摘要：本文提出了一种基于约束预测控制的机械臂实时运动控制方法.该控制方法分为两层,分别设计了约束预测控制器和跟踪控制器.其中,约束预测控制器在考虑系统物理约束的条件下,在线为跟踪控制器生成参考轨迹;跟踪控制器采用最优反馈控制律,使机械臂沿参考轨迹运动.为了简化控制器的设计和在线求解,本文采用输入输出线性化的方式简化机械臂动力学模型.同时,为了克服扰动,在约束预测控制器中引入前馈策略,提出了带前馈一反馈控制结构的预测控制设计.因此,本文设计的控制器可以使机械臂在满足物理约束的条件下快速稳定地跟踪到目标位置.通过在PUMA560机理模型上进行仿真实验,验证了预测控制算法的可行性和有效性.

摘要：研究了离散不确定系统的滑模输出反馈控制问题.考虑离散系统的不确定为非匹配不确定,且具有未知的范数界,通过设计死区自适应律,实现了对此不确定界的在线辨识.在此设计的基础上,基于快速输出采样(multirate output sampling)原理,对系统设计了具有不确定自适应的滑模输出反馈控制器,在所设计的控制器作用下系统渐近稳定.快速输出采样是通过设置输出采样频率大于输入采样频率,经过相应的运算得到系统的当前状态信息与系统前一时刻输入信息和当前输出信息具有一定的函数关系.最后通过数值仿真验证了所设计控制器的有效性.

摘要：本文基于标称点方法,在短时变时延条件下,研究了广义网络控制系统的指数稳定保性能控制问题.基于李雅普诺夫稳定性判据和线性矩阵不等式技术,给出了使得系统能够指数稳定且满足二次型性能指标的状态反馈控制器存在的条件和设计方法.通过采用标称点方法,有效地解决了现有方法没有考虑网络诱导时延与系统保守性的关系且适用范围有限的问题,并通过算例验证了有效性.由于建模过程中充分考虑了系统的保守性,相比之下获得了更好的二次型性能指标值.

摘要：本文基于标称点方法,研究了广义网络控制系统在短时变时延条件下的最优指数H_(∞)控制问题.为了减小网络诱导时延对系统保守性的影响,系统首先被建模为一个具有范数有界不确定项的离散时间系统.然后基于线性矩阵不等式技术和李雅普诺夫稳定性判据,给出使得系统指数稳定的一般和最优H_(∞)状态反馈控制器的存在条件和设计方法.最后通过3个算例证明了本文工作的有效性.

摘要：针对模型预测控制(model predictive control,MPC)系统经济性能设计问题,结合自适应迭代学习控制的设计思想,提出了一种自适应步长迭代学习控制(adaptive step iterative learning control,ASILC)策略。该策略将系统变量方差与控制器参数之间的关系近似成离散的线性区间组合,并借助上一步迭代的过程信息,自适应地更新迭代步长,逐步使系统的经济性能达到最优。将该方法应用于乙烯裂解炉控制系统中,仿真结果表明:与迭代学习控制方法相比,ASILC能更快地收敛到最优工作点附近,得到最优经济性能下的控制器参数λ,经过7次优化迭代后经济性能目标值提高了28.92%。

摘要：为了解决由于精馏塔具有非线性、随机干扰量大等特点导致的模型参数发生变化带来的控制问题,该文提出了将多模型切换控制方法和线性二次型调节器(LQR)优化方法相结合的控制策略。该方法结合了这2种方法的优势。首先对变化区间进行分解;然后建立子模型,形成模型集。接着采用LQR优化方法对子模型设计优控制器,再根据性能指标函数切换控制器,保证在任一时刻,系统都得到最优控制律;最后将该文提出的新方法与单独LQR优化方法进行比较。对比结果表明:当模型参数Par=20跳变到Par=19.5的时候,精馏塔塔顶和塔底轻组分的摩尔分数仍然能够稳定。

摘要：针对不对称负载无功补偿装置电容分裂式三相四线制DSTATCOM补偿精度问题,建立了分析模型,针对传统PI控制器对于周期性信号跟踪较差的问题,提出了基于双环控制器的电容分裂式三相四线制DSTATCOM控制方法。该方法将能够对指令快速响应的PI控制器与能够对周期性信号高精度控制的重复控制器相结合,构成双环控制器,并将其应用到DSTATCOM内环电流跟踪环节。对该控制器的设计进行了详细分析以及仿真与实验验证,结果表明采用所提出的双环控制方法,可以在保证响应速度的同时提高电流跟踪精度,实现电容分裂式三相四线制DSTATCOM对不对称负载的无功补偿功能,降低装置输出电流及畸变率,提高DSTATCOM并网电流质量,补偿效果较传统PI控制方法大幅提高。

摘要：机器视觉广泛应用于装配、制造和加工等工业领域,用来保证产品质量,控制生产流程。将图像处理技术应用于自动化装配生产线,对电视机背板质量进行在线检测。为了实现对不同型号和尺寸的电视机背板的抓取,使用图像模板匹配方法确定当前背板的型号和检测当前背板的品质,并开发基于采集图像的视觉伺服自适应控制系统,该控制系统以西门子 PLC(programmable logic controller,可编程逻辑控制器)作为控制核心,通过串口通信实现PLC与Halcon软件的数据对接。使用Halcon中的工具箱对电视机背板采集图像进行运算以抽取目标的特征,并分析出抓取过程的坐标值,进而根据判别的位置坐标误差结果来控制步进电机调节偏移量以实现自适应抓取过程。针对图像处理后产生的电视机背板位姿累计误差,设计了一种标准模板中心参数值与增量误差值求差的方法,对背板位姿视觉定位误差进行补偿。通过抓取实验验证了视觉伺服自适应控制系统的可靠性较高,能满足自动化装配的工业生产需求。在生产实际中,电视机背板自动检测及抓取平台的应用能极大地提高电视机生产效率、节约人工成本、降低劳动强度和提高生产精度,该平台具有很好的应用前景。

摘要：针对实际工业过程中控制系统经常会受到时变扰动的影响,致使针对单一扰动模型设计的性能评估方法不再适用于时变扰动控制系统的问题,提出了基于多模型混合的广义最小方差控制性能评估方法.该方法综合考虑被控对象输出方差与控制器输出方差的两个指标,同时提出了一种"判断—加权"的控制器设计策略.首先,在任一时间段选取使广义输出方差最小的控制器,并判断其与上一时间段采用的控制器是否一致;然后,在此基础上采用多模型混合思想进行控制器设计,并将其作用下的广义输出方差作为性能评估的基准.通过乙烯裂解炉仿真,验证了本文所述方法在时变系统性能评估中的有效性.

摘要：针对非线性非最小相位的垂直起降飞机模型,提出一种基于级联观测器的鲁棒容错控制方案来使得故障系统的输出渐近跟踪给定的期望轨迹.首先,设计级联的两个降阶观测器分别估计未知的干扰和故障信息;然后,通过坐标变换和反馈线性化,把整个系统分解为两个解耦的跟踪子系统;进而基于干扰和故障估计信息分别设计鲁棒最优控制律和最优积分滑模控制律来镇定两个子系统;最后,仿真结果表明了所提方法的有效性和优越性.