帶有伸縮器和飽和器的一類非線性系統(tǒng)模糊自適應控制設計

針對一類嚴格反饋非線性系統(tǒng),利用后推法設計一種無超調跟蹤控制律.對于階數(shù)小于4的對象,給出了控制律參數(shù)應滿足的充要條件;對于階數(shù)更高的對象,給出了求解一個充分條件的方法.該控制律適用于零與非零初始條件,且參考輸出不限制為階躍信號.通過兩個數(shù)值仿真例子驗證了所提出控制律的有效性.

針對具有未知參數(shù)的受擾非線性系統(tǒng),提出了一種帶有死區(qū)修正的自適應魯棒l2設計方法。根據(jù)參數(shù)的先驗信息,通過將光滑投影算法、死區(qū)修正技術與參數(shù)自適應律結合起來,既抑制了參數(shù)的漂移、減小了計算負擔,又使估計參數(shù)達到了最小。當外界干擾為零時,算法能夠保證跟蹤誤差漸近收斂于任意設定的死區(qū)。當外界干擾不等于零時,系統(tǒng)滿足l2干擾抑制性能指標。仿真結果進一步說明了算法的有效性。

閥門定位器是一個非線性、時變及未知模型系統(tǒng),普通pid無法滿足應用過程中快速、高精度要求.文中提出將常規(guī)pid控制方法和模糊技術相結合的的控制方式.在分析系統(tǒng)滿足ziegler-nichols條件的基礎上,運用其設定方法對pid參數(shù)進行了歸一化處理,并對處理后的單個參數(shù)設計了模糊自適應控制算法.實驗證明該控制算法控制效果明顯優(yōu)于普通pid.算法計算量小、調節(jié)可靠、自適應性強,能夠滿足工業(yè)應用需要.

提出了一種非線性系統(tǒng)自適應狀態(tài)觀測器的設計方法。根據(jù)系統(tǒng)工作點的變化在線配置極點,選取合適的反饋增益矩陣,無論如何選取狀態(tài)觀測器的初值,都能保證觀測器在大范圍內穩(wěn)定工作。理論分析了存在模型誤差和噪聲干擾時觀測器的魯棒性。在cstr上的仿真結果證明,用該方法設計的觀測器能夠穩(wěn)定收斂到狀態(tài)真值,并且對模型失配和噪聲干擾有一定的抑制能力

由于分布式電源逆變并網(wǎng)發(fā)電與有源電力濾波器(activepowerfilter,apf)在結構功能上具有相似性,本文提出了結合綠色分布式電源的有源電力濾波器拓撲結構,這種結構使apf除了能夠濾除諧波外,還可以向負載供能,拓展了apf的應用范圍,有利于電網(wǎng)的綠化和供能的多元化.分布式電源通過逆變升壓整流來維持apf直流側的電容電壓的穩(wěn)定,而不需要消耗電網(wǎng)中的能量.針對畸變電壓的工況,設計了自適應dq檢測算法;在apf控制上采用了自適應模糊控制的策略,不僅能快速跟蹤諧波電流,而且具有較強的魯棒性.仿真結果驗證了該系統(tǒng)設計的可行性和可靠性,證明了本文所提算法的有效性和正確性.

本文以磁懸浮球系統(tǒng)為研究對象,基于該系統(tǒng)的線性化模型,通過backstepping設計方法設計了一類自適應控制器,所設計的控制器具有結構簡單易于實現(xiàn),控制輸入易于得到等優(yōu)點,仿真實驗驗證了該控制器的有效性。

本文主要研究了一類同時具有時變參數(shù)不確定性和外部干擾輸入的離散線性系統(tǒng)有限時間狀態(tài)穩(wěn)定性問題,用線性矩陣不等式給出問題可解的充分條件.

