飞行器执行机构故障的鲁棒容错控制器设计

针对具有冗余操纵机构飞行器的执行机构故障,提出了一种主控制器加补偿控制器的鲁棒容错控制器结构。两个控制器可分开单独设计。系统无故障时,仅主控制器作用,保证被控系统具有较高的性能;系统发生故障后,启用补偿控制器,在保证闭环系统稳定的前提下尽可能地补偿故障对系统造成的影响。控制器可以兼顾系统的性能鲁棒性和容错性,可作为自修复飞行控制系统中的应急控制律。采用PID基于扩张状态观测器的故障补偿的方法实现了该控制器结构。最后,以飞机方向舵卡死故障为例,验证了该控制器的正确性和有效性。     

减摇鳍模糊免疫自适应PID控制器设计及仿真研究

针对船舶横摇的非线性模型,利用免疫反馈机理,设计了一种减摇鳍模糊免疫自适应PID控制器。控制器将模糊控制与PID控制相结合,采用Fuzzy推理,对非线性函数进行模糊逼近,用模糊免疫P调节器实时整定PID控制器的比例增益,采用常规模糊控制器在线调整免疫PID控制器的积分时间常数和微分时间常数。通过对船舶减摇鳍控制系统的仿真,可以看出采用模糊免疫自适应PID控制器其控制效果远优于常规PID控制器,使减摇鳍的减摇效果得到显著提高。     

舰船动力定位系统切换控制器的设计与分析

为应对不断变化的海洋环境,提高舰船动力定位系统对不确定参数的鲁棒性,基于切换系统理论,设计了切换控制器。建立了舰船数学模型,并分别在4种海况下设计不同的PID控制器和无源观测器,通过引入尺度无关迟滞开关逻辑算法,根据实测海况参数,在不同控制器、观测器之间进行切换,从而选出合适的控制器和观测器。在MATLAB上对一实际舰船模型进行仿真,分别比较切换控制器与实际应用中的最优控制器在变化海况下的性能,结果显示在不断变化的海况下切换控制器仍能有效进行动力定位作业,而最优控制器在恶劣海况下变得不稳定,仿真结果表明所设计切换控制器提高了舰船动力定位系统的鲁棒性。     

导弹气动参数变化时PID与模糊控制的仿真

以参数大范围变化的导弹为研究对象,分别设计PID控制器和模糊控制器,并对PID控制器和模糊控制器组成的稳定回路进行仿真,仿真结果表明,PID控制器不能适应参数大范围的变化,表现为容易产生超调。简单模糊控制器对外界参数具有较好的适应性和鲁棒性,但存在稳态误差,通过采取模糊——积分并联混合,改善了模糊控制的稳态性能,提高了模糊控制的稳态精度。     

导弹自动驾驶仪改进遗传模糊控制器设计

针对导弹飞行控制系统具有参考模型不精确,非线性时变的特点,设计了一种新型的导弹自动驾驶仪的模拟退火遗传模糊PID控制器。该控制器是利用模糊控制器的模糊推理能力,在线整定PID控制器参数,再采用遗传算法与模拟退火算法结合,离线搜索寻优模糊控制器中的隶属函数参数集。Matlab仿真实验结果表明,所设计的控制器能够使系统具有良好的动态性能、鲁棒性以及全弹道性能,利用模糊查询表可满足系统的实时性要求,工程应用前景较好。     

某同源平衡及定位电液伺服系统模糊分数阶PID控制

针对某同源平衡及定位电液伺服系统,设计了一种用于该系统的模糊分数阶PID控制器。使用模糊规则来调节分数阶PID的参数,提高了分数阶PID控制器的响应速度,增强了分数阶PID鲁棒性。模糊分数阶PID控制器能使系统很快进入稳定状态,比分数阶PID控制器表现出较好的控制性能。通过半实物仿真实验可知模糊分数阶PID控制器在响应速度、超调量及稳定误差等方面均优于分数阶PID控制器,且对外部负载扰动具有较好的鲁棒性。     

基于LMI方法的非脆弱控制器设计

研究具有加性控制器增益摄动闭环系统的稳定性问题,提出一种基于LMI凸优化的非脆弱状态反馈控制器设计方法,证明了控制器增益摄动时闭环系统稳定的充分必要条件,给出了具有非脆弱性控制器的设计形式和求解方法.仿真结果表明,应用该方法设计的控制器是非脆弱的,对控制器增益摄动具有很强的鲁棒性,响应速度与控制效果明显优于常规控制器.     

