关键词： 深空引力波   模型预测控制   扰动观测器   鲁棒控制   干扰估计  

摘要： 为提升空间引力波探测任务中检验质量释放阶段的控制器抗干扰性能，提出了一种面向检验质量稳态建立的基于扰动观测器的渐进管道模型预测控制算法。一方面，采用扰动观测器提高控制器抗干扰性能，利用虚拟回路技术将扰动观测器的设计问题归结为标准H∞混合灵敏度优化问题并实现高精度估计。另一方面，设计了渐进管道模型预测控制，利用有效集法求解优化问题，结合扰动观测器的扰动估计值实现了强干扰和强执行约束下的高精度检验质量抗扰控制。最后该方法在航天器-双检验质量全自由度仿真平台上进行了仿真验证，在基本噪声及干扰的基础上引入0.1 Hz的正弦匹配干扰和阶跃匹配干扰，结果表明扰动观测器对扰动实现了准确估计，该方法能够在干扰下实现对检验质量的高精度控制，同时对量测噪声起到抑制作用。

关键词： 压电定位平台   伪随机二值信号   频率响应模型   模型不确定性   H∞鲁棒控制  

摘要： 本文为提高压电定位平台的跟踪精度及扰动抑制的能力.首先,在Prandtl-Ishlinskii模型建模及逆补偿的基础上,利用伪随机二值信号及相关函数计算方法辨识出伪线性动态系统的频率响应模型及标称模型.其次,在频域内对简化过程中的不确定性进行建模.然后,考虑模型的加性不确定性、外界扰动及测量噪声的影响,设计H∞鲁棒控制器保证闭环鲁棒性,根据标称模型设计前馈控制器保证系统的跟踪精度.最后,实验结果表明:压电定位平台在H∞鲁棒控制器及前馈控制器作用下,可以有效地跟踪1-100Hz频率范围内的多幅值及复合频率位移轨迹.对于多幅值位移轨迹,相对误差低于5.74%,均方根误差低于0.7174μm.对于复合频率位移轨迹,相对误差低于1.31%,均方根误差低于0.1375μm.

关键词： 自适应控制   分布式控制   车辆队列系统   预设时间观测器   预设性能   容错控制  

摘要： 在智能交通领域,车辆队列系统的协同跟踪控制是改善交通效率低下的有效手段,并且实现车辆队列系统的精确快速跟踪至关重要.因此,针对车辆队列系统的协同跟踪控制问题,本文提出了一种分布式预设时间观测器.该观测器旨在使跟随车能够在预设时间内成功跟随领航车的状态,其中领航车的输入对于部分跟随车不可用.随后,为了保证跟踪性能,需要构建预设性能函数.然而,在车辆队列系统中途停止并重新启动,或者改变领航车的动态时,会导致性能函数的重新选择,从而需要重新设计控制方案.为了消除这一限制,本文设计了一种不依赖于初始条件的性能函数,并基于观测结果构建了预设性能下的跟踪控制协议,以在保证暂态和稳态性能的前提下实现系统的精确快速跟踪.此外,为增强车辆队列系统的安全性,本文提出了自适应补偿控制方案,用以解决系统执行器故障问题.所提出的控制方案能够在系统达到稳定的同时,确保所有车辆在运行时保持安全间距.最后,通过仿真结果验证了所提出算法的有效性.

关键词： 机械臂   预设性能函数   固定时间控制   反演控制   自适应控制  

摘要： 针对具有非线性特性和不确定性的机械臂轨迹跟踪控制问题，提出一种角度和角速度跟踪误差瞬态性能可预设、系统状态变量上界可预估的固定时间反演自适应控制方法。首先，构建跟踪误差与性能约束函数的比值变量，并基于该比值变量构建Lyapunov函数，避免了非线性约束向无约束变量的转换，简化了控制器结构.接着，设计自适应律在线估计系统的不确定项，给出了一种固定时间收敛的控制器，使得角度/角速度跟踪误差按照预先设定的性能函数收敛，在加快误差收敛速度的同时保证了轨迹跟踪精度和瞬态性能。然后， Lyapunov 理论证明了闭环系统的跟踪误差在固定时间内收敛，且固定收敛时间上界与初始状态无关，并给出预估角度/角速度和控制输入上界的计算方法.最后，数值仿真验证了二自由度机械臂轨迹跟踪控制问题，结果表明，本文所提出的控制器可保证机械臂的角度/角速度跟踪误差按照预设性能函数约束，在固定时间内收敛，具有良好的瞬态性能和跟踪精度。

