一、一种变形的回路成形控制器及其应用（论文文献综述）
郭凯[1]（2021）在《基于MPI二次开发技术的异常形变评价系统》文中提出热塑性塑料的注射压缩成型技术,属于注射成型的一种高级技术形式,相当于在传统注射成型的充填中或充填完成后加上压缩过程,具有注塑压力低,成型周期长的工艺特点,其主要目的之一就是减小注塑完成后整个制件内的残余应力,并得到更均匀的保压压力。由于对大尺寸透明件注射压缩成型过程进行大量实验研究的成本高,周期长。为提供研究效率,多采用模流分析软件对注射压缩过程进行仿真。本文针对大尺寸透明件的注射压缩成型过程进行了计算机模拟,为了有效改善飞机前风挡的翘曲变形,首先在Moldflow中按照预设的模拟工艺参数,对飞机前风挡的充填与注射压缩过程分别进行初始模拟分析;基于MPI（Moldflow Plastics Insight）二次开发技术,编写VB（Visual Basic）脚本,将制件收缩阶段产生的翘曲量的体积平均值、最大值、最小值及其分布位置作为输出,提出了翘曲的量化方法,建立了翘曲辅助评价系统;最后基于6因素5水平正交表设计了大尺寸透明件注射压缩工艺的正交试验方案,并根据正交试验方案,以减小体积收缩率与翘曲变形量为优化目标,找到一组最佳的工艺参数,包括网格尺寸、模具表面温度、保压压力、压缩时机、压缩力、压缩速度,并以该工艺参数进行充填+压缩+保压分析,将分析后结果的模型与残余应力导入ABAQUS中进行翘曲分析,同时将该工艺参数在Moldflow中也进行翘曲分析,将二者结果进行对比,建立关于大尺寸透明件翘曲变形的联合仿真平台。结果显示:基于MPI二次开发构建的辅助评价系统,可以在满足注射压缩成型工艺要求的情况下,准确的预测各工艺参数对翘曲结果的影响,为制件成型提供参考。通过正交试验设计的注射压缩成型优化方法,飞机前风挡的翘曲变形量的最大值由最初的11.35mm到优化后的3.584mm,较之前减少了68.4%。最后通过提取有关残余应力的结果数据,将Moldflow中的模流分析结果转换为inp文件导入ABAQUS中进行结构分析,模拟出实际生产中制件的变形情况,为预测制件缺陷提供依据。
聂瑞[2]（2020）在《开关磁阻直线电机纵向边端效应及其补偿方法研究》文中研究指明开关磁阻直线电机（Switched reluctance linear machine,SRLM）凭借结构简单、可靠性高、容错能力强等优点迎来了良好的应用前景。但是现有SRLM的优化设计方法与控制策略通常借鉴开关磁阻旋转电机的研究成果,这使得其区别于开关磁阻旋转电机而特有的纵向边端效应被忽略。对SRLM的纵向边端效应进行研究可以加深对其真实运行特性的理解,可以为提升SRLM系统性能提供新的思路,因此本文针对SRLM的纵向边端效应及其补偿方法展开研究。首先提出了一种SRLM的高精度非线性模型,该模型能够充分体现SRLM的真实特性,包括纵向边端效应为电机性能带来的影响,该模型为SRLM纵向边端效应的研究打下了坚实的基础。通过有限元方法对SRLM的磁化曲线及磁密分布曲线进行了分析,据此改进了磁化曲线的准线性模型。通过对该准线性模型进行分析得到了一种变形的Sigmoid函数,其可以作为获得完整磁链特性曲线过程中的插值函数。同时归纳了带有偏差的磁链对电流的影响规律,从而提出一种用于获得电机磁链-电流-位置完整曲线簇的训练方法。为了比较所提方法的建模精度,还给出了基于六阶傅里叶级数法所得同一样机的电磁特性模型,设计了在线半实物仿真实验与离线实验,分别证明了依据所提方法得到的电磁特性具有更高的精度以及所建立模型用于模拟电机动态性能时具有良好的效果。