智能空间刚架的模糊自抗扰振动抑制研究

智能空间刚架作为太空望远镜支撑架是一种新型智能空间结构.为抑制刚架系统在运动过程中产生的振动,"文章提出了一种基于自抗扰控制的非线性模糊自抗扰控制理论,并设计出模糊自抗扰控制器.首先采用有限元方法计算出空间刚架的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵,进而建立系统模型并设计出自抗扰控制器以实现对系统振动的抑制.基于普通自抗扰控制器,利用模糊推理在线整定控制器中非线性状态误差反馈的参数.该控制器不依赖于被控对象的精确数学模型,具有良好的控制性能,同时参数的在线自整定简化了调参难度.仿真实验验证了所提方法的有效性.     

基于ADRC的小型四旋翼姿态控制实现

设计了一个四旋翼飞行系统,提出了一种自抗扰控制方法,解决了该飞行系统的姿态控制问题.将显性互补滤波器与扩张状态观测器相结合,实现了对系统的状态与内外总扰动的实时估计,并在此基础上利用非线性误差反馈控制律对该扰动进行了补偿,消除了内外扰动对系统的影响.最后,分别采用PID与ADRC算法实现四旋翼的姿态控制,对比结果验证了所采用的自抗扰控制方法的有效性和优越性.     

一种新型自抗扰控制自适应非线性控制律

针对自抗扰控制(AIDRC)多参数不易整定的问题,提出了一种基于二次函数的非线性PID(NLPID)控制律.该方法用二次函数模拟PID增益参数随误差变化的规律曲线,构造了一个非线性PID神经网络模型,利用最速下降法对各模拟曲线的系数进行在线调整,实现了基于神经网络的自适应自抗扰控制.仿真结果表明,与常规ADRC控制方法相比,文章方法减少了ADRC需调整的参数,并具有较好的控制效果.     

改进蜂群算法的永磁同步电机自抗扰调速策略

在分析永磁同步电机数学模型的基础上,针对永磁同步电机非线性、强耦合的特点以及存在快速性和超调难以调和的问题,提出一种基于改进蜂群优化算法的非线性自抗扰控制策略.首先针对传统蜂群优化算法全局寻优能力差和迭代缓慢的缺点,通过引入正余双弦局部优化算子和自适应惯性权重策略,有效提高了算法的全局搜索能力和收敛速度.其次将改进后的算法用于自抗扰控制器参数整定,选择出适用于永磁同步电机的自抗扰控制参数,提高了自抗扰控制器的控制精度.最后将优化后的自抗扰控制器用于控制永磁同步电机调速系统,并将仿真结果与其他三类控制器相对比,结果表明本文所提控制策略有效提高了控制精度,快速无超调且具有更好的抗扰动能力.     

基于模糊自抗扰的塔机消摆控制方法

塔机消摆控制系统是一个非线性、强耦合的复杂系统,传统PID控制效果往往欠佳.对此,建立了一个含阻尼的塔机偏摆系统数学模型,并提出模糊自抗扰控制策略.通过自抗扰控制器对塔机回转与变幅运动进行解耦,模糊算法对自抗扰控制器各参数实施在线调整,并对解耦后的回转、变幅子系统分别进行控制.在仿真实验中,对比其他典型方法,提出的方法摆角消失速度更快,这表明在负载运动过程中,所设计控制器实时性和鲁棒性较好.     

糖尿病血糖调节自抗扰控制器设计

糖尿病是一种由于胰岛素分泌功能受损导致的血糖浓度过高的疾病.利用胰岛素泵向人体释放胰岛素是一种有效的治疗糖尿病的手段.针对胰岛素-血糖调节问题,提出了一种自抗扰控制器设计方法.首先,介绍胰岛素-血糖调节的Bergman最小模型.其次,将Bergman最小模型转化为积分器串联型系统并设计自抗扰控制器.然后,利用奇异摄动理...     