关键词： 数据池   智能控制   非模型   多传感器   数据融合  

摘要： 如何将复杂系统中各种传感器测量信息进行有效融合，从而形成系统智能控制的依据，是当前智能化领域研究的热点。传统的多传感器数据融合结构一旦确定便无法改变，既缺少足够的弹性计算能力保障，限制了其它传感器的加入，也阻碍了系统多传感器网络的构建。为了能够形成传感器网络以汇聚全面的系统数据，提出数据智能融合方法。首先借鉴云计算中的数据池思想，在架构上设计基于数据池的数据流动结构，传感器测量信息被汇聚在数据池中，相关算法被视同为服务，解决了数据处理的弹性计算能力问题；其次，经服务处理后的数据池数据，按需求被推送到控制系统，保证了数据处理与控制分离，形成以数据池为中心的星状传感器网络；最后，设计了基于检测信号的通用非模型数据融合算法框架，通过信号分解后的系数进行拟合，再利用重构信号进行状态修正，完全摆脱了对系统模型的依赖，将数据融合计算形成了服务，大大降低了后期由于传感器引入对系统控制的影响。通过从设计思想、结构演进过程和特性分析对数据智能融合方法的分析表明，其具备较高的可行性和有效性。该方法的提出可以为我国复杂系统智能控制领域研究提供一条新的思路。

关键词： 微电网   虚拟同步发电机   自适应控制   稳定性分析   转动惯量   阻尼系数  

摘要： 针对在并联微电网系统中可能出现的有功功率振荡的问题,提出了一种自适应虚拟同步发电机参数调节控制方法。构建了转动惯量与角频率变化率、阻尼系数与角频率增量的函数关系。通过仿真试验验证了该方法的有效性。

关键词： 风-光-储   虚拟同步发电机   暂态性能   旋转惯量   阻尼系数   自适应控制   功频振荡  

摘要： 风-光-储系统通过虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)并网时,其运行工况变化将引起系统功频波动。针对这一问题,提出一种VSG自适应惯量阻尼功频控制策略。首先,建立VSG的数学模型及功率小信号模型,分析虚拟参数变化对系统稳定性的影响;然后,依据系统受扰时的功角曲线分析惯量阻尼的动态特性,设计了一种分段线性调整函数,并给出参数选取原则;最后,在Matlab/simulink平台中搭建仿真模型验证。结果表明,在工况变化情况下,采用VSG自适应控制的风光储并网系统功频响应得到了改善,相比传统VSG控制具有更好的动态调节性能。

关键词： 轧制设备   能效改进   成本优化   钢材生产   智能控制   技术投资  

摘要： 文章旨在深入分析钢材制造过程中,如何通过改进轧制设备来提升能效和优化成本。通过对多种影响能效因素的深入分析,提出了先进的轧制技术、智能化控制系统以及材料和润滑油的最佳选择策略。此外,还从设备维护管理、降低成本的手段以及技术投资回报等角度,对成本优化方法进行了详尽探讨。研究结果表明,采用适当的技术手段和管理模式可以显著提高能源使用效率,减少生产成本,并进一步增强钢材生产的整体效益。

关键词： 自动化计量系统   企业生产   智能控制   技术联动  

摘要： 企业生产活动以创造经济效益为目标,为提升效益水平,也需要关注通过各类技术改善管理能力,这为自动化计量系统的运用提供了空间。文章以自动化计量系统在企业生产中的作用现状为切入点,在此基础上分析其应用问题以及应对策略。

关键词： 工业物联网   智能控制系统   网络协议优化   边缘计算集成  

摘要： 本文详细探讨了基于工业物联网的智能控制系统的优化策略。首先,提出通过轻量化设计和多协议融合技术优化网络协议,以提高数据传输效率和系统响应速度。其次,探讨了边缘计算的集成策略,包括在数据源附近部署边缘计算节点以减轻中心服务器的负担并降低数据传输延迟。再次,提出引入机器学习模型以增强数据处理能力,包括自动化的特征工程技术和模型的在线学习与适应性更新。最后,强调了实施端到端加密、多因素认证以及部署入侵检测和防御系统等措施以强化通信安全。这些策略的实施旨在提升智能控制系统的性能和安全性。