线性反馈控制

摘要： 将二次型磁控忆阻器作为正反馈项引入到三维混沌系统,设计了一个新的多翼忆阻超混沌系统.通过分析相轨迹、Poincaré截面、Lyapunov指数谱和分岔图,发现新的忆阻超混沌系统随着参数变化,产生了倍周期分岔、拟周期、瞬时超混沌等丰富的动力学行为,且数值分析与Multisim仿真结果一致,证明了新系统的可实现性.针对带有参数变化的混沌系统的稳定性问题,采用线性反馈控制的方法设计了线性控制器,使新系统达到一个稳定的状态.

摘要： 在摇摆工况下,当无级变速转换为传动变速时,导致扭矩方向及大小的偏移、主转速和从转速不一致,从而产生斜齿轮传动振动问题,为此,提出了基于线性反馈的电动汽车高速斜齿轮传动振动控制方法。通过分析斜齿轮传动时内部的电流走向,明确传动装置的速度比与金属带速度比的反比关系。结合动力学和傅里叶变换算法,推导出速度导纳、位移导纳以及加速度导纳间响应关系,利用响应系数识别3种导纳情况下,传动原点处的共振与反共振参数,以此为基础,采用线性反馈混沌控制法建立反馈数据增益矩阵,得出具有稳定周期的调节系数,利用调节系数控制传动点的运行轨迹,完成传动振动的高效控制。仿真测试结果表明,该方法提高了汽车内部共振区域频率波动的吻合程度,有效降低了外界噪声及其他干扰因素导致的传动振动影响,控制性能较好。

摘要： 针对碰撞振动系统具有的吸引子共存现象,在不改变原碰撞系统平衡解结构的前提下,采用线性反馈控制方法研究了一类两自由度含弹性约束碰撞振动系统共存吸引子转迁控制问题.建立了两自由度含弹性约束碰撞振动系统的动力学模型,理论推导得到了系统n-1周期运动的存在条件;利用Floquet理论分析了系统的稳定性、分岔及引起吸引子共存的原因;通过设计合理的线性反馈控制器实现了系统共存吸引子的相互转迁;讨论了不同的控制开始状态和控制参数对控制性能的影响.仿真结果表明,所应用的线性反馈控制方法能有效控制此类非光滑碰撞振动系统共存吸引子之间的相互转迁.

摘要： 为了奠定新四翼超混沌系统应用的理论基础.首先,比较新四翼超混沌系统与一些经典混沌或超混沌系统的最大Lyapunov指数,结果新四翼超混沌系统的最大Lyapunov指数值最大,说明新四翼超混沌系统具有更强的混沌特性;其次,对新四翼超混沌变量y和u进行线性反馈控制,应用Lyapunov函数方法,发现系统的所有状态变量能够指数稳定到原点,并系统具有很大的控制域;最后,数值仿真表明在控制域内任取一点,设计的线性反馈控制器是有效的.

摘要： 针对Colpitts振荡混沌电路的反馈控制问题,文中首先对Colpitts电路进行动力学分析与数值仿真,证实了 Colpitts电路可以产生混沌振荡;然后,分别设计了线性反馈控制器和自适应反馈控制器将Colpitts系统从混沌状态稳定到系统的平衡点上;最后,通过Matlab数值仿真验证了控制器的有效性.

摘要： 本文主要研究广义Lorenz系统加入单时滞扰动项后的Hopf分岔及控制问题.根据广义Lorenz系统的定义对新系统进行判定.通过计算时滞系统平衡点,分析平衡点稳定性以及Hopf分岔,得出系统发生Hopf分岔的条件和发生分岔时的时滞参数.绘制系统在不同时滞参数下的仿真图像,结果表明:在该广义Lorenz系统中加入单时滞扰动项,整体稳定性有所提高,当时滞参数位于分岔点时,系统出现较为稳定的极限环,发生超临界Hop盼岔,改变时滞分岔点附近的时滞参数会影响系统稳定性.设计一类线性状态反馈控制器,对时滞扰动引起的Hopf分岔进行超前控制,结果表明:该控制器在不改变系统平衡点的同时,将时滞分岔点由1.5708提前至1.5085,可有效控制时滞扰动引起的Hopf分岔.

