鲁棒控制器

摘要： 为降低鲁棒非线性模型预测控制方法中优化问题的实时求解难度,提出一种基于深度学习的近似鲁棒控制器方法。利用复杂的鲁棒非线性模型预测控制算法作为训练数据的生成器,以当前时刻的过程状态作为网络的输入,复杂控制算法计算的最优控制输入作为网络的输出,基于深度神经网络学习复杂的非线性模型预测控制策略。通过一个工业半间歇聚合反应器模型案例验证了所提方法的有效性,深层网络与浅层网络相比具有更好的效果。

摘要： 结合弃风形成机理提出具体的优化路径,经由建立调频控制优化模型、依托鲁棒原理生成鲁棒控制器、推行风电波动调节模式、实现功率调节动态仿真设计等方法,削弱风电波动频率不利影响。

摘要： 【目的】研究船舶在实现良好减纵摇控制效果的前提下进一步减小能量损耗,并在产生摄动时,能继续保持良好的鲁棒性能。【方法】以大连海事大学育鲲轮的纵摇运动数学模型为研究对象,建立多输入多输出(MIMO)不稳定控制系统,对其具有不稳定零极点的传递函数数学模型使用根轨迹成形技术,以及引用数学工具加权矩阵将其根轨迹拉到左半平面,以成形后的模型用一阶闭环增益成形算法设计鲁棒控制器,使用反正切函数驱动的非线性反馈代替原有的误差反馈得到最终控制律。【结果与结论】仿真结果表明,在船舶模型产生摄动时,非线性反馈控制改进船舶的升沉和纵摇,控制能量大幅减少、对模型干扰具有鲁棒性能。所设计控制器具有较好的减纵摇与节能效果。

摘要： 针对数控机床主轴的控制问题,采用综合鲁棒控制器实现数控机床主轴的有效控制,并对控制效果进行仿真验证.构造数控机床主轴系统模型简图,建立了考虑切削力的数控机床主轴的完整动力学模型.基于H∞控制策略开发针对机床主轴的综合鲁棒控制器.采用MATLAB软件对数控机床主轴进行仿真,并与传统PID控制器的仿真结果进行对比和分析.结果显示:采用综合鲁棒控制器控制的数控机床主轴转速超调量小,能快速消除波动;所需控制电压范围减少了约50％;即使受到较大随机干扰,主轴系统也能够快速消除干扰,处于受控状态且稳定.采用综合鲁棒控制器可以提高机床主轴的动态稳定性以及抗干扰能力.

摘要： 筒盖系统是潜艇导弹发射的重要装置.筒盖启闭通过电液伺服系统进行控制,筒盖系统通过角度传感器实现其闭环控制,传感器发生故障工况对潜艇的导弹发射将造成严重损害.为了保障筒盖系统安全稳定运行,针对其传感器故障工况设计了PI观测器,实现对筒盖系统传感器故障的实时估计,基于信号重构技术实现了对传感器反馈信号的矫正,并结合鲁棒控制器实现了对筒盖系统传感器故障工况下的安全稳定运行.试验结果表明,该控制器对筒盖系统发生传感器故障工况下的控制实现自愈效果,提高了其控制性能.

摘要： 由于音圈电机具有快速动态响应、出力平滑且能够实现高加速度等特点,已经广泛用于XYZ三维精密运动平台的Z轴中,并配合使用P ID控制算法进行点对点定位运动.由于三维精密运动平台存在模型不确定性和扰动不确定性,不能获得比较满意的动态和稳态性能,为此提出采用鲁棒控制算法来解决该问题.通过对音圈电机进行机理建模,再通过正弦扫频进行系统辨识得到标称数学模型,并分析了系统所存在的不确定性及扰动,最后利用MATLAB进行了鲁棒控制器的设计及仿真,验证了鲁棒控制器具有较好的动态响应品质和稳态抑制干扰的性能.

