基于Nevanlinna-Pick插值的时滞系统鲁棒控制器设计

针对时滞系统,提出一种基于Nevanlinna-Pick插值的鲁棒控制器设计方法.它首先通过互质分解得到控制器和灵敏度函数的参数化形式,将控制器的设计转化为灵敏度函数成型;然后利用同伦法求解具有阶次约束的Nevanlin-na-Pick插值问题,从而求得控制器和灵敏度函数.仿真实验结果表明,闭环系统的灵敏度函数由被控对象的非最小相位零点和不稳定极点决定.     

通信受限下T-S模糊网络控制系统L1动态输出反馈控制

针对通信受限的非线性网络控制系统,为兼顾系统性能和节约利用网络资源,引入事件触发通信机制(ETCM),利用时延建模方法和并行分布补偿(PDC)技术,将连续控制系统建模为一个采样数据误差依赖的非线性网络化系统模型;构建保守性低的时滞依赖和模糊基依赖的Lyapunov-Krasovskii泛函,给出增广系统稳定性和鲁棒性结果,得到鲁棒控制器存在的充分条件,提出一种基于线性矩阵不等式(LMIs)的事件触发参数,以及全局模糊L₁动态输出反馈控制器参数的协同设计方法。采用永磁同步电动机模型仿真验证,结果表明该设计方法可减少网络资源占用,达到闭环控制系统的性能要求。     

模态依赖不确定时滞Markov跳变系统鲁棒耗散滤波器设计方法

Markov跳变系统描述系统结构随时间变化的规律,使系统性能不受外界因素和内部结构的影响.针对一类模态依赖不确定时滞Markov跳变系统,引入耗散性能,设计相应的鲁棒滤波器.通过时滞依赖Lyapunov函数构造,利用伊藤微分规则和变量替换法,建立滤波误差系统均方随机渐近稳定、且严格鲁棒耗散的充分条件;并利用求解线性矩阵不等式设计滤波器.数值仿真结果验证设计方法的可行性.     

高速数据采集系统工频陷波频域算法研究

工频干扰相对高速采集系统内的信号频段极窄,时域内工频陷波需要很好的衰减特性,传统IIR、FIR等时域方法设计需要非常高的阶数,软硬件实现较为困难。以高采样率地震电磁辐射脉冲观测系统为例,结合系统核心处理器TMS320C6416的特点,选择频域滤波算法,并对此算法加以改进,使之能够实现信号的完美重构并满足系统的实时性要求,理论证明该算法原理简单、耗时少,能够有效抑制地震电磁脉冲工频干扰,仿真结果也验证了该算法的有效性。     

具有随机测量数据丢失和混合时滞的网络控制系统L_1故障检测

对于具有随机测量数据丢失、随机时滞和分布时滞的网络控制系统,为解决其受到外部干扰信号为持续峰值有界的L_1故障检测问题,设计产生残差信号的故障检测滤波器,利用Bernoulli随机分布序列描述网络环境下的随机测量数据丢失和随机时滞,通过构造时滞相关的Lyapunov-Krasovskii泛函使故障检测系统均方渐近稳定,在持续强噪声干扰下满足L_1抑制水平,以线性矩阵不等式(LMI)形式得出低保守性故障检测L_1滤波器的参数化方法。数据仿真结果表明,该方法可有效且灵敏地检测故障信号。     