船舶航向控制器的設計一直是各國學者的研究重點,隨著技術的進步,對船舶航向控器設計的要求越來越高,加之水面狀況越來越復雜,傳統(tǒng)的pid控制很難達到滿意的效果?；谀：赃m應pid控制在改進傳統(tǒng)pid控制的基礎上,采用一種動態(tài)調節(jié)的方式,與常規(guī)的pid控制器相比,不但控制效果得到了很好的改善,而且還具有更好的抗干擾能力。

研究了一類隨機非線性系統(tǒng)的逆最優(yōu)增益設計問題,系統(tǒng)中除了方差未知的wiener噪聲之外,還含有markov跳躍參數(shù).首先,給出此類系統(tǒng)逆最優(yōu)增益設計問題可解的一個充分條件.其次,針對一類具有嚴格反饋形式的隨機非線性系統(tǒng),利用積分反推法,給出了依概率全局漸近穩(wěn)定和逆最優(yōu)控制策略的設計方法.其中,所設計的lyapunov函數(shù)和控制策略與模態(tài)顯式無關,克服了由于markov跳躍模態(tài)引起的耦合項所帶來的設計困難.最后,通過仿真驗證了控制策略的有效性.

研究了一類狀態(tài)可測仿射非線性系統(tǒng)的擾動抑制問題,針對局部漸近穩(wěn)定的非線性系統(tǒng)受到未知有界的周期性擾動,以h∞狀態(tài)反饋標準控制方法為基礎,給出這類問題的設計方法,得到了控制器的參數(shù)化描述.

本文用系統(tǒng)仿真的方法探討了汽車空調蒸發(fā)器過熱度的自適應控制,分析了自校正pid自適應控制在蒸發(fā)器過熱度控制中應用的基本原理;對采用自適應控制的汽車空調系統(tǒng)進行了仿真計算,結果表明,制冷效果得到了明顯提高,對環(huán)境參數(shù)變化引起的系統(tǒng)工況波和很好的調節(jié)作用。

“帶自適應控制的分段線性插值法”作為一種簡單、控制精誠度高的控制方式，適用于一些控制精度要求較高，而設備自身又不帶閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的控制對象，料流調節(jié)閥控制一直是高爐無料鐘爐頂系統(tǒng)的控制重點，難點之一，在以往的高爐控制系統(tǒng)中雖然采用了多種方式對料流調節(jié)閥進行控制，但大部分效果卻不盡人意，本文作者總結了多年相關方面的控制經(jīng)驗，在國內某大型高爐的無料鐘爐頂系統(tǒng)控制中，采用了“帶自適應控制的分段線性插值法”對料流調節(jié)閥進行控制，初步取得了較好的結果。

主要研究了一類時滯切換系統(tǒng)有關非線性執(zhí)行器飽和的控制器設計問題。對于具有執(zhí)行器飽和的時滯切換系統(tǒng),設計了狀態(tài)反饋控制器,構造了共同的lyapunov函數(shù),并利用完備性定義給出了切換系統(tǒng)漸近穩(wěn)定的充分條件,最后用schur引理將定理的充分條件等價地轉化為線性矩陣不等式的形式。

針對變風量空調系統(tǒng)非線性、時變和負荷經(jīng)常變化等情況,常規(guī)pid控制方法難以有效地對其進行控制的問題,提出了基于模型參考的模糊自適應控制方案。并在matlab環(huán)境下進行了改變設定值的系統(tǒng)仿真實驗。仿真結果證明,系統(tǒng)滿足控制要求,模型參考模糊自適應控制方案是可行的。

設計了smith預估的模糊自適應pid控制器。結合smith預估控制、模糊控制和傳統(tǒng)pid控制的優(yōu)點,利用模糊推理實現(xiàn)對pid參數(shù)的在線自動調整,最后將它應用到中央空調冷溫水二次泵變流量的系統(tǒng)中。仿真試驗表明,基于模糊自適應pid控制的冷溫水變流量二次泵的自適應能力有所提高,響應速度和動態(tài)性能也有所改善。

