一类随机不确定网络控制系统的H_∞滤波器设计

当网络控制系统信道中存在乘性噪声和丢包、时滞时,数据在传输中会受到干扰甚至丢失。本文针对带有乘性噪声、丢包和一步随机时滞的一类网络控制系统,通过状态增广,将信道特性转化为随机系统参数,并利用线性矩阵不等式方法推导了其H∞滤波器,使得滤波误差满足给定的H∞性能指标。本文算法将H∞滤波器设计转化为便于计算机求解的约束凸优化问题,并通过仿真和对比验证了算法的有效性。     

离散时滞双线性系统的近似最优控制

研究具有二次型性能指标的离散时滞双线性系统最优控制问题。对既带有时间超前项又带有时间滞后项的非线性两点边值(TPBV)问题,通过逐次逼近算法(SAA)构造不含超前滞后项的线性非齐次TPBV问题迭代序列。最优控制律由精确的线性反馈项和非线性时滞补偿序列的极限项组成。取补偿项序列的有限次迭代值,获得次优控制律。通过仿真,验证算法的有效性。     

含确定扰动的线性离散时滞系统的前馈-反馈最优控制

研究在外界持续干扰的动态特征已知的情况下,线性离散时滞系统的前馈-反馈最优控制问题。给出了前馈-反馈最优控制存在的唯一性条件,提出了前馈-反馈最优控制律的逐次逼近算法;通过截取最优控制序列解的有限项,得到系统的前馈-反馈次优控制律,并利用扰动观测器解决了其物理可实现问题。该算法容易实现,计算工作量小,且对外部持续扰动有良好的鲁棒性。仿真结果说明了算法的有效性。     

离散时滞网络控制系统的镇定研究

研究一类同时存在系统时变时滞和网络随机时滞的网络控制系统的稳定性问题。首先采用切换方法描述离散线性系统的时变时滞,而利用马尔可夫链描述网络随机时滞;其次,基于线性矩阵不等式形式和V-K迭代算法给出该系统的稳定性判据和控制器设计算法;最后通过仿真实例验证了该方法的有效性和可行性。     

海洋绞车主动升沉补偿控制系统建模与仿真分析

针对海洋绞车主动升沉补偿系统的控制要求,通过对主动升沉补偿系统的控制机理进行分析,于Simulink软件中搭建海洋绞车主动升沉补偿控制系统的仿真模型。根据负载所处不同海况,设置相应仿真参数,得出负载在不同海况下主动升沉补偿控制系统的补偿特性,绘制了负载在升沉补偿作用下的位移响应曲线及补偿时电机转速响应曲线,并与无升沉补偿作用下的仿真结果进行对比。仿真结果表明,该主动升沉补偿控制系统具备理想的补偿精度。将主动升沉补偿控制系统应用于海洋绞车进行模拟试验,得到了电驱动海洋绞车主动升沉补偿控制系统在四级模拟海况下的试验数据。试验结果表明该主动升沉补偿控制系统满足补偿能力设计要求。研究可为海洋绞车主动升沉补偿控制系统补偿性能的改进与完善提供参考。     

随机波浪作用下海洋平台主动控制的时滞补偿研究

基于预测控制理论，研究了适用于海洋平台的时滞补偿控制算法。该方法借助于随机波浪力的近似公式和卡尔曼滤波原理，推导出了随机波浪力向前一步预测公式，同时采用卡尔曼滤波方程，实现了对状态向量向前一步预测。利用随机波浪力及状态向量的实时在线预测公式，推导出最优控制力向前一步预测的表达式。在此基础上，发展了不仅适用于反馈控制系统而且适用于前馈-反馈控制系统的时滞补偿算法。采用一典型海洋平台为数值算例，计算结果表明，该方法在一定时滞范围内对海洋平台主动控制中时滞的补偿效果是显著的。     

VBF水下传感器网络路由协议的路径优化与模拟

针对水下传感器网络节点的移动性,以基本VBF(Vector-Based Forwarding Protocol)路由协议为基础,提出了1种适用于水下移动传感器节点的路径优化算法.为了验证此路径优化算法的有效性,分别对基本VBF算法和改进的VBF算法进行了3个模拟实验;从数据包接收成功率和网络负载两方面分析比较了实验模拟结果.比较结果可以看出:文中提出的路径优化的VBF路由协议的数据包成功接收率要优于VBF路由协议,降低了网络负载,并且该优化算法实现简单,不需要增加额外的网络延迟时间.     

具有小时滞的线性系统次优控制的无滞后转换法

该文研究线性时滞定常系统的次优控制问题。根据无滞后转换法的思想 ,先引入状态向量的增量 ,将其视为附加扰动输入 ,再利用微分方程的逐次逼近法 ,将既含有时滞项又含有超前项的两点边值问题化为既不含时滞项又不含超前项的两点边值问题族。然后 ,把第 N次逼近得到的控制律近似为系统的最优控制律 ,得到次优控制律。并用实例仿真验证了该算法的有效性。该方法可使小时滞系统的迭代次数大大减少 ,因此尤其适合于小时滞系统的次优控制。     

时滞网络控制系统的动态输出鲁棒控制

针对网络控制系统中存在的不确定时滞,将网络控制系统模型转化为不确定系数的离散时间模型。利用Lya-punov稳定性理论和线性矩阵不等式技术,提出动态输出鲁棒控制器的设计方法,同时给出闭环系统鲁棒渐近稳定的充分条件。仿真例子验证了所提方法的有效性。     

