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非最小相位系统的改进自抗扰控制及参数整定方法
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作者 刘长良 杨超杰 +3 位作者 刘卫亮 刘帅 王梓齐 张照彦 《华北电力大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期113-118,131,共7页
针对非最小相位系统建模和扰动不确定性问题,提出一种基于内模原理的自抗扰控制(IMCADRC)。根据被控对象参数信息设计内模控制器;针对非最小相位部分导致的系统响应滞后和反向响应幅值过大的问题,增加动态史密斯补偿器,实现闭环系统零... 针对非最小相位系统建模和扰动不确定性问题,提出一种基于内模原理的自抗扰控制(IMCADRC)。根据被控对象参数信息设计内模控制器;针对非最小相位部分导致的系统响应滞后和反向响应幅值过大的问题,增加动态史密斯补偿器,实现闭环系统零点补偿;根据被控对象模型设计扰动观测补偿器(DOC),提高系统的扰动抑制能力;进一步提出基于系统鲁棒性约束的定量化参数整定规则。最后,水轮机转速控制仿真实验验证本文所提出的IMCADRC定值跟随、抗扰动和鲁棒性优势,具有很大的工程应用潜力。 展开更多
关键词 自抗扰控制 非最小相位系统 内模控制 扰动观测器 史密斯补偿器
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非最小相位工业过程自校正控制教学实验平台
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作者 岳恒 庞为光 +1 位作者 贾瑶 李健 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第9期1685-1692,共8页
工业过程中的非最小相位被控对象因其具有反向特性而会给控制器设计带来困难,在自动化教学中对非最小相位概念的描述通常偏重于零点位置、零动态等理论概念,因缺乏直观性而使得学生不易理解透彻。结合自适应控制课程教学,基于工业过程... 工业过程中的非最小相位被控对象因其具有反向特性而会给控制器设计带来困难,在自动化教学中对非最小相位概念的描述通常偏重于零点位置、零动态等理论概念,因缺乏直观性而使得学生不易理解透彻。结合自适应控制课程教学,基于工业过程中典型的空气加热混合过程,通过合理构造实验条件,构建了具有非最小相位特性的物理被控对象装置,在此基础上,研发了自校正控制教学实验平台,可以开展非最小相位工业对象的辨识、控制和自校正控制的教学实验,有助于加深自动化专业学生对非最小相位概念的理解,从而改善教学效果。 展开更多
关键词 非最小相位 教学实验平台 自校正控制 辨识
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非最小相位高超声速飞行器非奇异滑模控制
3
作者 韦巧玲 杜雨欣 +1 位作者 周超 王芳 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3949-3958,共10页
针对受外界干扰和非最小相位影响下的高超声速飞行器的跟踪控制问题,提出基于Byrnes-Isidori(B-I)标准型的滑模控制策略。设计新的积分滑模面和新型复合趋近律,在趋近律中将指数函数和符号函数结合,提高高超声速飞行器的抗抖振能力和快... 针对受外界干扰和非最小相位影响下的高超声速飞行器的跟踪控制问题,提出基于Byrnes-Isidori(B-I)标准型的滑模控制策略。设计新的积分滑模面和新型复合趋近律,在趋近律中将指数函数和符号函数结合,提高高超声速飞行器的抗抖振能力和快速收敛性能。采用滑模控制方法构造鲁棒滑模控制器,保证内部动态的渐近稳定性。同时构造非奇异终端滑模控制器,保证速度跟踪误差的实际有限时间稳定性和外部动态的有界稳定性。结合非奇异终端滑模控制具有鲁棒性强、收敛速度快等特点,设计终端滑模干扰观测器解决速度子系统和航迹角子系统中的外界干扰问题,并利用Lyapunov理论进行稳定性分析,证明了估计误差的实际有限时间稳定性,对比仿真结果表明了基于B-I标准型的滑模控制策略的可行性和有效性。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 非最小相位 干扰观测器 奇异滑模控制
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非最小相位法向电磁应力驱动快速刀具伺服系统轨迹跟踪控制
4
作者 沈东冉 朱紫辉 +2 位作者 黄鹏 朱利民 朱志伟 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期415-421,468,共8页