摘要： 针对网络化控制中通信时滞条件下永磁同步电机转速控制问题,首先在网络环境下建立永磁同步电机时滞动力学模型;然后基于模型展开系统调速鲁棒控制器设计,并通过构造Lyapunov-Krasovskii函数得到系统转速控制稳定性条件,进一步利用LMI工具箱计算出相应的鲁棒控制器增益;最后为验证控制器性能,基于SimEvents搭建控制器局域网络(CAN)通信模块,引入干扰信号,以真实反映网络通信诱发的不确定性延迟,并通过MATLAB/Simulink建立基于控制器局域网络的永磁同步电机调速控制系统模型,监测电机转速、相电流及转矩,展开仿真对比分析.结果表明:在非理想网络环境下,采用所设计的调速鲁棒控制器的系统稳定性较传统PI控制器矢量控制方法有显著提高,可以满足永磁同步电机转速控制稳定性要求.

摘要： 针对四轮转向非线性系统提出了一种鲁棒控制器算法,并以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出能够实现系统稳定的鲁棒控制器的充分条件.首先建立了四轮转向系统的状态方程,然后为了保证闭环非线性系统的跟踪性能,引入H∞控制理论,利用Lyapunov方法得到设计条件,并结合schur定理得到鲁棒控制器的存在条件.最后,通过MATLAB中的setlmis等函数得到鲁棒控制器的增益,验证该方法能够实现系统稳定.

摘要： 针对船舶舵减摇的鲁棒H∞控制问题,研究了一种基于线性矩阵不等式(LMI)技术的鲁棒H∞控制器构建方法.不同于已有的研究成果,假定船舶舵减摇系统模型中存在线性分式不确定摄动,即鲁棒控制问题.在特定的条件下,线性分式不确定摄动可以转化为范数有界的不确定摄动,因此,假定系统模型中存在线性分式不确定摄动具备更强的通用性.结合H∞控制理论和Lyapunov稳定性理论进行系统的稳定性分析,通过LMI技术描述船舶舵减摇的鲁棒H∞控制器的存在条件,该条件可被Matlab软件专用工具箱求解.最后结论,通过Simulink仿真实验证明了文章所研究的求解方法是有效的.

摘要： 目前鲁棒反馈控制在航空发动机上已得到较为广泛的应用,但由于航空发动机具有较强的非线性特性,在不同工况下被控对象动态参数变化较大,不确定因素十分突出,采用传统的单一标称对象来设计的鲁棒控制器不能保证发动机在全飞行包线内的稳定性.针对上述问题,本文引入了基于不确定性凸多面体系统鲁棒控制器设计方法,由于凸多面体集合内的系统可由其顶点进行描述,在设计控制器时只需对它的顶点进行设计即可.该方法不仅大大减小了发动机控制器的计算量,同时还使控制器具有全局有效性.本文利用凸多面体理论建立航空发动机的全包线模型,论证凸多面体模型稳定条件和反馈控制律的实现条件,结合H∞的强鲁棒稳定性和H2存在干扰时输出能量最小特性,设计了基于极点配置的混合H2/H∞鲁棒多变量控制器,使被控对象可以实现全工况稳定工作.最后以某型涡扇发动机为例,进行仿真验证,结果表明:在存在复杂噪声干扰条件下,混合H2/H∞鲁棒多变量控制器可以实现发动机全包线内控制指令的精确跟踪,能够有效的完成对航空发动机这个复杂被控对象的全包线工作稳定性控制.

摘要： 船舶动力定位系统是一种闭环的控制系统.由于风、浪、流等来自海洋环境的干扰,使得该系统成为一个带有不确定性干扰的控制问题.针对海洋环境未知,具有不确定扰动的船体运动模型,采用了反步积分控制原理,通过两步构造Lyapunov函数递推出船舶控制律,设计了一种基于反步法的鲁棒控制器,最终得到了稳定的控制效果.数值仿真验证了在船舶动力定点定位中所设计的控制器具有良好的鲁棒性.