一类复动力系统的自抗扰控制

复动力系统的对象具有实部和虚部,且实部和虚部之间存在很强的耦合.用结构简单,解耦能力强的自抗扰控制器对一类复动力系统进行仿真研究,分别设计了单入单出控制系统和双入双出控制系统.仿真结果表明,自抗扰控制器可以将复动力系统中的耦合看做扩张状态进行实时估计和补偿,从而具有很好的解耦能力;在系统初始状态和控制器参数一致的情况下,所设计的两种控制系统可达到相同的控制效果.     

基于自抗扰控制的制导与运动控制一体化设计

针对机动目标的拦截问题,将自抗扰控制的思想用于制导与运动控制一体化设计.其中,基于自抗扰控制的制导律产生在目标机动的情况下使视线角速度快速趋于零所需的制导律;而基于自抗扰控制的运动控制律可以在非线性不确定动态情况下实现所需加速度,从而保证快速有效地完成拦截任务.进一步分析所设计方案对制导与运动控制一体化设计的适用性,并通过计算机仿真验证该方案的有效性.     

浅谈工程控制的信息问题

工程控制论(engineering cybernetics)研究的不仅仅是控制,更是信息与控制的交叉.信息与控制密切相关,包括信息的选择和提取,等等.从信息的角度思考控制可以开拓思路,重新梳理"反馈"和"扰动"等工程控制的基本概念,深刻理解前人的发明创造和学术思想.韩京清先生二十七年前在本刊开创性地提出,在控制器的设计中用局部的过程信息取代全局的模型信息,从而解除控制理论中对模型的依赖,为控制理论的发展开辟了新的方向.工程实践表明,信息的选择和品质是关键问题,特别是扰动信息.以自抗扰控制为代表的二元设计,通过扰动概念的拓展和被控对象的去扰,为通用工业控制器的设计和标准化提供了新的路径,也为基于信息的工程控制论的发展提供了借鉴.从古代的指南车到现代的《工程控制论》和《自抗扰控制技术》,从人文到科技,从东方到西方,一个以信息为主线、以抗扰为核心的控制思想,不断地启发和鼓励我们:温故知新,自强不息.     

基于自抗扰控制器的CNC雕刻机控制系统轮廓误差控制

针对CNC雕刻机控制系统因时变时延影响轮廓跟踪精度的问题,设计了基于自抗扰控制的单轴轨迹跟踪控制器和基于非线性PID(NLPID)的轮廓误差补偿控制器.首先,针对单轴轨迹跟踪控制,将时变时延引起的不确定性处理成系统总干扰的一部分,设计扩张状态观测器(ESO),对系统内外总干扰和系统状态进行实时估计,并设计误差补偿控制律,实现系统干扰的估计和补偿,得到良好的单轴轨迹跟踪控制性能.然后,根据轮廓误差估计值,设计基于NLPID的轮廓误差补偿控制器,对系统轮廓误差实时补偿,实现了良好的轮廓跟踪控制性能.最后,通过实验验证了所提方法的有效性.     

高阶不确定非线性系统切换自适应镇定

研究了一类控制系数未知高阶不确定非线性系统的全局自适应稳定控制设计问题.值得指出的是,更高的系统幂次和未知的控制系数显示系统容许更强的非线性和更严重的不确定性/未知性,因而所研究的系统更具一般性.这里不是采用传统自适应技术,而是通过灵活运用基于切换的自适应技术和增加幂积分方法,给出了该控制问题的结构简单且易于实现的新型切换自适应控制器.所设计控制器保证闭环系统状态全局有界且最终趋于零.     

离散时间线性切换系统的事件触发控制

提出了离散时间线性切换系统的事件发生器和混杂控制器的联合设计问题,利用分段Lyapunov函数方法和平均驻留时间技术分析了离散时间线性切换系统指数稳定性,并通过线性矩阵不等式建立了事件发生器和混杂控制器共同存在的充分条件.结果扩展到了自触发控制技术,即下一次控制律的刷新是由当前触发时刻系统状态决定的.最后,通过仿真说明了结果的可行性和有效性.     