基于快速刀具伺服(FTS)的金刚石车削是复杂光学表面超精密制造的一种高效手段。为进一步提高具有非最小相位特征的电磁法应力驱动FTS的控制性能,将系统逆动力学补偿嵌入主控制回路中以改善被控对象动力学特征。对改善后的被控系统以比... 基于快速刀具伺服(FTS)的金刚石车削是复杂光学表面超精密制造的一种高效手段。为进一步提高具有非最小相位特征的电磁法应力驱动FTS的控制性能,将系统逆动力学补偿嵌入主控制回路中以改善被控对象动力学特征。对改善后的被控系统以比例微分积分(PID)和前馈补偿作为主控制器,并以基于内模原理的并联谐振控制器实现周期性轨迹的超高精度跟踪。考虑系统非最小相位特征,结合因子分解和镜像极点配置方法获得了系统稳定逆动力学模型。实验测试结果表明:该文所设计的控制方法,获得了1070 Hz(-3 dB)闭环带宽;100 Hz正弦轨迹实际跟踪误差小于±0.375%,并可对5 nm台阶轨迹进行稳定闭环跟踪,证明所设计的FTS控制系统可有效实现nm精度切削。 展开更多
关键词 快速刀具伺服 法向电磁应力驱动 非最小相位系统 逆动力学补偿 谐振控制
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非最小相位高超声速飞行器的动态滑模镇定控制
5
作者 王雨潇 丰航 +1 位作者 赵昱宇 孙明玮 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期54-64,共11页
针对高超声速飞行器非最小相位特性带来的零动态不稳定问题,提出基于B-I(Byrnes-Isidori)标准型的模型变换方法,实现系统内、外动态的解耦。设计了一种动态积分滑模镇定控制方法,构建包含内、外部状态和动态参数变量的增广系统。提出滑... 针对高超声速飞行器非最小相位特性带来的零动态不稳定问题,提出基于B-I(Byrnes-Isidori)标准型的模型变换方法,实现系统内、外动态的解耦。设计了一种动态积分滑模镇定控制方法,构建包含内、外部状态和动态参数变量的增广系统。提出滑模控制参数整定方法实现增广系统的闭环极点配置,使得不同工况和摄动条件下增广系统保持动态稳定,同时外部输出误差平衡点始终为零。所提方法可实现在外部输出精确跟踪的同时镇定不稳定零动态,实现非最小相位高超声速飞行器的纵向轨迹稳定跟踪控制。给出了控制方法的Lyapunov稳定性证明,并进行了恒动压轨迹跟踪和蒙特卡罗仿真。仿真结果表明,动态积分滑模控制方法在摄动条件下保持了较好的跟踪精度和鲁棒性,同时可以有效地镇定系统零动态。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 非最小相位 零动态 Byrnes-Isidori标准型 动态积分滑模控制
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非线性非最小相位系统的控制研究综述 被引量:14
6
作者 苏善伟 朱波 +1 位作者 向锦武 林岩 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期9-21,共13页
非线性非最小相位系统是指具有不稳定零动态或内部动态的非线性系统,其本身固有的非最小相位特性限制了许多常规非线性控制方法 (如反推控制、反馈线性化、滑模控制等)的直接应用.因此,非最小相位系统的控制比最小相位系统要困难得多,... 非线性非最小相位系统是指具有不稳定零动态或内部动态的非线性系统,其本身固有的非最小相位特性限制了许多常规非线性控制方法 (如反推控制、反馈线性化、滑模控制等)的直接应用.因此,非最小相位系统的控制比最小相位系统要困难得多,是控制理论与工程应用中具有挑战性的课题之一.本文综述了目前非线性非最小相位系统的研究成果,着重介绍了非最小相位系统的成因、特性、理想内模求解等问题,并对其镇定、轨迹跟踪及路径跟踪等控制方法进行了分析比较.最后,讨论了非线性非最小相位系统研究领域中尚存在的问题,并对其未来发展方向进行了展望. 展开更多
关键词 非最小相位 线性控制 零动态 镇定 跟踪控制
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非最小相位系统跟踪控制综述 被引量:9
7
作者 叶林奇 宗群 +1 位作者 田栢苓 王芳 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期141-158,共18页