摘要： 基于多模型控制器设计方法中需要建立大量离线子模型,导致计算负担过大的问题,本文提出基于H∞理论的多模型混合鲁棒控制器设计方法.该方法首先对参数变化区间进行分解,根据得到的子区间建立子模型,从而获得多模型集.然后依据H∞理论设计子模型鲁棒控制器,具有良好的抗干扰型,并能有效地减少子模型数量;其次,针对各鲁棒控制器,设计混合信号实现混合输出,可以很好地解决切换多模型控制中存在的持续切换问题.最后,对本文所提方法进行仿真和聚合釜温度系统的应用研究,结果表明当被控对象参数存在不确定性和存在输入扰动的时候,该方法可以在较少子模型数量的前提下保证系统具有良好的鲁棒性.

摘要： 针对高温阀阀芯位置控制问题,将阀前不同的压力和温度对阀芯位置的影响看作是不确定对象鲁棒性问题的扩展,应用了QFT设计了鲁棒控制器。通过将高温阀控制系统的时域指标转化为频域指标,生成Nichols图上的复合频域边界,利用回路成形设计控制器和前置滤波器,使得闭环系统频率响应满足所有性能指标。仿真结果表明,所设计控制器能够满足高温阀控制需求,当模型参数具有大范围的不确定性时,具有良好的鲁棒性,有较好的工程应用价值。

摘要： 针对智能汽车的路径跟踪问题,基于车辆动力学模型的路径跟踪方法相比于其它方法具有明显优势,但车辆动力学模型本身的不确定性,对智能汽车的路径跟踪控制提出了新的挑战.针对这个问题,本文建立了汽车动力学模型和车辆-路径联合模型,并对模型的动力学参数和物理参数的不确定性进行了描述,实现对多因素模型不确定性的考量.在此基础上,为保证系统在多因素不确定性下对外部扰动的抑制能力,基于线性矩阵不等式理论,构造了H∞鲁棒控制器,搭建了仿真模型,验证了方法的有效性.仿真结果表明,所提出的控制算法在各种参数明显偏离其名义值时仍然可以保证良好的跟踪控制性能,对系统的鲁棒性有显著的提升.

摘要： 2014主要工作将基于backstepping方法的一类多输入多输出非线性系统控制器设计方法,用于NSV姿态角和角速度鲁棒控制器设计,仿真结果说明所设计的鲁棒控制器具有很好的鲁棒控制效果.

摘要： 对悬臂梁固有特性进行研究,利用有限元分析方法,分析悬臂梁固有振动频率和相关振型,得到各主要参数对其固有频率的影响规律.提出一种悬臂梁参数优化方法,并给出合理的结构设计参数;最后应用于悬臂梁实际加工,实验结果证明该方法切实可行大范围机动、飞行环境复杂,气动特性变化迅速,以及飞行器结构、气动和推进系统之间的相互耦合,使得高超声速飞行器具有强烈的非线性、多变量耦合和参数不确定性.因此,相比于传统飞行器,其控制器设计更加复杂,约束更多.本文针对高超声速飞行器具有控制输入受限问题,采用基于LQR的隐式模型跟踪(IMF)方法和抗饱和补偿相结合设计鲁棒控制器,并以刚体-弹性纵向通道耦合模型为对象加以仿真验证.仿真结果表明,所设计的控制器不仅具有良好的跟踪性能,而且能够成功解决饱和非线性问题.

摘要： 本文以冷连轧非稳态轧制阶段的厚度与张力控制问题为研究对象，揭示了非稳态轧制过程轧机与轧件的非线性、不确定性摄动和各种随机干扰是造成非稳态轧制过程厚度以及张力控制困难的主要原因，研究提出了以系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能作为衡量非稳态轧制过程厚度与张力控制系统控制品质的指标，以此分析了某厂1420 极薄带冷连轧机的厚度与张力控制系统。采用现代鲁棒控制理论对原有系统进行了优化，设计了相应的鲁棒控制器，仿真结果表明，鲁棒控制系统具有更好的控制性能，能够较好的克服轧制过程中的不确定摄动和随机干扰。将理论研究成果应用于实际生产，改善了1420轧机启动过程的建张质量和张力控制稳定性，提高了生产效率，绩效明显。

摘要： 本文采用Backstepping方法,针对磁悬浮轴承电主轴系统中的非线性因素,设计了非线性鲁棒控制器,使系统在平衡点具有全局一致渐近稳定性。同时,考虑模型中的不确定干扰,在设计过程中引入了不确定性的影响,以使系统具有一定的鲁棒性。仿真结果表明这种方法在非线性磁悬浮轴承电主轴中的应用,能够得到良好的控制效果。