特征结构配置和H_∞鲁棒控制的飞行控制器设计

常规的特征结构配置(EA)方法不能同时满足系统频域设计指标和鲁棒稳定性的要求,而H_∞鲁棒控制理论在设计控制器时,并没有考虑系统时域性能。为此,基于特征结构配置和H_∞鲁棒控制,设计一种直观的控制器。该控制器以特征结构配置作为内环控制器,以H_∞鲁棒控制器作为外环控制器,使闭环系统能同时获得较好的时域动态特性、鲁棒稳定性以及指令跟踪性能力。通过对某无人机横侧向飞行控制的仿真,进一步验证了该方法的有效性。     

一种采用自适应遗传算法的模糊自整定控制器

针对模糊自整定控制器参数寻优能力差的不足,研究了采用自适应交叉概率与变异概率的遗传算法,提出了用这种自适应遗传算法改善模糊自整定控制器性能的方法。对采用自适应遗传算法的模糊自整定控制器与一般的模糊自适应控制器作了仿真对比研究,说明了前者的优越性。     

分数阶PID控制器的设计及仿真

随着分数阶微积分理论的不断发展,PID控制器微积分算子的阶数已经从单纯的整数推向了分数,甚至是复数,所得到的分数阶PID控制器的控制效果也优于传统的PID控制器。基于分数阶微积分理论,采用Oustafod滤波器对分数阶微积分算子进行逼近,得出传递函数,再采用Simulink的子系统封装功能,设计出分数阶PID控制器。通过对控制对象的仿真表明,分数阶PID控制器的控制效果更佳。     

分数阶PID控制器的设计及仿真北大核心

随着分数阶微积分理论的不断发展,PID控制器微积分算子的阶数已经从单纯的整数推向了分数,甚至是复数,所得到的分数阶PID控制器的控制效果也优于传统的PID控制器。基于分数阶微积分理论,采用Oustafod滤波器对分数阶微积分算子进行逼近,得出传递函数,再采用Simulink的子系统封装功能,设计出分数阶PID控制器。通过对控制对象的仿真表明,分数阶PID控制器的控制效果更佳。     

一种应用DSP的军用操作机器人运动控制器

介绍了一种由数字信号处理器构成的军用操作机器人运动控制器。对控制器的硬件和软件进行了设计,并对控制策略进行了研究。为了提高控制器的性能,进一步采取了一些新措施。     

基于RT_LAB的实时仿真系统设计及UPS串口通信建模

在RT_LAB环境下搭建实时仿真平台,对UPS串口通信模型与智能外设控制器在回路实时仿真技术的具体应用进行了研究。首先,根据智能外设控制器与UPS通信协议,提出了实时仿真系统的整体方案;其次,设计了UPS串口通信模型和通信协议;再次,用自回路仿真系统进行了功能验证;最后,搭建了智能外设控制器在回路实时仿真系统,对UPS串口通信模型和智能外设控制器进行了联合仿真。结果表明:该系统成功地模拟了UPS状态信号和故障模式注入,完成了对控制器程序的功能测试,缩短了控制器的开发周期,提高了系统开发效率。     

欠驱动再入飞行器的抗饱和姿态控制器设计（英文）

针对只有两个舵的欠驱动再入飞行器,设计了具有抗饱和功能的姿态跟踪控制器。控制器的设计过程中,首先将姿态运动学与动力学模型分解成慢回路和欠驱动的快回路,然后分别针对快回路和慢回路设计了超扭曲滑模控制器和分层滑模控制器,最后通过仿真验证了该方法的有效性。     

用Matlab实现减摇鳍模糊控制器仿真

基于Conolly理论建立了船舶模型,以横摇角和横摇角速度为输入量,鳍角为输出量,应用模糊控制理论设计了减摇鳍模糊控制器;利用Matlab的fuzzylogic工具箱针对不同海情对控制器进行了仿真.结果表明,减摇鳍模糊控制器与传统PID控制器相比具有更好的控制效果.     