非最小相位系统是指包含不稳定零动态的系统.经典的跟踪控制理论,特别是非线性系统跟踪控制理论,是以最小相位系统为基础建立的,不能直接用于非最小相位系统.研究非最小相位系统跟踪控制理论,是对经典控制理论的扩展和补充,具有重要的意... 非最小相位系统是指包含不稳定零动态的系统.经典的跟踪控制理论,特别是非线性系统跟踪控制理论,是以最小相位系统为基础建立的,不能直接用于非最小相位系统.研究非最小相位系统跟踪控制理论,是对经典控制理论的扩展和补充,具有重要的意义.本文对目前非最小相位系统跟踪控制领域取得的成果进行综述.首先梳理各种非最小相位系统跟踪控制方法的基本思想,并按照近似跟踪和精确跟踪进行归类,建立非最小相位系统跟踪控制的基本框架.然后围绕该框架对各种方法进行详细介绍.接着讨论非最小相位系统的跟踪性能限制.最后总结现有研究存在的一些问题及对今后的发展方向进行展望.本文的目的在于使控制工作者对非最小相位系统的跟踪控制有一个较为清晰的认识. 展开更多
关键词 控制系统 非最小相位 跟踪控制 零动态 性能限制
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非最小相位系统控制器的优化设计 被引量:19
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作者 王凌 李文峰 郑大钟 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期135-141,共7页
抑制非最小相位系统的右半平面零点所造成的负调至今仍是个开放问题 .以同时抑制非最小相位系统的超调、负调和调整时间为目的 ,合理融合遗传算法的并行搜索结构和模拟退火的可控性概率突跳 ,提出了设计一类PID控制器的混合优化策略 .... 抑制非最小相位系统的右半平面零点所造成的负调至今仍是个开放问题 .以同时抑制非最小相位系统的超调、负调和调整时间为目的 ,合理融合遗传算法的并行搜索结构和模拟退火的可控性概率突跳 ,提出了设计一类PID控制器的混合优化策略 .基于典型系统的数值仿真验证了混合策略的有效性和对系统的适应性 ,以及所设计控制器的优越性 . 展开更多
关键词 非最小相位系统 控制器 优化设计 工业控制 混合策略
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考虑非最小相位特性的高超声速飞行器轨迹跟踪控制 被引量:8
9
作者 晁涛 王雨潇 +1 位作者 王松艳 杨明 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期1548-1553,共6页
针对带有非最小相位特性的吸气式高超声速飞行器控制问题,提出了一种输出跟踪控制方法。对于不具有非最小相位特性的速度子系统,运用动态逆控制技术设计了状态反馈控制器;针对具有非最小相位特性的高度子系统,首先选取合理的内外动态变... 针对带有非最小相位特性的吸气式高超声速飞行器控制问题,提出了一种输出跟踪控制方法。对于不具有非最小相位特性的速度子系统,运用动态逆控制技术设计了状态反馈控制器;针对具有非最小相位特性的高度子系统,首先选取合理的内外动态变量,通过坐标变换,将纵向俯仰通道模型转换为正则形式。然后通过对内动态进行稳定性分析,提出了飞行器系统非最小相位特性的判定定理。最后通过在动态逆控制器中加入正则变换后的状态反馈,实现了内动态的镇定,并基于Lyapunov方程证明了系统稳定性。仿真结果表明,该方法实现了良好的跟踪控制效果,并有效地镇定了系统的内动态。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 非最小相位 纵向轨迹跟踪 内动态
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基于高阶统计的非最小相位地震子波恢复 被引量:30
10
作者 唐斌 尹成 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期404-410,共7页
利用高阶统计包含信号的相位信息特性 ,并基于信号的四阶累积量及其四阶谱 ,提出一种地震信号的非最小相位子波的估计方法 .在任意高斯噪声环境下 ,对地震子波进行最小相位和最大相位谱分解 ,两部分信息完全可以从四阶谱中恢复 .
关键词 四阶累积量 四阶谱 非最小相位 地震信号处理 地震子波恢复 谱分解
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非最小相位非线性系统的简单递归神经网络控制(英文) 被引量:8
11
作者 李翔 陈增强 袁著祉 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期456-460,共5页
从简单递归神经网络的统一结构出发设计了简单递归神经网络控制器 ,在引入了控制加权的目标函数下优化神经网络权值学习 ,因此是通常意义的神经网络控制器的推广 .证明了整个系统的稳定性 ,并通过仿真验证了控制器的有效性 .