針對模型參考自適應控制的區(qū)域穩(wěn)定性問題,采用lyapunov直接法分析參數(shù)收斂與系統(tǒng)跟蹤誤差之間的關系。通過對系統(tǒng)誤差項與參數(shù)估計項之間能量轉移過程的描述,說明常規(guī)的區(qū)域穩(wěn)定自適應控制器尚未充分考慮因估計參數(shù)振蕩引起系統(tǒng)失穩(wěn)的可能性。為此,提出一種簡潔有效的區(qū)域穩(wěn)定控制器設計方案,根據(jù)系統(tǒng)跟蹤誤差大小動態(tài)引入增益動態(tài)調整的魯棒控制項,有效消除了控制中潛在的不穩(wěn)定因素。基于siso非線性系統(tǒng)的仿真研究驗證了所提方案的有效性。

采用一種建立在連續(xù)輸入輸出論域上的模糊控制器，避免了普通模糊控制器由于論域的離散化而存在的量化誤差。通過采用分級模糊控制的方法進一步提高了系統(tǒng)的控制精度和收斂品質。同時還給出了一種自適應控制算法，利用它可以調整模糊規(guī)則以適應系統(tǒng)的時變性。利用該文的模莫糊控制器對典型非線性時變系統(tǒng)-vvvf液壓電梯的實時控制結果表明；這種模糊控制器魯棒性好，控制精度高，自適應能力強,具有很高的實用價值。

研究受l2范數(shù)有界未知擾動影響的一類馬爾可夫跳躍線性系統(tǒng)的基于觀測器的故障診斷濾波器設計問題.應用h∞優(yōu)化技術,給出并證明了隨機穩(wěn)定并滿足一定性能指標的殘差產(chǎn)生系統(tǒng)的存在條件.通過求解線性矩陣不等式可求得故障診斷濾波器設計的解析解.

針對目前污水處理廠的污泥回流系統(tǒng)存在控制效果差、不穩(wěn)定、能耗高等缺點,提出了基于自適應模糊控制的污泥回流系統(tǒng)。根據(jù)生產(chǎn)的實際情況和操作經(jīng)驗,給出了污泥回流系統(tǒng)的具體硬件結構及工藝流程,總結出自適應模糊控制器的控制規(guī)則并確定了相應的控制參數(shù)。實際運行經(jīng)驗證明,該自適應模糊控制系統(tǒng)使生化池混合液濃度穩(wěn)定在設定值附近,同時保證了較好的出水效果,并且抗擾動能力強,提高了污泥回流的效率,節(jié)約了能源。

單神經(jīng)元pid自適應控制器在vav系統(tǒng)中的控制應用——本文全面介紹了變風量系統(tǒng)的構成以及當前變風量系統(tǒng)的控制現(xiàn)狀．引入人工神經(jīng)網(wǎng)絡．設計了單神經(jīng)元自適應pid控制器．為變風量系統(tǒng)的局部控制提供了一些新的途徑深入研究人工神經(jīng)網(wǎng)絡的變風量系統(tǒng)控制及其鋸耦...

基于凸組合技術和線性矩陣不等式方法,考慮了一類非線性切換關聯(lián)大系統(tǒng)的分散狀態(tài)反饋鎮(zhèn)定問題,大系統(tǒng)的關聯(lián)項由線性和非線性兩部分構成,在低維子系統(tǒng)的單個子系統(tǒng)均不能被鎮(zhèn)定且存在非線性干擾的情況下,得到了切換關聯(lián)大系統(tǒng)穩(wěn)定的一個充分條件。并將其轉化為求解線性矩陣不等式問題,相應給出了算法的計算機實現(xiàn),進而設計出了切換關聯(lián)大系統(tǒng)的分散控制器和分散切換策略。

利用lmi方法,針對不確定時滯系統(tǒng)的魯棒模糊控制器設計及穩(wěn)定性,提出了基于t-s的模糊模型,得到了使系統(tǒng)漸近穩(wěn)定且具有h∞-擾動抑制度的模糊狀態(tài)反饋控制器存在的充分條件,此充分條件以線性矩陣不等式的形式給出,因而具有數(shù)值易解性.