摘要： 为了得到相继投影同步条件,提出了一种新的网络同步方式-相继投影同步。该模型具有非一致的比例因子特征,其中驱动系统由单个节点构成,响应网络由多节点耦合而成。针对网络模型进行分析,基于控制策略,结合稳定性等理论,获得了网络能够实现相继投影同步的全局稳定性条件。并且发现当耦合强度大于某个阈值,只需控制响应网络中的任意一个节点,就能实现相继投影同步。最后数值仿真检验了理论结果。

摘要： 讨论了Navier-Stokes系统降维模型的线性反馈控制问题.首先介绍了特征正交分解方法(proper orthogonal decomposition,POD),然后利用该方法建立了Navier-Stokes系统反馈控制问题的降维模型,最后运用Ritz-Galerkin方法估计了线性反馈控制问题的降维模型解与有限元解之间的误差,并给出了计算降维模型解和速度跟踪问题的算法.

摘要： 首次将分数阶算子引入到An系统中,通过数值仿真的研究,采用分数阶系统的稳定性定理,对分数阶An系统的动力学特性进行了详细的分析,计算出该系统处于混沌态时的阶数范围.将线性反馈控制法和参数周期扰动法应用到分数阶混沌系统的控制中,通过对参数的调整设计出合理控制器,实现了分数阶An系统的控制.

摘要： As a critical technique for increasing the brightness of narrow-linewidth fiber lasers, coherent polarization beam combining can achieve common aperture joining of multiple lasers, while maintaining higher beam quality and linear polarization state. A polarization control system of combined lasers was investigated based on the linear phase locking technique. A physical model for optical homodyne polarization detection and a mathematical equation for linear phase -locking loop were established and analyzed in detail. The polarization phase of combined lasers was checked by employing high-precision optical homodyne method and then fed back to phase lock lasers in real time. A linear polarization laser was output with the power of 279 mW. After phase locking, the polarization extinction ratio of combined lasers attained 19.3 dB and the control bandwidth was 39.6 kHz. The residual phase noise is 7×10 -4 rad√ Hz(1 Hz) and 3×10 -4 rad√ Hz . When the power was increased to 1 W, the polarization extinction ratio was -15 dB, which was restricted by power-induced phase noise and spatial mismatch of beam spots.%激光偏振合束是提升窄线宽光纤激光亮度的重要技术,能实现多路激光的共孔径合束输出,同时维持较高的光束质量和线偏振态.文中探索和研究了基于线性锁相技术的合束激光偏振控制系统,详细分析和建立了光零差偏振检测物理模型和线性锁相控制环路的数学模型.利用高精度的光零差技术对合束激光的偏振相位进行检测,并通过快速实时反馈进行激光锁相,获得了输出功率为279 mW的线偏振态激光.锁相控制后,合束激光的偏振消光比达到19.3 dB,控制带宽高达39.6 kHz,剩余相位噪声为7×10-4 rad√Hz(1 Hz)和3×10-4 rad√Hz.当提高激光输出总功率达1 W时,偏振消光比维持在～15 dB,其限制因素在于光功率波动引入的相位噪声和光斑空间模式不匹配.

摘要： 文中研究了超混沌Lorenz-Stenflo系统取不同初值的同步问题,基于小增益定理,将误差系统分为两个子系统,采用线性反馈控制方法实现了超混沌Lorenz-Stenflo系统同步.不仅给出了超混沌Lorenz-Stenflo系统实现同步的条件而且给出了控制参数的取值范围.线性反馈控制比起非线性反馈控制具有结构简单,易于实现的特点.最后,利用Matlab软件对超混沌Lorenz-Stenflo系统进行分析和数值模拟,仿真结果验证了所提出的方法的有效性.

