摘要：针对线性奇异摄动系统,提出一种基于pi(proportional integral)观测器的故障诊断和最优容错控制方法.基于奇异摄动系统相关理论和矩阵变换技术,给出pi全维观测器存在的条件,该观测器可以观测系统的快慢状态和故障系统的状态.在估测到系统状态的基础上进一步考虑最优性,应用最优控制理论,设计状态反馈控制器,提出基于pi观测器的故障诊断器和最优容错控制器的设计方法.最后的数值算例验证了所提出方法的可行性和正确性.

摘要：针对滑模变结构控制存在的抖振问题,分析了抖振产生原因,提出了利用新型反正切饱和函数减小系统抖振的方法;为了克服扰动对永磁同步电机转速的影响,设计了基于Luenberger观测理论的比例积分观测器(piO),利用线性系统理论中的可观性证明了观测器误差动态方程收敛为零,实现对未知扰动的观测;并采用前馈补偿结构,抑制了扰动对转速的影响,进一步提高了系统鲁棒性。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。

摘要：锅炉过热器蒸汽温度受控对象通常具有大惯性、大迟延、参数慢时变等特点。借鉴增量式观测器和pi状态观测器的研究成果,并结合热控领域复杂控制系统通常设计成串级调节系统的实际情况,提出增量式广义pi函数观测器(IFO-piO/BS)及其状态反馈的概念,构造串级调节系统与观测器相融合的广义状态反馈控制系统,通过数学分析,给出IFO-piO/BS的充分条件及其相应定理和推论的证明,揭示出该控制系统等价于IFO-piO/BS具有了变增益状态反馈的功能。将其实际应用于一台300 MW单元机组的锅炉主蒸汽温度控制系统中,当负荷以8 MW/min的速率升降50 MW,或以5 MW/min的速率分别升降80 MW时,主蒸汽温度的最大偏差被控制在4℃,为解决锅炉过热器蒸汽温度这种大惯性、大迟滞受控对象的控制难题提供一个实例。

摘要：线控转向是智能底盘的关键技术之一,转角高精度跟踪是线控转向的控制核心目标,基于混合控制理论,本文设计了一种基于扰动转矩观测的转向角跟踪预测滑模控制方法,采用滑模控制作为核心算法,以适配线控转向系统动力学中的非线性特性,采用比例积分观测器估计总扰动转矩并补偿系统的不良影响,采用模型预测控制算法对滑模面参数进行优化,在装配有电机线控转向系统的实验车上对所设计的混合控制方法进行了测试和验证,实验结果表明所设计的预测滑模控制器能够实现较优的转角跟踪性能,以及比例积分观测器可以准确地估计系统总集成扰动转矩。

摘要：传统的锂离子电池SoC估算以固定参数的电池模型为基础,不能反映电池内部的真实状态,进而影响了估算精度。为此,提出一种模型参数自适应辨识与SoC估算相结合的协同估算方法。首先建立电池二阶RC等效电路模型,通过脉冲充放电实验获取开路电压与SoC关系并进行分段线性化,得到模型状态空间表达式。然后采用限定记忆递推最小二乘法进行模型参数自适应辨识与逐步更新,并设计pi观测器以实现SoC估算,两者协同从而提高估算精度。理论分析证明了pi观测器的鲁棒性。实验和仿真结果表明,该算法具有很高的SoC估算精度,估计误差范围在1.5%以内,平均估算误差只有1.28%。

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。