此建模方法同样适用于开关磁阻旋转电机,具有良好的普适性。其次结合绕组连接方式研究了纵向边端效应对SRLM性能的影响。通过有限元方法分析了纵向边端效应以及绕组连接方式为电机各相的自电磁特性以及相间的互电磁特性带来的变化。结合两种绕组连接方式详细分析并量化了纵向边端效应对电机动态性能的影响,还分析了电机在不同绕组连接方式下的磁密特性以及铁损耗特性,总结了两种绕组连接方式各自的优缺点。完成了样机在两种绕组连接方式下的测试,分析了电机电动状态时的电磁力脉动以及发电状态时的输出电压纹波,并根据间接测量法处理得到了电机动态运行过程中的铁损耗,不同控制策略下的实验结果均验证了纵向边端效应为电机性能带来的影响,以及电磁分析和仿真结果的正确性。然后从电机设计角度对SRLM的纵向边端效应进行了补偿。通过有限元方法对增加定子辅助磁极的这种已有的补偿方法进行了补偿效果分析,并基于最小化额外空间与成本的目的进行了定子辅助磁极宽度与电磁力脉动之间的敏感性分析,这为定子辅助磁极宽度的选择提供了参考。在等效磁路分析后,根据磁场相似原理提出了一种加宽定子边端磁极的新的纵向边端效应设计补偿方法,并给出了定子边端磁极的理论最优宽度,还对这两种针对平板型SRLM的纵向边端效应的设计补偿方法进行了补偿效果比较。除此之外在借鉴开关磁阻旋转电机的结构特点后,提出了一种不受纵向边端效应影响的SRLM新结构,并在所制造的样机和所建立的硬件平台上完成了实验验证。最后从控制角度对SRLM的纵向边端效应进行了补偿。利用考虑相间互耦合特性的电压平衡方程研究了电机动态运行时纵向边端效应对各相电流峰值造成的影响。随后分析发现原有的SRLM电流估计模型对电流峰值的估计精度有限,为了提高估计精度提出了一种将相间互耦合特性考虑在内的改进的电流估计模型。基于改进的电流估计模型提出了一种用于平衡电流峰值的开通位置自适应调节控制方法,并给出了基于这种调节方法的电机速度闭环控制框图,该系统结构简单且易于实现,实验与仿真结果表明所提控制方法可以实现电流平衡以及对纵向边端效应带来的负面影响进行补偿,该方法在重载和电机饱和情况下同样适用,具有良好的通用性。该论文有图108幅,表13个,参考文献203篇。
刘华森[3]（2018）在《桥门式起重机多体刚柔耦合动力学与防摆控制研究》文中研究表明随着国家“一带一路”倡议的推进,港口集装箱运输以及铁路集装箱运输等现代物流方式得到进一步发展。桥门式起重机是现代物流装卸运输的重要装备之一。由于桥门式起重机吊具通常是通过柔性钢丝绳与起重机小车相连接,在惯性力以及外界风载荷等影响下,起重机吊具在作业过程中会产生残余摆动。这不仅会给吊具的精确定位带来困难,同时也会引起吊具碰撞等安全隐患,降低起重机装卸作业的效率。另一方面,随着起重机逐步向大型化方向发展,起重机主梁的跨度也逐步增大,主梁振动的影响也不可忽略。起重机桥架结构、起重小车以及吊重组成一个多体耦合系统。起重机多体刚柔耦合系统动力学分析以及抑制吊重的残余摆动是近年来国内外起重机研究的热点之一。本文根据桥门式起重机的结构特点,主要从建立多体刚柔耦合动力学系统模型、研究倒三角结构防摆特性、优化输入整形器前馈控制以及起重机小车运动规划等几方面开展了以下研究工作:（1）为研究集装箱吊具八绳防摆系统的动力学特性和吊具摆动影响因素,根据集装箱起重机倒三角防摆吊具的物理结构特点,建立集装箱吊具交替摆动的二自由度椭圆摆动力学模型;并应用第二类拉格朗日理论得到集装箱吊具摆动动力学方程;再根据集装箱吊具在大车运行方向和小车运行方向的不同运动初始条件分别递推求解吊具残余摆动的动力学响应,并分析不同结构参数对吊重摆动的影响。