基于滑模和ESO的四旋翼飞行器遥感机动观测姿态控制

随着无人机(UAV)在民用各个行业应用领域的推广,对精准遥感的需求越来越强烈。旋翼飞行器作为无人机的一种,近年来发展迅速,已成为小范围精准遥感测绘的首选,然而其本身飞行的稳定性与遥感成像效果有着直接联系,因此姿态控制器也成为无人机稳定性能研究的基础问题。针对四旋翼飞行器运动的欠驱动、强耦合和非线性特性,本文提出一种基于滑模和扩张状态观测器（ESO）的姿态控制器,设计了可一系列实验方法来获取模型参数（转动惯量、升力系数、扭矩系数和电机时间常数）,并建立四旋翼各个模块的数学模型。在此模型基础上,采用滑模控制器实现四旋翼飞行器姿态解耦鲁棒控制,通过sat函数替换符号函数改进滑模控制器结构,减缓颤振现象。同时,结合ESO实现对四旋翼姿态回路的系统干扰总和进行实时估计,其中干扰总和包括建模状态间耦合项、未建模动态以及外部干扰,从而对滑模控制器的输出进行实时干扰补偿,实现高品质的四旋翼姿态控制。本文设计2组实验：实际操纵指令跟踪实验;外界实际挂载重物干扰实验。通过实验对这2种四旋翼无人机姿态控制器（基于滑模和ESO的控制器、单独滑模控制器）进行仿真和实际试飞对比。实验结果表明,同等情况下,基于滑模和ESO的控制器能够实现姿态稳定且跟踪误差减少约20%,同时该控制方法增强了四旋翼的抗干扰能力,悬停时姿态角度波动幅度减少约50%,具有实际应用的价值。     

基于电话网远程智能控制器

介绍了一种基于电话网(PSTN)的远程智能控制系统.采用电话机上的按键作为控制命令按键,以公用电话网作为传输线路,将控制信号发送给远程智能控制系统,控制系统将收到的控制信号通过无线的方式发送到控制终端,来控制与控制终端相连的用电器.系统以MT8880芯片作为DTMF信号的编解码核心,利用单片机的智能功能实现对受控设备的控制,同时,为了提高安全,系统通过软件设置了密码.当需要远程控制时,操作者首先要拨打相应的电话号码;电话接通后,根据语音提示输入密码,便进入可对远地设备进行控制的状态.同时还具有,当系统收到异常信号时,自动拨打预存的电话号码,告知用户有异常情况发生,以起到远程报警的作用.这种控制系统具有简单、廉价、实用的特点,并且较一般的控制系统更为安全可靠.     

基于FLC-DE的养殖水质多参数联合控制系统

【目的】构建基于FLC-DE的养殖水质多参数联合控制系统。【方法】采用并行模糊逻辑控制器对水质参数进行分散处理,易于提取模糊规则,产生合理的控制输出进行闭环控制,并采用差分算法对模糊逻辑控制器的控制规则进行优化。【结果】应用该多参数水质联控系统对某虾池的养殖水质进行调控,结果表明,溶解氧的控制精度在±0.25 mg/L以内,p H控制精度在±0.23以内,各项指标均达到养殖水质控制要求。【结论】与普通模糊控制系统相比,该多参数水质联控系统对养殖水体具有更好的调控效果。     

基于退火遗传算法的Fuzzy-PID温控系统

针对温控系统具有大惯性、纯滞后、时变性的特点，设计了一种基于退火遗传算法的Fuzzy-PID控制器，并采用退火遗传算法实现动态优化PID参数。MATLAB仿真结果表明，控制器不失模糊控制鲁棒性强、超调小的特点，且在动态跟踪品质和稳态精度方面明显优于常规的Fuzzy-PID控制。这种PID控制器具有良好的控制性能，体现了退火遗传算法在参数寻优方面所特有的优越性。     

运用模糊集合理论设计居室环境温度控制器

通过建筑物内温度变化的高度非线性和易受干扰的特点，以及人们对室内温度要求的非精确性，应用模糊集合理论设计控制器实现对加热系统的控制．为了提高控制速度、降低运算成本，达到实时控制的目的，本文采用了生成模糊规则库的方法，并利用国际能源机构的ＬａＣｈａｕｍｉｅｒｅ建筑物模式进行模拟验证．     

Dynamic Positioning System Based on Active Disturbance Rejection Technology

A dynamically positioned vessel, by the International Maritime Organization(IMO) and the certifying class societies(DNV, ABS, LR, etc.), is defined as a vessel that maintains its position and heading(fixed location or pre-determined track) exclusively by means of active thrusters. The development of control technology promotes the upgrading of dynamic positioning(DP) systems. Today there are two different DP systems solutions available on the market: DP system based on PID regulator and that based on model-based control. Both systems have limited disturbance rejection capability due to their design principle. In this paper, a new DP system solution is proposed based on Active Disturbance Rejection Control(ADRC) technology. This technology is composed of Tracking-Differentiator(TD), Extended State Observer(ESO) and Nonlinear Feedback Combination. On one hand, both TD and ESO can act as filters and can be used in place of conventional filters; on the other hand, the total disturbance of the system can be estimated and compensated by ESO, which therefore enhances the system's disturbance rejection capability. This technology's advantages over other methods lie in two aspects: 1) This method itself can not only achieve control objectives but also filter noisy measurements without other specialized filters; 2) This method offers a new useful approach to suppress the ocean disturbance. The simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