摘要： 基于小增益定理,研究了初值不同两个新的混沌系统的同步问题,将误差系统分为两个子系统,采用线性反馈控制方法实现了新的混沌系统同步.给出了新系统实现同步的条件并给出了控制参数的取值范围.最后,数值结果验证了所提出的方法的有效性.

摘要： 以江苏能源需求、能源进口及可再生能源利用与西部能源供给之间的相互支持、相互制约的复杂关系为背景建立了一个新的四维能源供需系统,这是一类新的非线性微分方程系统,反映了能源需求与供给的非线性特征；借助于Lyapunov指数谱及分叉图研究了系统的动力演化行为；利用线性反馈控制方法及自适应控制方法将四维能源供需系统的混沌态控制到原先不稳定的平衡点和周期轨。给出了数值模拟结果,使得理论分析与数值研究得到了相互验证。

摘要： 针对最新提出的统一混沌系统,讨论了参数识别和追踪任意目标函数问题,还就该系统的线性反馈控制、自适应控制、采样数据反馈控制和反馈同步问题分别进行了研究,理论上给予证明,数值试验表明这些方法的正确性和有效性.

摘要： 针对目前大多数跳跃式再入制导方案在初次再入段采用数值预测-校正算法存在的计算量较大、在线应用困难的问题,提出了一种新的跳跃式再入标称轨迹制导方案.整条标称轨迹通过离线轨迹规划算法得到.在初次再入段,采用非线性预测控制算法来跟踪阻力加速度-能量剖面,将预测跟踪误差表示为依赖于控制量的截断泰勒展开式,然后寻找使得特定目标函数最小的控制量.进入二次再入段,采用类似于阿波罗末段制导的线性反馈跟踪方式,PID控制器系数通过插值得到.最后,在考虑各种误差的情况下进行了500次蒙特卡洛仿真,仿真结果表明制导律的精度较高,鲁棒性较好.

摘要： 针对目前大多数跳跃式再入制导方案在初次再入段采用数值预测-校正算法存在的计算量较大、在线应用困难的问题,提出了一种新的跳跃式再入标称轨迹制导方案.整条标称轨迹通过离线轨迹规划算法得到.在初次再入段,采用非线性预测控制算法来跟踪阻力加速度-能量剖面,将预测跟踪误差表示为依赖于控制量的截断泰勒展开式,然后寻找使得特定目标函数最小的控制量.进入二次再入段,采用类似于阿波罗末段制导的线性反馈跟踪方式,PID控制器系数通过插值得到.最后,在考虑各种误差的情况下进行了500次蒙特卡洛仿真,仿真结果表明制导律的精度较高,鲁棒性较好.

摘要： 针对目前大多数跳跃式再入制导方案在初次再入段采用数值预测-校正算法存在的计算量较大、在线应用困难的问题,提出了一种新的跳跃式再入标称轨迹制导方案.整条标称轨迹通过离线轨迹规划算法得到.在初次再入段,采用非线性预测控制算法来跟踪阻力加速度-能量剖面,将预测跟踪误差表示为依赖于控制量的截断泰勒展开式,然后寻找使得特定目标函数最小的控制量.进入二次再入段,采用类似于阿波罗末段制导的线性反馈跟踪方式,PID控制器系数通过插值得到.最后,在考虑各种误差的情况下进行了500次蒙特卡洛仿真,仿真结果表明制导律的精度较高,鲁棒性较好.

摘要： 针对目前大多数跳跃式再入制导方案在初次再入段采用数值预测-校正算法存在的计算量较大、在线应用困难的问题,提出了一种新的跳跃式再入标称轨迹制导方案.整条标称轨迹通过离线轨迹规划算法得到.在初次再入段,采用非线性预测控制算法来跟踪阻力加速度-能量剖面,将预测跟踪误差表示为依赖于控制量的截断泰勒展开式,然后寻找使得特定目标函数最小的控制量.进入二次再入段,采用类似于阿波罗末段制导的线性反馈跟踪方式,PID控制器系数通过插值得到.最后,在考虑各种误差的情况下进行了500次蒙特卡洛仿真,仿真结果表明制导律的精度较高,鲁棒性较好.