基于免疫粒子群算法的自抗扰飞行控制器设计

提出了一种基于免疫粒子群优化算法的自抗扰大包线飞行控制器设计方法.针对传统的增益调参设计方法存在的工作量巨大与设计效率低的问题,利用自抗扰控制器进行大包线飞行控制器设计,并推导了适用于该方法的飞机非线性方程.由于自抗扰控制能够动态补偿对象模型的内扰和外扰,因此在很大的飞行区域内仅需一套控制器便可,从而避免了烦琐复杂的增益调参设计过程,并用免疫粒子群优化算法对自抗扰控制器参数进行了优化研究.仿真结果表明,所设计的自抗扰控制器具有优良的控制性能,并且控制器参数在较大的包线范围内不需要改变,从而简化了大包线飞行控制器设计.     

基于SDN的分布式无线网络架构及控制器配置策略

基于单一控制器的SDN架构容易导致无线网络性能受到影响,尤其针对高动态无线网络,将大幅降低其健壮性和鲁棒性。鉴于此,提出了一种分布式软件定义网络架构(Distributed Software Defined Wireless Network,DSDWN),该架构是基于完全分布式和分层式SDN思想提出的,包括主从控制器和事件传播系统,在该架构下提出了控制器系统的配置策略和主控制器的选择策略。仿真验证表明,提出的控制器配置策略在时延方面优于贪婪算法和聚类算法,更适合高动态无线网络环境;基于多目标优化的主控制器选择策略,优化了网络链路连接时长、总时延及节点资源,降低了路由开销。     

伺服系统速度环控制器参数的自整定及优化

针对交流伺服系统速度环控制器参数自整定及优化的需求,为使工程技术人员避免繁琐的调参过程,提出了一种基于转动惯量辨识的速度环控制器参数自整定及优化方法。首先,采用频率法分析伺服系统速度环控制器参数的设计规则;随后,采用遗忘因子递推最小二乘法,对控制器参数设计所需的系统转动惯量进行辨识;最后,在此基础上利用设计的变步长迭代算法,完成控制器参数寻优过程。仿真结果表明,采用遗忘因子递推最小二乘法,能够有效辨识出电机轴端的转动惯量。提出算法进行整定及优化后,速度环控制器参数能使系统具有良好的动态响应和鲁棒性。     

基于时延的软件定义航空网络控制器部署策略

在软件定义航空信息网络架构中,针对控制平面单点失效问题,提出一种多控制器部署方案。通过构建航空集群域,在航空集群域中部署集群控制器,控制器进一步控制该域内飞机来获得网络的高效管理以及信息的有效处理。定义数据传输时延、控制路径时延以及控制器同步时延,以航空信息网络全网时延最小为优化目标,在构建航空集群方面,提出一种k-means改进算法;在集群域中部署控制器时,提出一种时延约束的可靠部署方案。仿真结果表明,该方案能够有效保证全网络的可靠性,并可以有效降低网络中的时延开销,为解决多控制器部署提供了思路。     

罗茨式比例控制器的精度分析

三组元比例控制器是某水下热动力能源供应系统的关键组件,其配比精度的高低,对推进剂能效的发挥起着决定性的作用.对罗茨式比例控制器,其比例控制精度主要受每路流体泄漏量的影响.通过对罗茨式比例控制器的工作压差及泄漏量的分析,得到了比例控制器前后压差与泄漏量的关系,给出了比例控制器的精度分析方法.