关键词 简单递归神经网络 非最小相位系统 线性系统 控制器
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Boost变换器的参数选择与非最小相位分析 被引量:20
12
作者 皇金锋 刘树林 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期51-59,共9页
为了提高Boost变换器的暂态性能,减小非最小相位反应引起的负调对系统的影响,利用脉冲波形积分法建立了Boost变换器工作在电感电流连续模式下的小信号数学模型,获得了系统输入-输出以及控制-输出的传递函数,为Boost变换器暂态性能优化... 为了提高Boost变换器的暂态性能,减小非最小相位反应引起的负调对系统的影响,利用脉冲波形积分法建立了Boost变换器工作在电感电流连续模式下的小信号数学模型,获得了系统输入-输出以及控制-输出的传递函数,为Boost变换器暂态性能优化提供了理论依据。利用该模型分析了电感、电容、负载、占空比、频率等参数对系统暂态性能和系统非最小相位引起的负调电压的影响。研究结果表明:较大的电感、最重负载、较大的占空比使得系统的零点更靠近原点,系统的非最小相位反应即负调现象更加明显;不同的电容值会影响系统的暂态性能和输出电压纹波,对负调反应没有影响。给出了提高系统暂态性能和减小非最小相位反应的参数选择思路,为Boost变换器优化设计提供了理论依据。仿真和实验结果验证了参数选择设计的合理性。 展开更多
关键词 BOOST变换器 脉冲波形积分法 非最小相位系统 负调 暂态响应
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一类非最小相位系统分层递阶多模型解耦控制器 被引量:5
13
作者 王昕 李少远 岳恒 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期201-206,共6页
针对多模型控制方法中模型数目巨大,计算时间长等问题,提出了分层递阶结构多模型自适应前馈解耦控制器.该控制器中固定模型集采用分层递阶结构,基于切换准则逐层搜索最优模型,动态构造下一层固定模型集实现完全覆盖.最后一层添加自适应... 针对多模型控制方法中模型数目巨大,计算时间长等问题,提出了分层递阶结构多模型自适应前馈解耦控制器.该控制器中固定模型集采用分层递阶结构,基于切换准则逐层搜索最优模型,动态构造下一层固定模型集实现完全覆盖.最后一层添加自适应模型消除稳态误差.针对非最小相位系统,将系统的耦合作用视为可测干扰,采用前馈方法予以消除.最后给出全局收敛性分析.仿真结果表明,与常规多模型控制方法相比,极大地减少了固定模型的数量.而当模型数目相同时,系统的暂态响应、解耦效果得到极大改善. 展开更多
关键词 多模型 分层递阶 非最小相位 自适应 前馈 解耦
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非最小相位雷达通道均衡算法研究 被引量:6
14
作者 王峰 傅有光 夏映玲 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2004年第11期68-70,共3页
在对雷达通道均衡的实验研究中发现,常用的基于傅里叶变换的算法往往效果不佳。原因是该算法获得的均衡器无法实现非最小相位。提出了一种雷达通道均衡算法,该算法通过对需要均衡的通道输出进行延迟,实现了可以获得非最小相位特性的基... 在对雷达通道均衡的实验研究中发现,常用的基于傅里叶变换的算法往往效果不佳。原因是该算法获得的均衡器无法实现非最小相位。提出了一种雷达通道均衡算法,该算法通过对需要均衡的通道输出进行延迟,实现了可以获得非最小相位特性的基于傅里叶变换的均衡算法。通过仿真和实验,对该算法的性能进行了验证。结果表明,与原算法相比,新算法可以获得更好的幅度和相位一致性。 展开更多
关键词 通道均衡 雷达 均衡算法 相位一致性 均衡器 傅里叶变换 幅度 非最小相位 新算法 算法研究
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非最小相位系统预测函数控制 被引量:4
15
作者 韩璞 王国玉 +1 位作者 王东风 姚万业 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第9期2103-2106,共4页
针对开环稳定非最小相位系统(NMPS),提出了一种参考轨迹自调整预测函数控制(PFC策略。由于开环稳定NMPS可以方便地用有限脉冲响应(FIR)模型来描述,因此采用基于FIR模型的PFC对其实施控制,并推广到多变量情形,实现对多变量NMPS的有效控... 针对开环稳定非最小相位系统(NMPS),提出了一种参考轨迹自调整预测函数控制(PFC策略。由于开环稳定NMPS可以方便地用有限脉冲响应(FIR)模型来描述,因此采用基于FIR模型的PFC对其实施控制,并推广到多变量情形,实现对多变量NMPS的有效控制。为了在减小负调缩短调节时间和减小超调之间达到合理的折中,提出了参考轨迹自调整方案,在系统响应初始阶段采用较大的期望闭环性能特性系数,以减小负调;当系统克服负调进入正常响应阶段,采用适当的期望闭环性能特性系数,以缩短调节时间和减小超调。将该策略应用到水轮机调速系统中,仿真结果表明,系统具有良好的动态性能和较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 非最小相位系统 预测函数控制 水轮机调速系统 多变量系统 自调整
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基于稳定逆的非最小相位系统的迭代学习控制 被引量:10
16
作者 刘山 吴铁军 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期831-837,共7页
针对迭代学习控制在非最小相位系统上应用效果差的缺点,根据最优化性能指标和非因果的稳定逆理论,提出了一种基于稳定逆的最优开闭环综合迭代学习控制,分析了学习律的收敛性并给出了此种非因果的学习律在实际应用中的运用方式.