Fuzzy Sliding Mode Active Disturbance Rejection Control of an Autonomous Underwater Vehicle-Manipulator System

In this paper, a fuzzy sliding mode active disturbance rejection control(FSMADRC) scheme is proposed for an autonomous underwater vehicle-manipulator system(AUVMS) with a two-link and three-joint manipulator. First, the AUVMS is separated into nine subsystems, and the combined effects of dynamic uncertainties, hydrodynamic force, unknown disturbances, and nonlinear coupling terms on each subsystem are lumped into a single total disturbance. Next, a linear extended state observer(LESO) is presented to estimate the total disturbance. Then, a sliding mode active disturbance rejection control(SMADRC) scheme is proposed to enhance the robustness of the control system. The stability of the SMADRC and the estimation errors of the LESO are analyzed. Because it is difficult to simultaneously adjust several parameters for a LESO-based SMADRC scheme, a fuzzy logic control(FLC) scheme is used to formulate the FSMADRC to determine the appropriate parameters adaptively for practical applications. Finally, two AUVMS tasks are illustrated to test the trajectory tracking performance of the closed-loop system and its ability to reject and attenuate the total disturbance. The simulation results show that the proposed FSMADRC scheme achieves better performance and consume less energy than conventional PID and FLC techniques.     

模糊PID控制器在水压机控制系统中的应用

介绍了模糊控制中的设计思想及方法，并采用模糊控制的方法来改进实际生产中PID控制的一些控制难点。将改进方法应用在一大型水压机控制系统中并在实际生产中取得了理想效果。     

基于系统误差及其协方差阵拟合的抗差自适应滤波

动态导航数据处理中基于系统误差及其协方差矩阵拟合的自适应滤波算法在一定程度上可以抵制系统误差或区域性系统误差对动态导航定位结果的影响，但无法抵制异常扰动的干扰。考虑到观测模型和动力学模型存在异常扰动时。整体控制状态噪声协方差阵的方法可以减弱扰动异常的影响，因此提出一种基于系统误差及其协方差矩阵拟合的抗差自适应滤波算法。算例结果证实，该算法在减弱系统误差影响的同时，还能有效地抵制观测异常和载体状态扰动异常对动态系统参数估值的影响。     

生物多样性保护优先区人类干扰遥感监测与评价方法

本文利用遥感数据时空分辨率高、覆盖面积大、获取便捷的特点,构建优先区人类干扰状况的评价指标体系和计算方法,提取人类干扰类型的空间分布数据,借助地理信息系统的空间分析功能对人类干扰数据进行栅格运算,建立生物多样性保护优先区人类干扰指数（Human Disturbance Index）,定量评价了优先区内人类干扰程度的空间分布特征及动态变化,并以桂西黔南生物多样性保护优先区为例进行了方法验证。结果表明,该方法能有效地进行优先区内人类干扰状况定量评价,数据易获取、过程易操作,具有较强的业务推广价值。生物多样性保护优先区人类干扰指数定量评价方法的建立,可为优先区制定合理、有效的保护措施,为优先区保护和日常监管提供技术支持。     

多模式控制在关联系统中的应用研究

根据多模式控制器的设计理论,以偏差分段为基础,将控制过程分为几个阶段,用不同的模式加以控制,用加速储能控制来解决响应快速性的要求;用快速放能控制来解决响应平稳性要求;用稳态能量控制来解决系统的准确性要求。把控制模式用于双输入双输出关联系统的解耦系统中进行了仿真研究,与常规控制方法做了比较,多模式控制在关联系统中具有良好的动态响应性能。     

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