摘要： 对于一类不确定离散时滞奇异系统，研究了该类系统的弹性H∞控制器的设计问题。利用Lyapunov函数理论，以线性矩阵不等式（LMI）形式给出了系统弹性H∞控制器存在的充分条件及设计方法，该控制器既能使闭环系统允许，又能保证系统具有一定的H∞性能。最后，通过数值算例说明了该方法的实效性。

摘要： 本发明提供的一种统一潮流控制器的全局连续有限时间鲁棒控制系统包括测量模块、信号处理模块、状态空间变换模块、中央控制模块、状态空间逆变换模块、电压源换流器脉宽调制模块、UPFC模块，所述测量模块依次与信号处理模块、状态空间变换模块连接，所述中央控制模块输入端与状态空间变换模块输出端连接，中央控制模块输出端分别与状态空间变换模块输入端、状态空间逆变换模块输入端连接，所述状态空间逆变换模块输入端分别与中央控制模块输出端、状态空间变换模块输出端连接，状态空间逆变换模块输出端依次与电压源换流器脉宽调制模块、UPFC模块连接，本系统把状态空间变换模块和中央控制模块组成一个闭环结构，提高了系统的抗干扰能力和控制效果。

摘要： 本发明提供一种统一潮流控制器新型非线性鲁棒控制系统，包括测量模块、信号模拟变换模块、比较模块、状态空间转换模块、中央控制模块、状态空间逆变换模块、电压源换流器闸门触发和控制模块以及UPFC模块，所述测量模块的信号输出端依次通过信号模拟变换模块、比较模块、状态空间转换模块、中央控制模块、状态空间逆变换模块、电压源换流器闸门触发和控制模块与UPFC模块的信号输入端连接，所述UPFC模块的信号输出端与输电系统相连。本发明提供的非线性鲁棒控制方法是一种连续控制方法，不需要利用边界函数，不仅能够充分保持和利用被控制对象UPFC的非线性物理结构特性，而且能够对UPFC实现实时控制。

摘要： 本发明提供一种基于异构标识的多模态网络高鲁棒控制方法、控制器及系统。该方法包括：接收业务发起端发送的业务请求；根据业务请求在标识库中查找可用网络标识并形成可用标识列表，并计算每个网络标识传输完成业务请求所需要的理论网络资源；收集当前时刻的实际网络资源状态，结合每个网络标识所需要的理论网络资源以及业务请求选取

摘要： 本发明公开的基于切换结构的同步电机鲁棒控制装置、方法及控制器，包括：线性非线性切换自抗扰控制模块，用于生成交轴电压参考值；电流调节器，用于将直轴电流和直轴电流参考值的差值调节生成直轴电压参考值；第一Park逆变换器，连接所述线性非线性切换自抗扰控制模块与所述电流调节器，用于将所述直轴电压参考值和所述交轴电压参考值变换生成静止坐标系中的两相电压参考值；SVPWM模块，连接所述第一Park逆变换器，用于将所述两相电压参考值调制生成三相开关信号。本发明具有更高的控制精度和更强的抗扰能力，可以实现线性非线性自抗扰控制的平滑切换，防止出现控制振荡的现象，并且能够实现电机输出转矩的快速响应、无超调、高精度和强鲁棒控制。

摘要： 本发明提供的一种统一潮流控制器的全局连续有限时间鲁棒控制系统包括测量模块、信号处理模块、状态空间变换模块、中央控制模块、状态空间逆变换模块、电压源换流器脉宽调制模块、UPFC模块，所述测量模块依次与信号处理模块、状态空间变换模块连接，所述中央控制模块输入端与状态空间变换模块输出端连接，中央控制模块输出端分别与状态空间变换模块输入端、状态空间逆变换模块输入端连接，所述状态空间逆变换模块输入端分别与中央控制模块输出端、状态空间变换模块输出端连接，状态空间逆变换模块输出端依次与电压源换流器脉宽调制模块、UPFC模块连接，本系统把状态空间变换模块和中央控制模块组成一个闭环结构，提高了系统的抗干扰能力和控制效果。