（2）起重机桥架结构的振动以及吊重的摆动会使桥架结构产生疲劳损伤并影响吊重的精确定位。建立基于吊重、起重小车组成的椭圆摆与移动质量通过桥梁理论的吊重-起重小车-桥架结构多体刚柔耦合动力学模型,并采用Newmark-β逐步积分方法进行数值求解,分析起重小车的运动速度、吊重质量等参数对桥架结构振动以及吊重摆动的影响。（3）针对起重机欠驱动吊具在惯性力等作用下会产生残余摆动的问题,提出基于起重机摆动频率的优化复合输入整形器前馈控制方法。采用蒙特卡洛模拟方法研究起重机摆动频率的概率分布;为增强吊具残余摆动的抑制效果以及控制的鲁棒性,根据起重机的摆动频率的概率分布有针对性地设计优化的多模态复合输入整形器作为前馈控制输入。并将前馈控制与吊具自身的摆动频率分布特性相结合,以吊重摆动幅度期望值为目标函数设计优化的前馈输入整形器,从而提高抑制吊具残余摆动的鲁棒性。（4）针对有阻尼摆动的起重机系统动力学系统,研究能量控制法动态实时抑制吊重残余摆动。同时,采用相平面分析法研究起重小车不同加速度曲线对吊重残余摆动的抑制效果。并提出采用贝塞尔曲线生成起重小车的加速度轨迹,建立吊重摆动的约束方程,采用粒子群优化算法不断迭代更新贝塞尔曲线的控制点,获得起重小车最优的加速度曲线,从而实现对吊重残余摆动的抑制。（5）采用基于三维图形渲染引擎（OGRE）的虚拟现实技术,实现集装箱起重机半实物仿真操作培训。使用OGRE渲染引擎驱动集装箱货场的三维虚拟场景;并用以太网通讯实现起重机联动台等实物硬件与虚拟现实仿真软件的信息交互。采用基于机器视觉的图像识别、起重机位置跟踪定位、PLC远程控制、输入整形器控制等抑制吊重的残余摆动。对被获取到的目标集装箱图像信息,进行图像数字化处理、图像分割、特征匹配和目标定位等操作,并基于机器视觉原理测量吊重的摆动角度。采用输入整形器前馈控制方法,实现对吊重残余摆动的抑制。并采用机器视觉的方法,测量吊重的摆动以及输入整形器抑制吊重残余摆动的效果。本文根据桥门式起重机的结构特点,研究了集装箱起重机倒三角吊具的动力学特性;建立了吊重-小车-桥架结构的多体刚柔耦合动力学模型,采用数值仿真的方法得到了吊重的摆动以及桥架结构的振动特性;设计优化的多模态输入整形器作为前馈控制输入,抑制吊重的残余摆动;建立有阻尼摆动的起重机系统动力学模型,研究能量控制法动态实时抑制吊重残余摆动;采用贝塞尔曲线生成起重小车的加速度轨迹,采用粒子群优化算法进一步优化迭代起重小车的加速度曲线,从而实现对吊重残余摆动的抑制;最后通过半实物仿真实验以及基于机器视觉的吊重残余摆动抑制实验,验证了前馈控制输入抑制吊重摆动的有效性。本文对抑制欠驱动吊重的摆动、起重机刚柔耦合作业系统主梁的振动以及起重小车运行运动规划等方面进行研究,这对起重机装卸作业自动化、无人化以及智能化的发展有一定的借鉴意义。
孙江坤[4]（2017）在《圆柱壳体振动陀螺阻尼不均匀性分析及其修调方法研究》文中提出圆柱壳体振动陀螺具有测量精度高、加工难度大、成本低、能耗小等一系列优点,逐渐成为波动陀螺领域的重要研究方向。高品质的圆柱壳体谐振子对于陀螺的性能至关重要,但由于材料不均匀和加工误差的存在,谐振子会出现频率裂解和阻尼不均匀性等缺陷。频率裂解可以通过机械修调或者闭环反馈控制进行消除,但阻尼不均匀性对陀螺的影响一般无法通过修调或者闭环控制进行有效去除。陀螺工作在力平衡模式下时,其主要的漂移误差来源于阻尼不均匀性,但目前对于阻尼不均匀性及其修调方法的研究相对比较匮乏。因此本文针对圆柱壳体谐振子的阻尼不均匀性,探究了其基本理论及影响,基于Q值圆周分布分析了阻尼不均匀性,研究了压电电极对谐振子阻尼特性的影响,提出了阻尼不均匀性修调方案,主要有以下几项内容:1.