基于自抗扰控制的直升机航向控制方法

针对直升机航向动力学包含输入非线性、时变参数和主-尾旋翼之间的强耦合的特性,传统的控制方法很难实现良好的性能.提出了一种自抗扰控制器的设计方法,并设计了扩张状态观测器,对参数不确定性和外部干扰进行估计,并实时补偿.与常规控制相比,在保证闭环稳定性的同时,能够应对模型参数的不确定性以及扰动,能够进一步使跟踪误差满足期望精度.并针对实际模型直升机实验平台航向动力学模型,在参数不确定性和主旋翼有扰动情况下,仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于有限时间姿态控制算法的四旋翼飞行器悬停控制

基于反步设计方法和有限时间控制技术,文章设计了四旋翼飞行器的控制系统,以实现定点悬停控制.首先,针对四旋翼飞行器位置控制系统,将姿态当成虚拟控制输入信号,设计了基于PD的位置控制器.然后,针对姿态控制系统,基于有限时间控制技术,设计姿态控制力矩使得飞行器姿态可以在有限时间内达到期望的姿态.最后,仿真结果验证了文章所提出控制器的有效性.     

自抗扰控制纵横谈

首先从不确定系统控制的角度,将自抗扰控制与其它一些有关不确定系统控制的理论与方法进行比较和讨论,然后围绕自抗扰控制理论分析方面的进展,以及需要进一步研究的课题进行深入讨论与总结.通过纵横两方面的讨论揭示自抗扰控制对推进不确定系统控制研究的贡献,以及自抗扰控制方法的突出特点.     

多径路由网络化控制系统的路径调度与控制器协同设计

研究了带有多径通信路由的网络化控制系统的通信路径调度和控制器的协同设计问题.通过将不同通信路径切换及带来的时延变化建模为系统模态的切换,得到了所研究系统的切换系统模型.给出了使得闭环系统指数稳定的通信路径调度所需满足的条件,并提出了满足系统稳定和网络负载均衡的闭环通信路径调度方案和控制器设计方法.数值仿真算例验证了算法的优越性和有效性.     

多径路由网络化控制系统的路径调度与控制器协同设计北大核心CSCD

研究了带有多径通信路由的网络化控制系统的通信路径调度和控制器的协同设计问题.通过将不同通信路径切换及带来的时延变化建模为系统模态的切换,得到了所研究系统的切换系统模型.给出了使得闭环系统指数稳定的通信路径调度所需满足的条件,并提出了满足系统稳定和网络负载均衡的闭环通信路径调度方案和控制器设计方法.数值仿真算例验证了算法的优越性和有效性.     

自抗扰控制:思想、应用及理论分析

首先从思想方法上剖析利用自抗扰控制思想处理不确定系统控制问题的独特之处,说明在运用自抗扰控制思想处理大范围及复杂结构(非线性、时变、耦合等)不确定系统时,首先需要准确分析系统中影响被控输出的"总扰动".然后,通过几个典型的应用研究实例说明自抗扰控制在处理大范围不确定性以及实现高精度闭环动态性能方面的优良品质.最后,对最新的理论分析结果进行简要综述.     

《Active Disturbance Rejection Control for Nonlinear Systems:An Introduction(非线性系统的自抗扰控制引论)》

<正>自抗扰控制技术提出二十多年了,在国际国内有很多不同领域的工程应用,可是其理论基础却少有系统的研究。郭宝珠与赵志良的新书《Active Disturbance Rejection Control for Nonlinear Systems; An Introduction(非线性系统的自抗扰控制引论)》是作者们过去多年来关于非线性系统自抗扰控制理论基础的系统性总结,并配有大量的数值模拟。本书详细地引导读者领略自抗扰控制3个主要的部分:跟踪微分器、扩张     

基于Web的数字集成电路仿真

针对高校实验教学所面临的问题,提出并实现了一个基于W eb的数字集成电路仿真实验平台.平台采用模型/视图/控制器M VC架构设计,基于J2EE开发平台实现,可以进行数字集成电路芯片的可视化表示、功能描述、电路搭建等仿真功能.仿真实验与综合性实验相结合,为高校实验教学改革探索出一条成功的新思路.