摘要： 针对目前大多数跳跃式再入制导方案在初次再入段采用数值预测-校正算法存在的计算量较大、在线应用困难的问题,提出了一种新的跳跃式再入标称轨迹制导方案.整条标称轨迹通过离线轨迹规划算法得到.在初次再入段,采用非线性预测控制算法来跟踪阻力加速度-能量剖面,将预测跟踪误差表示为依赖于控制量的截断泰勒展开式,然后寻找使得特定目标函数最小的控制量.进入二次再入段,采用类似于阿波罗末段制导的线性反馈跟踪方式,PID控制器系数通过插值得到.最后,在考虑各种误差的情况下进行了500次蒙特卡洛仿真,仿真结果表明制导律的精度较高,鲁棒性较好.

摘要： 本发明公开了一种基于线性化反馈控制的空间绳系组合体二维摆动控制方法。建立空间固定直角坐标系，根据拉格朗日方程建立得到空间绳系组合体的摆动动力学模型，建立线性化反馈控制的摆角抑制控制方式、速度反馈控制方式、位置反馈控制方式，分别处理获得摆角、速度、位置的控制量并复合计算获得总控制量带入到摆动动力学模型中进行控制。本发明方法实现空间绳系组合体二维摆动控制，具有控制器设计简单、工程可实现性强及控制效果好等优点。

摘要： 本发明涉及了一种基于多步反馈控制的非线性随机模型预测控制简化方法，包括建立离散非线性随机模型，提出针对该模型的随机无穷时域优化控制问题；保证名义离散线性随机模型替代离散非线性随机模型的有效性并扩大控制器的可行域；保证原概率约束并增加后续随机预测控制器的设计自由度；得到进行优化控制的前提条件；预测控制简化算法的具体步骤。本发明通过对无限时域统计性能指标的优化，结合鲁棒不变量集的性质来收紧概率约束，构造一簇具有更大自由度的多步概率不变量集，以确保概率约束得到满足。同时为了改善多步控制策略引起的在线负担过重的问题，提出了简化的控制算法。有效解决了随机干扰下随机系统的跟踪性、稳定性和鲁棒性问题。

摘要： 通过在表示不可控系统的状态空间模型上加上误差矩阵Δ，被设计出将状态空间模型修正为表示可控系统的修正状态空间模型。基于由该修正状态空间模型所表示的系统的状态反馈控制器计算出控制量，对控制对象进行控制。通过使用误差矩阵修正表示不可控系统的状态空间模型，能够使系统变得可控。另外，由于误差矩阵Δ被加到状态矩阵上，因此能够减小误差对系统的输出产生的影响。

摘要： 一种对非线性系统给定最优控制算法、水面艇能动力定位反馈控制增益方法及动力定位控制方法，涉及水面艇技术领域。现有技术中为了使水面艇在海洋中保持特定的位置，通常采用锚泊定位，但由于海洋风浪和执行器饱和输入受限的影响，水面艇会出现难以定点作业的问题。本申请采用的技术方案为：输入水面艇的期望位置和艏向角的状态量；输入水面艇推进器最大动力数值；通过水面艇的实际位置和艏向角的状态量与期望位置和艏向角的状态量的差值计算反馈控制增益K1；根据推进器最大动力数值计算反馈控制增益K2；根据K1和K2得到反馈控制增益K；根据反馈控制增益计算结果分配各推进器动力，实现水面艇动力定位控制。适用于不同条件下的水面定点作业。