概述了圆柱壳体振动陀螺的结构及工作原理,建立了圆柱壳体谐振子的误差模型和动力学模型,并且分析了在开环模式和力平衡模式下的阻尼不均匀性对陀螺性能的影响。2.基于圆柱壳体谐振子的Q值圆周分布对其阻尼不均匀性进行分析,简要介绍了阻尼不均匀性的来源,并且分析了通常用于测量谐振子Q值的幅频响应法的缺陷,同时建立了圆柱壳体谐振子的理论模型,从理论上分析了谐振子Q值圆周分布规律,最后通过设计实验进行了验证。3.分析和归纳了压电电极对谐振子阻尼特性的影响规律,首先建立了谐振子-粘结层-压电电极耦合系统的动力学模型,并且分析了影响压电电极和粘结层能量损耗的因素,然后利用有限元模型分析了粘结层和压电电极参数对谐振子阻尼特性的影响,最后设计实验对有限元仿真结果进行了验证。4.分析了压电材料的阻尼特性,建立了圆柱壳体谐振子阻尼不均匀性修调的理论模型,并且利用有限元方法仿真了压电电极阻尼不均匀性修调的方向性,归纳了修调时阻尼变化的规律,最后基于理论分析提出了正向修调和逆向修调两种阻尼不均匀性修调方案,并且进行了相应的实验验证。
朱学彪[5]（2013）在《轧机HAGC系统辨识与鲁棒控制研究》文中认为液压伺服系统是目前工业、军事、航空航天等领域装备中的关键部件，其静、动态特性直接影响到设备的性能。随着对其动静态响应、输出功率密度和精度的要求不断提高，其结构动力学性能以及负载扰动、参数变化等不确定性因素的影响已成为不可忽略的问题，这些问题对液压伺服系统的结构设计和控制设计提出了巨大的挑战。本论文依托国家重大科研项目，面向重大工程的实际需求，从液压伺服系统的机理建模和鲁棒参数辨识、控制方法设计到原理样机实现三个方面展开研究，旨在通过鲁棒迭代控制来提高液压伺服系统的性能，使其满足制造和装配领域设备日益苛刻的性能需求。本文针对具有不确定性的轧机HAGC液压伺服系统，围绕其动力学建模与鲁棒控制中的关键问题，采用理论推导-仿真分析-实验测试相结合的方法，建立了轧机HAGC系统的参数化数学模型，研究了基于已知模型的鲁棒迭代学习控制器，并通过搭建相关测试实验平台进行了验证。在分析了轧机HAGC系统结构组成和体系特点的基础上，推导了轧机HAGC的机理模型，针对系统的不确定性，提出了一种基于Hardy空间的二段式非线性鲁棒辨识方法，得到一个参数待估的可行参数集合，建立其含参数不确定性的系统模型集，确保真实系统落在该模型集中。为了实现高精度高效率的运动，提出了一种基于斜坡正弦波函数的平滑轨迹规划方法，可以综合考虑系统的快速性和平稳性。针对液压伺服系统重复性工作空间，引入了反馈－前馈形式的迭代学习算法，设计了基于脉冲响应矩阵的迭代学习控制策略，使迭代学习控制器能够更好地反映系统动态特性，并且根据系统的误差输出来求取所需的控制量，刷新到迭代学习前馈指令中。综合考虑液压伺服系统模型的不确定性和系统稳定性指标、抗干扰指标，研究了基于定量反馈理论的液压伺服系统鲁棒控制器设计问题。讨论了适合液压伺服系统的迭代学习控制器（ILC）的设计方法，提出了一种基于H∞法的鲁棒ILC设计方法，分析了该方法的可解性，推导出了误差收敛的充要条件。鲁棒ILC方法不仅将迭代学习控制器的综合问题转化为H∞最（次）优控制器的综合问题，还可通过选择适当权函数，明确处理过程中不确定性因素。鲁棒ILC方法可通过μ综合方法来进行求解，使学习性能最大化。根据所提出的设计方法设计出了标称ILC和鲁棒ILC，在实验中分别执行了这两种ILC，根据实验结果对两种ILC进行了对比分析，实验结果验证了所提出设计方法的有效性。本文的研究成果成功地应用于轧机液压自动厚度控制（Hydraulic Automatic GaugeControl，HAGC），完成了HAGC测试平台的搭建和控制系统软硬件设计，并在测试平台上成功进行了辨识和控制实验，为HAGC系统的结构设计和控制提供了分析依据和设计指导。