摘要： 本发明提供了飞行器鲁棒非线性控制方法及鲁棒控制器系统：根据飞行器模型特点设计标称控制系统，结合第n控制输入指令得到第n误差状态信息，第n误差状态信息包括线性误差系统和等效干扰；设计状态反馈控制器来配置系统极点，改善系统动态响应，得到状态反馈控制输入；设计鲁棒补偿输出控制律对等效干扰进行抑制，得到鲁棒补偿输入；根据状态反馈控制输入和鲁棒补偿输入，并采用动态逆控制律对第n误差状态信息进行抑制，得到第n+1控制输入指令；重复执行以得到满足误差阈值的第n+1误差状态信息。本发明可以减少系统的转换，对多个不确定性实现完整考虑，缩短跟踪误差的收敛时间，以及实现不确定性的影响可以在整个频率范围内得到抑制。

摘要： 本发明提供了一种无人机姿态的鲁棒控制方法和实现该方法的鲁棒控制器，该方法包括如下步骤：建立无人机的二阶系统数学模型；建立一种非奇异终端滑模观测器，同时提出一种滑模控制器；建立一种干扰观测器，同时提出一种干扰控制器。所述鲁棒控制器包括用以观测和控制无人机状态及匹配性干扰情况的非奇异终端滑模观测器与滑模控制器，以及用以观测和控制无人机状态及不匹配性干扰情况的干扰观测器与干扰控制器。本发明的方法能够在两类干扰存在的情况下，实现对四旋翼无人机系统状态的观测，并且对两类干扰进行补偿，使无人机系统达到稳定的状态，达到了四旋翼无人机系统对姿态控制所期望要求的控制目标。

摘要： 本发明提供了飞行器鲁棒非线性控制方法及鲁棒控制器系统：根据飞行器模型特点设计标称控制系统，结合第n控制输入指令得到第n误差状态信息，第n误差状态信息包括线性误差系统和等效干扰；设计状态反馈控制器来配置系统极点，改善系统动态响应，得到状态反馈控制输入；设计鲁棒补偿输出控制律对等效干扰进行抑制，得到鲁棒补偿输入；根据状态反馈控制输入和鲁棒补偿输入，并采用动态逆控制律对第n误差状态信息进行抑制，得到第n+1控制输入指令；重复执行以得到满足误差阈值的第n+1误差状态信息。本发明可以减少系统的转换，对多个不确定性实现完整考虑，缩短跟踪误差的收敛时间，以及实现不确定性的影响可以在整个频率范围内得到抑制。

摘要： 本发明公开了基于PD+鲁棒控制器的并联机器人轨迹跟踪控制方法，包括如下步骤：建立并联机器人基本动力学模型；引入摩擦模型建立并联机器人完整动力学模型；基于PD控制器对并联机器人进行轨迹跟踪控制；对并联机器人完整动力学模型进行动力学参数辨识；基于辨识得到的完整动力学模型设计鲁棒控制器，结合PD控制器共同对并联机器人进行轨迹跟踪控制。本发明提供的基于PD+鲁棒控制器的轨迹跟踪控制方法同时具有PD控制器易于实现，适用性强和鲁棒控制器鲁棒性强的特点，适用于6自由度及少自由度并联机器人，并对其他机构的轨迹跟踪控制有一定的借鉴意义。

摘要： 本发明涉及列车控制领域，具体而言，涉及一种高速列车控制方法及其鲁棒控制器的设计方法。高速列车控制方法包括：采集列车的实时运行状态，所述实时运行状态至少包括当前列车速度及车钩偏移量；计算所述当前列车速度及所述车钩偏移量与目标速度和目标车钩偏移量之间的状态偏差；计算状态反馈控制律；根据所述状态反馈控制律和所述状态偏差，计算各车厢的控制力；以及将所述控制力施加到各所述车厢。本发明所提出的控制方案可以在不牺牲速度跟踪性能的情况下显著提高控制性能，具有重要的现实意义。