摘要： 一种线性系统滑模抗干扰输出反馈控制模型获取方法及系统、控制器和控制方法，根据考虑的带有不匹配干扰的线性系统，建立基于事件驱动的扩张状态观测器估计未知干扰和状态，基于观测器输出，构造滑模面，设计了基于事件驱动的滑模输出反馈控制器，针对系统受到不匹配干扰以及数据传输受限情况下，提供了一种线性系统滑模抗干扰输出反馈控制方法，解决了数据传输受限情况下系统的抗干扰控制问题，因此实现了在航天器中利用或者设计事件条件使得系统达到既定的目标。

摘要： 本发明的基于微分几何反馈控制的水样COD浓度非线性解耦控制方法，包括如下步骤：S1，建立化学需氧量模型qCOD＝F(T,H,q1,q2,q3,q4,q5)并输入模型约束量；S2，分析化学需氧量模型qCOD＝F(T,H,q1,q2,q3,q4,q5)特性，根据非线性系统F的雅可比矩阵是否满秩，判断系统是否能够使用微分几何反馈控制方法；雅可比矩阵满秩，即符合相对阶，可以使用微分几何反馈控制方法；S3，如果非线性系统F满足相对阶的条件，求取微分几何反馈控制的反馈变换矩阵Φ；S4，将反馈变换矩阵Φ进行矩阵变换；S5，在新的域中进行测量数据的处理；S6，将新域中得到的结果再反变换到实际测量域中来。本发明专利针对系统描述函数F的非线性特性，将微分几何反馈控制分析方法应用到测量系统的输入输出分析中。

摘要： 本发明涉及了一种基于多步反馈控制的非线性随机模型预测控制简化方法，包括建立离散非线性随机模型，提出针对该模型的随机无穷时域优化控制问题；保证名义离散线性随机模型替代离散非线性随机模型的有效性并扩大控制器的可行域；保证原概率约束并增加后续随机预测控制器的设计自由度；得到进行优化控制的前提条件；预测控制简化算法的具体步骤。本发明通过对无限时域统计性能指标的优化，结合鲁棒不变量集的性质来收紧概率约束，构造一簇具有更大自由度的多步概率不变量集，以确保概率约束得到满足。同时为了改善多步控制策略引起的在线负担过重的问题，提出了简化的控制算法。有效解决了随机干扰下随机系统的跟踪性、稳定性和鲁棒性问题。

摘要： 本发明公开了一种基于线性化反馈控制的空间绳系组合体二维摆动控制方法。建立空间固定直角坐标系，根据拉格朗日方程建立得到空间绳系组合体的摆动动力学模型，建立线性化反馈控制的摆角抑制控制方式、速度反馈控制方式、位置反馈控制方式，分别处理获得摆角、速度、位置的控制量并复合计算获得总控制量带入到摆动动力学模型中进行控制。本发明方法实现空间绳系组合体二维摆动控制，具有控制器设计简单、工程可实现性强及控制效果好等优点。

摘要： 本发明公开了一种实现风力机MPPT控制的变参数非线性反馈控制方法，该方法利用控制器、发电机和风力机组成的非线性反馈控制系统实现，以风轮实际转速、风力机估计气动转矩和风轮最优转速作为控制器的输入，通过调节控制器参数获取发电机电磁转矩参考值作为控制器的输出即发电机的输入，以发电机电磁转矩作为发电机的输出来控制风轮实际转速。

摘要： 本发明涉及电机控制技术领域，具体的是一种基于高通滤波线性反馈控制器优化的自抗扰控制方法，包括以下步骤：S1、基于电机运动方程得到状态空间方程，将电机驱动系统中的总扰动扩展为新的状态变量，根据新的状态变量构建新的状态空间方程；S2、由新的状态空间方程构建扩张状态观测器，利用观测器观测出的转速反馈值和总扰动，利用总扰动进行前馈补偿；S3、设计高通滤波器、线性反馈控制器实现转速参考信号跟踪，抑制由于电机驱动系统内部扰动造成的转速周期性波动。本发明保留了线性ESO的整定参数较少的特点，减小了转速波动，降低了电机低速运行时转速中的谐波含量，使系统能够兼顾跟踪性能和抗扰性能，可以使得转速波动范围和谐波含量同时减小。