马磊[6]（2013）在《基于混沌分析的船舶参数激励横摇运动及其鲁棒控制》文中进行了进一步梳理船舶作为一种重要的交通工具,在实施设计中虽然考虑了国际公约和国内法规有关稳性标准的规定,但波浪造成船舶失稳从而引发船舶倾覆的现象时有发生。目前船舶静态稳性纳入了稳性标准而动态稳性却未予以考虑,也就是说对于船舶在波浪中的稳性损失、运动瞬时状态及船舶与波浪遭遇状况缺少相关的考虑和研究。因此研究船舶在波浪激励下的复杂运动特性及鲁棒控制工程意义极为显着。船舶参数激励横摇可能导致船舶的大幅度横摇运动,威胁船舶、货物和海上人命安全。为了减小参数激励带来的不利因素,通过李亚普诺夫指数和功率谱对船舶在规则纵浪中运动的稳定性进行分析。从而分析船舶参数激励横摇运动的产生机理,不仅分析了船舶参数激励横摇产生混沌现象的条件,而且确定出船舶参数激励横摇运动的安全与危险区域。然后基于Backstepping算法、闭环增益成形算法及Lyapunov稳定性设计出减摇鳍控制器,并且在考虑一定的干扰后进行了仿真试验。仿真结果表明该控制策略对于消除船舶参数激励横摇系统的混沌现象是十分有效的,并且鲁棒性能令人满意。船舶参—强激励横摇比纯参数横摇可能导致船舶更大幅度的横摇运动,在主参数共振区内,较小的参数激励和强迫激励仍可能引起船舶大幅横摇,甚至倾覆,威胁船舶、货物和海上人命安全。为了减小参—强激励带来的不利因素,通过李亚普诺夫指数和功率谱对船舶在规则纵浪中运动的稳定性进行分析,找到参—强激励横摇运动的稳定和危险区域,以及对于船舶初始运动参数的变化关系。然后基于Backstepping算法、闭环增益成形算法及Lyapunov稳定性设计出非线性鲁棒控制器,并且在考虑一定的干扰后进行了仿真试验。仿真结果表明该控制策略对于消除船舶参—强横摇系统的混沌现象是十分有效的,并且鲁棒性能令人满意。在船舶初稳性高的时变性的影响下,随机纵浪也会对船舶的横摇稳定性造成较大的影响,特别在特征波长接近船长,且参数激励频率与船舶横摇固有频率之比为2时,船舶会发生大幅横摇不稳定运动,即为随机波条件下的参数激励横摇或参—强激励横摇。通过求解船舶在随机纵浪中主参数共振时的Lyapunov （?）旨数,分析船舶在随机纵浪条件下的主参数共振稳定性,并由此计算了船舶运动的稳定域与不稳定域,讨论了船舶横摇阻尼、随机波浪的中心频率,带宽等对船舶参数激励横摇运动稳定性的影响。同时,针对随机波条件下参数激励与参—强激励非线性运动设计出鲁棒控制器,从而减小船舶横摇危险,提高航行稳定性。
关巍[7]（2010）在《基于Backstepping的船舶运动非线性自适应鲁棒控制》文中研究说明H∞鲁棒控制作为一种能够处理系统结构或系统参数存在不确定性问题的有效方法,其非常适于在船舶运动控制领域中加以应用和推广。特别是闭环增益成形算法作为一种H∞鲁棒控制在实际工程中的应用简化,是一种简捷、有效地处理带有不确定性的船舶运动控制问题的鲁棒控制算法。但因其不能独立地针对非线性系统进行控制器设计,所以本文分别将SISO系统和MIMO系统闭环增益成形算法与Backstepping方法相融合,并通过Lyapunov稳定性理论和线性稳定性理论首次论证了两种算法相融合的合理性和实用性,进一步夯实了这两种算法融合使用的理论基础。