时空联合估计权向量的MVDR自适应波束形成方法

为实现短数据条件下权向量的稳定优化估计,提出1种时空联合估计权向量的MVDR自适应波束形成方法。该方法结合时域解析信号的MVDR自适应波束形成算法中构造时域解析信号的方法和直接数据域算法中空间滑动的方法,以减少一半权向量为代价,实现了在更短的数据长度下稳定优化地估计协方差矩阵和权向量。数值仿真实验和海上实验数据处理结果表明:与常规波束形成和直接数据域相比,该方法具有更好的稳定性和更好的波束性能,即主瓣更窄,旁瓣更低,阵增益更高。     

海水循环冷却系统腐蚀、污垢和菌藻控制技术研究

海水循环冷却技术,是海水资源利用领域一项新技术,属于海水直接利用技术的范畴。海水含盐量高,具有腐蚀和结垢性的离子浓度远高于一般淡水,且微生物和大生物的种类多、含量高,远不符合国家标准《工业循环冷却水处理设计规范》规定的循环冷却水的水质要求,但是,海水循环冷却技术实验室研究表明,通过添加海水缓蚀剂,阻垢分散剂,菌藻杀生剂等海水水处理药剂,在腐蚀控制,污垢控制,菌藻控制等方面,可以达到或接近国家有关标准规定的技术指标要求。     

含有控制时滞的多输入离散系统的变结构控制

给出了多输入离散系统的基于时变衰减幂次趋近律的滑模变结构控制方法,并通过时滞变换将结果推广到含有控制时滞的情形。首先选取具有适当增益矩阵的线性切换函数以保证系统在切换面上的理想准滑模运动方程的极点可任意配置。其次基于时变衰减幂次趋近律设计了准滑模控制器,该控制器能够保证两类离散系统的运动轨迹在有限时间内到达准滑模带,然后要么直接转入理想准滑模,要么在准滑模带中以指数幂速率快速趋于理想准滑模,并使系统的运动轨迹能够渐近趋于状态空间的原点,而不再是原点附近某邻域中出现稳定抖振。最后的仿真结果进一步表明了这种方法的有效性。     

多功能船舶阀门遥控系统微机系统控制方案

介绍了一种多功能船舶的阀门遥控系统的微机控制方案,并对该控制方案应用的设备、技术等进行了分析。该方案的实现可以提高船舶以及其它阀门遥控系统整体的可靠性和设备工作的协调性。     

Zero-G Class Underwater Robots: Unrestricted Attitude Control Using Control Moment Gyros

The "Zero-G" is designated as a new class of underwater robot that is capable of unrestricted attitude control. A novel control scheme based on internal actuation using control moment gyros (CMGs) is developed to provide Zero-G class autonomous underwater vehicles (AUVs) with this unique freedom in control. This is implemented in the CMG-actuated Zero-G class internal kinematic underwater robot actuation (IKURA) system that was developed as part of this research. A series of experiments are performed to demonstrate the practical application of CMGs and verify the associated theoretical developments. The ability to actively stabilize the translational dynamics of the robot is assessed and unrestricted attitude control is demonstrated in an experiment that involves vertically pitched diving and surfacing in surge. Finally, potential applications for Zero-G class AUVs are discussed.     

Adaptive Neural Network Control with Control Allocation for A Manned Submersible in Deep Sea

This paper thoroughly studies a control system with control allocation for a manned submersible in deep sea being developed in China.The proposed control system consists of a neural-network-based direct adaptive controller and a dynamic control allocation module.A control energy cost function is used as the optimization criteria of the control allocation module,and weighted pseudo-inverse is used to find the solution of the control allocation problem.In the presence of bounded unknown disturbance and neural networks approximation error,stability of the closed-loop control system of manned submersible is proved with Lyaponov theory.The feasibility and validity of the proposed control system is further verified through experiments conducted on a semi-physical simulation platform for the manned submersible in deep sea.     

基于自抗扰的双环路UUV航向角控制方法

针对水下无人航行器（UUV）受到海流海浪等外部扰动与内部模型不确定导致航向角控制品质下降的问题,提出一种基于自抗扰（ADRC）的双环路航向角控制方法。首先,建立了 UUV 的六自由度动力学、运动学模型与水平面动力学模型。然后,设计了一种非线性控制器,将自抗扰控制与双控制环路相结合, 针对系统航向控制所受内部与外部等非线性因素的影响,采用扩张状态观测器对“总和”扰动进行观测与补偿。 在采用自抗扰控制的航向角反馈控制回路的基础上,增加航向角速度内环,降低系统对扰动的灵敏度,改造被控对象的传递函数,为外环路提供良好的被控对象模型。最后,通过仿真实验验证了该控制方法的有效性。     

加标回收试验及质控图在实验室内控中的应用

介绍采用加标回收试验和绘制回收率质控图进行质量控制的方法,结合海洋环境监测工作说明其在实验室内控中应用.     

海洋调查的质量控制研究

文章阐述海洋调查质量控制的目的和意义;分别对海洋调查项目准备阶段和实施阶段的质量控制进行规范化描述,其中准备阶段包括成立调查项目工作小组、编写项目实施方案、编写调查项目质量保障方案和组织航前海试,实施阶段包括制订航次实施计划和质量保障计划以及开展航前、航中和航后检查;提出内业分析质量控制的相关内容,并对调查航次结束后质量控制的报告和资料成果的归档进行说明,为我国规范化开展海洋调查及其质量控制提供科学依据。