骤“合片抽真空”的研究,发现在此过程中应用的温度控制方法简单,控制效果不理想,会产生超调、震荡等现象;为了解决在温度控制过程中出现的这些现象,提出了一种基于模型参考自适应PID的高压釜温度控制方式;首先,通过实验对高压釜釜内温度进行温度建模;然后,以此温度模型为理论依据,通过模型参考自适应控制方式对PID参数进行在线调整,即利用了PID控制使用方便、原理简单的特点,又弥补PID参数不能在线整定的缺点;通过仿真实验证明,该控制方案能够有效减少超调量,改善动态特性。     

一类受扰混沌系统的自适应滑模控制

针对受扰混沌系统,在参数未知的情形下利用自适应滑模控制法实现了驱动系统和响应系统的鲁棒同步. 该方法几乎适用于所有的混沌系统,且无需知道系统外部干扰的上界,它由自适应控制律实现. 以双涡卷系统、Lorenz系统、Rssler超混沌系统为例,说明该方法的有效性和正确性. 关键词： 混沌同步 滑模面 到达条件 自适应滑模控制     

连续时间耦合系统中时空混沌的自适应模糊控制

对模型未知的子系统是多维的连续时间耦合系统的时空混沌提出了自适应模糊控制方法.该方法综合了自适应模糊系统的逼近能力和滑模控制鲁棒性强的优点.并用Laypunov方法证明了该方法的稳定性.对模型未知的连续时间耦合Duffing振子时空混沌控制进行了仿真研究,仿真结果证明了所提方法的有效性 关键词： 时空混沌 自适应模糊控制 滑模控制     

一类非线性不确定系统的高阶积分自适应滑模控制

针对一类非线性不确定系统的滑模控制,结合有限时间收敛理论、高阶积分滑模理论与自适应控制理论,提出了一种高阶积分自适应滑模控制方法,改善了传统积分滑模存在的抖振问题。该方法通过对有限时间收敛反馈量的选取和高阶积分滑模面的设计,不但确保了系统状态误差在有限时间内的收敛性,而且还保证了系统具备对不确定性干扰的抑制能力。同时,采用自适应方法估计滑模控制的趋近速率,使得无须已知不确定项的边界范围。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

制冷系统自适应模糊控制器的实验研究

以小型冷库智能控制试验台为被控对象,提出以压缩机频率和冷风机频率为输入参数,以库内空气温度和蒸发器出口过热度为输出参数的两输入两输出自适应模糊控制,以基本模糊控制规则和李雅普洛夫稳定性理论为基础设计自适应稳定模糊控制器,并将控制器应用于现有的冷库制冷系统中进行实验研究。结果表明,在变控制目标的控制过程中,控制器对库温和过热度的控制效果良好。在变负荷的控制过程中,控制器对库温的控制效果良好,但是过热度的控制效果并不好。     

Quad-rotor unmanned helicopter control via novel robust terminal sliding mode controller and under-actuated system sliding mode controller

This paper uses the recently developed novel robust terminal sliding mode control (NRTSMC) and under-actuated system sliding mode control (USSMC) approaches to solve the strong coupling and under-actuated problems of a small quad-rotor unmanned helicopter (QRUH). The two controllers have been widely adopted to act as a single control algorithm in many fields, respectively. However, this paper just displays the useful composite application of the two controllers. The QRUH model can be divided into two subsystems, including a fully actuated subsystem (FAS) and an under-actuated subsystem (UAS). For the FAS, the NRTSMC is used to solve the strong coupling problem, it can guarantee the FAS states converge to the desired equilibrium in a very short time, then the states are treated as time invariants and the UAS gets simplified. For the UAS, the USSMC is utilized to solve the under-actuated problem. The obtained simulation results show the applicability of the composite control when faced with external disturbances.     

RCLSJ约瑟夫森结混沌系统的鲁棒自适应滑模控制

讨论了具有不确定参数和外界扰动的非线性电阻-电容-电流分路结模型(RCLSJ)混沌系统的广义控制问题。基于Lyapunov稳定性理论和滑模变结构控制方法,设计了鲁棒自适应滑模控制器,使得RCLSJ混沌系统能以任意比例因子追踪期望的参考信号。该方法不需要预先知道不确定参数和外界扰动的上下界,在控制器中引入一类简单的自适应律,用以在线估计参数和界值。该控制方法对参数不匹配和外界扰动具有较强的鲁棒性。数值仿真表明了该方法的有效性。     

基于不确定性变时滞分数阶超混沌系统的滑模自适应鲁棒的同步控制

针对一类含有不确定参数的时变时滞系统的同步控制问题,提出了一种滑模自适应鲁棒控制方法.基于Lyapunov稳定性理论和滑模自适应控制方法,设计出滑模自适应鲁棒控制器和参数自适应率.所设计的单一控制器适用于一类分数阶超混沌系统的同步性控制问题,它不仅具有较强的抗噪声能力而且对于时变时滞系统也具有良好的控制能力,因此该控制器具有较好的实用价值.此外,通过在系统的输入量中引入一个补偿量,用以消除系统中所存在的不确定性和外界扰动的影响,从而实现不确定性分数阶超混沌系统的同步,并且将系统的同步误差控制在任意小范围内.最后,对带有外界噪声扰动、系统参数不确定的时变时滞Chen分数阶超混沌系统进行了数值仿真,经过短暂的时间,响应系统与驱动系统同步,进而验证了所提出的控制方法的有效性.     