关键词 迭代学习控制 稳定逆 非最小相位系统 学习律 收敛性
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一类非线性非最小相位系统的直接自适应控制 被引量:11
17
作者 富月 柴天佑 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期886-890,共5页
针对一类不确定的离散时间非线性非最小相位动态系统,提出了一种基于神经网络和多模型的直接自适应控制方法.该控制方法由线性直接自适应控制器,神经网络非线性直接自适应控制器以及切换机构组成.线性控制器用来保证闭环系统输入输出... 针对一类不确定的离散时间非线性非最小相位动态系统,提出了一种基于神经网络和多模型的直接自适应控制方法.该控制方法由线性直接自适应控制器,神经网络非线性直接自适应控制器以及切换机构组成.线性控制器用来保证闭环系统输入输出信号有界,非线性控制器用来改善系统性能.切换策略通过对上述两种控制器的切换,保证闭环系统输入输出有界的同时,改善了系统性能.理论分析以及仿真结果表明了所提出的直接自适应控制方法的有效性. 展开更多
关键词 直接自适应控制 非最小相位 线性系统 神经网络 多模型
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非最小相位系统的扩展Laguerre基函数迭代学习控制 被引量:11
18
作者 刘山 刘杰 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期985-992,共8页
针对非最小相位系统的跟踪问题,提出了一种新的基函数迭代学习控制算法.该算法利用新型的非因果Laguerre扩展基函数逼近系统逆传递函数,设计最优迭代学习律使系统输入收敛到系统的稳定逆,保证了控制性能.算法不依赖于系统的先验模型,仅... 针对非最小相位系统的跟踪问题,提出了一种新的基函数迭代学习控制算法.该算法利用新型的非因果Laguerre扩展基函数逼近系统逆传递函数,设计最优迭代学习律使系统输入收敛到系统的稳定逆,保证了控制性能.算法不依赖于系统的先验模型,仅需以基函数信号作为系统输入进行模型辨识,减少了模型不确定性的影响.通过对单连杆柔性机械臂这样的典型非最小相位系统跟踪问题的仿真,验证了该方法的良好效果. 展开更多
关键词 迭代学习控制 非最小相位系统 稳定逆 扩展Laguerre基函数
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非最小相位加工过程的极点配置自校正控制 被引量:3
19
作者 彭永红 姚锡凡 +1 位作者 陈统坚 谢伟达 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第8期706-709,共4页
针对加工过程模型的时变性与非最小相位的特点 ,研究了变切削深度铣削加工过程的极点配置自校正控制 ,提出了适应于非最小相位过程的自适应控制算法 ,试验结果表明了该算法的有效性。并指出了获得理想控制结果的控制器设计参数 ,包括观... 针对加工过程模型的时变性与非最小相位的特点 ,研究了变切削深度铣削加工过程的极点配置自校正控制 ,提出了适应于非最小相位过程的自适应控制算法 ,试验结果表明了该算法的有效性。并指出了获得理想控制结果的控制器设计参数 ,包括观测器参数与期望的极点分布。 展开更多
关键词 非最小相位加工过程 极点配置 自校正控制 数控加工
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液压数字自适应控制系统的非最小相位问题及其对策 被引量:3
20
作者 吴振顺 王成敏 +1 位作者 徐本洲 巩世芳 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第2期65-69,共5页
通过理论分析,给出了液压非最小相位系统与采样周期的内在关系.提出了应用速度反馈及极点配置的控制策略,解决了这类系统的自适应控制问题。通过大量仿真及在线实物试验,说明这种控制方法的可行性与实用性.
关键词 非最小相位系统 自适应控制 液压系统 控制策略
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