基于反演自适应动态滑模的FitzHugh-Nagumo神经元混沌同步控制

本文采用反演自适应动态滑模控制实现耦合FitzHugh-Nagumo (FHN) 神经元混沌同步. 该方法将自适应技术与反演控制方法相结合, 通过设计新型切换函数, 采用动态滑模控制律, 实现了带有不确定参数的耦合FHN神经元混沌放电同步. 研究表明该方法可以有效地削弱系统的抖振, 从而避免破坏神经元的本质特性, 且响应速度快. 仿真结果证明了该控制方法的有效性. 关键词： 自适应 动态滑模控制 FitzHugh-Nagumo神经元 混沌同步     

受扰统一混沌系统的主动自适应模糊积分滑模控制

针对受扰统一混沌系统,提出一种主动白适应模糊积分滑模控制方法．在保持原非线性积分滑模控制暂态性能的同时,设计了一种改进非线性积分滑模控制方法,保证了系统的稳定性．所提出控制方法减小了统一混沌系统的不可控状态和自适应模糊补偿项的逼近精度对系统状态误差的影响．基于Lyapunov稳定性理论分析了系统的稳定性．数值仿真结果表明,在存在参数摄动和外部扰动时,能将统一混沌系统控制到目标点上．数值仿真验证了所提出控制方法的有效性．     

Dynamic analysis and fractional-order adaptive sliding mode control for a novel fractional-order ferroresonance system

Ferroresonance is a complex nonlinear electrotechnical phenomenon, which can result in thermal and electrical stresses on the electric power system equipments due to the over voltages and over currents it generates. The prediction or determination of ferroresonance depends mainly on the accuracy of the model used. Fractional-order models are more accurate than the integer-order models. In this paper, a fractional-order ferroresonance model is proposed. The influence of the order on the dynamic behaviors of this fractional-order system under different parameters n and F is investigated.Compared with the integral-order ferroresonance system, small change of the order not only affects the dynamic behavior of the system, but also significantly affects the harmonic components of the system. Then the fractional-order ferroresonance system is implemented by nonlinear circuit emulator. Finally, a fractional-order adaptive sliding mode control(FASMC)method is used to eliminate the abnormal operation state of power system. Since the introduction of the fractional-order sliding mode surface and the adaptive factor, the robustness and disturbance rejection of the controlled system are enhanced. Numerical simulation results demonstrate that the proposed FASMC controller works well for suppression of ferroresonance over voltage.     

电力系统混沌振荡的等效快速终端模糊滑模控制

电力系统混沌振荡被认为是大型互联电力系统停电事故的主要原因, 本文通过相图、 李雅普诺夫指数图和时域波形图分析了二阶电力系统混沌振荡的动力学行为, 并提出了等效快速终端模糊滑模控制来抑制电力系统混沌振荡, 使其恢复到同步运行状态. 仿真结果表明, 所提出的控制方案不仅具有较快的收敛速度, 而且能够柔化控制信号, 减少控制能量, 并且能有效地降低抖振. 关键词： 电力系统混沌振荡 等效滑模控制 模糊滑模控制 快速终端滑模控制     

基于自适应主动及滑模控制的分数阶超混沌系统异结构反同步

以超混沌Chen系统和超混沌Lorenz系统为例,研究了慢时变参数超混沌系统的反同步问题.首先利用主动控制的思想,消去超混沌系统中的非线性部分,然后基于Lyapunov稳定性理论,合理地选取参数自适应控制律,很好的解决了时变参数的参数摄动问题,从而实现了两个超混沌系统的反同步.在此基础之上,又进一步研究了分数阶超混沌系统,使用滑模控制方法对其进行控制,理论上分析了该方法的可行性.数值模拟实验进一步验证了所提出方法的有效性. 关键词： 超混沌 分数阶 自适应 滑模     

基于分数阶滑模面控制的分数阶超混沌系统的投影同步

本文通过设计一个新型的含分数阶滑模面的滑模控制器,应用主动控制原理和滑模控制原理,实现了一个新分数阶超混沌系统和分数阶超混沌Chen系统的投影同步.应用Lyapunov理论,分数阶系统稳定理论和分数阶非线性系统性质定理对该控制器的存在性和稳定性分别进行了分析,并得到了异结构分数阶超混沌系统达到投影同步的稳定性判据.数值仿真采用分数阶超混沌Chen 系统和一个新分数阶超混沌系统的投影同步,仿真结果验证了方法的有效性. 关键词： 分数阶滑模面滑模控制器 稳定性分析 分数阶超混沌系统 投影同步