同时将该研究成果分别应用于船舶航向保持系统、船舶减摇鳍控制系统和船舶舵鳍联合控制系统的设计中,取得了一些理论成果,研究结果具有一定的实际应用价值。主要研究工作简述如下：针对船舶航向保持系统中,传统Backstepping方法因不确定恒值干扰易产生静差及控制器参数整定过于复杂等问题,首先将SISO系统闭环增益成形算法与带积分项的Backstepping方法相融合,提出了一种带有积分功能的船舶航向保持非线性鲁棒控制器设计方案,并通过严格的理论推导和仿真结果论证了该方案的合理性。然后,考虑到船舶航向控制系统中的不确定性参数变化、外界干扰、各种非线性因素的影响以及传统鲁棒设计方法存在保守性的问题,本文提出将自适应Backstepping算法与闭环增益成形算法相融合,在此基础上提出一种全新的非线性自适应鲁棒算法,最后将该算法应用于船舶航向保持控制器设计中,并在考虑了风、浪干扰的情况下进行相应的仿真实验,验证了该算法的有效性。由于船舶的横摇阻尼通常较小,为了防止船舶发生倾覆的危险,增加人员的舒适程度,减摇鳍作为目前减摇效果最好,使用最为广泛的船舶减摇设备,开发适合船舶非线性动态特性、鲁棒性强的减摇鳍控制器具有十分重要的意义。特别是大连海事大学的科研实习船“育鲲”轮,为了能够让先进的船载科研仪器以较高的效率运行,采用传统的线性减摇鳍控制器很难满足其要求,因此需要设计出一种减摇效果更好、鲁棒性更强的非线性控制器。本文首先对“育鲲”轮的非线性横摇数学模型进行了深入研究,并同样将SISO系统闭环增益成形算法和Backstepping相融合,分别提出了非线性减摇鳍控制器和非线性自适应减摇鳍控制器设计方案,并通过对科研实习船“育鲲”轮的仿真实验来验证所提出的控制器的有效性,最后得出一些相关的重要结论。舵鳍联合控制是在减摇鳍减摇和舵减摇基础上发展起来的一种新型减摇装置,它能在保证航向保持控制精度的同时提高船舶的减摇效果。本文首先针对某轮的舵鳍联合系统线性数学模型,建立了一种仅航向保持具有非线性的舵鳍联合系统非线性数学模型,并通过Backstepping方法与MIMO闭环增益成形算法相融合,提出了一种针对舵鳍联合系统的非线性鲁棒控制器,并通过理论推导与仿真实验论证了该控制器的有效性。然后在对现有通用的舵鳍联合系统模型进行深入研究的基础上,针对Backstepping算法在使用方面的一些限制,在进行控制器设计时对通用模型进行了简化,使之符合Backstepping算法设计的需要,并尝试将自适应Backstepping方法与MIMO系统闭环增益成形算法相融合,实现算法的程序化和设计参数的自整定；最后将算法应用于“育鲲”轮的舵鳍联合系统控制器设计中,并通过加入风、浪干扰和舵机、鳍机特性,进一步论证了该算法的可行性。
翟欢欢[8]（2010）在《基于递推的船舶航向鲁棒控制器设计》文中认为本文主要对船舶航向控制问题进行研究。船舶航向控制一直是海洋控制领域的重点课题,尤其是在当今全球经济蓬勃发展,物资流动迅速的环境下,人们对航向控制提出了更高更严格的要求。当今大部分航向控制器仍然采用Nomoto线性数学模型,忽略了船舶实际运动具有的非线性,已经不能很好地解决实际控制问题。针对这一情况,在查看大量参考资料后,发现鲁棒控制理论有解决航向控制问题的可能性。鲁棒控制理论是分析和设计不确定系统的一种强有力的工具,主要解决对象建模中的误差和外界干扰引起的模型摄动所导致的控制品质恶化的控制难题。鲁棒控制理论在实际工程中的应用也越来越广泛。各种鲁棒控制算法不断发展并日趋完善。本文对闭环增益成形算法进行分析说明,这种算法在理论上对不确定性系统的控制稳定性更强。Backstepping是一种运用系统化的方式构造反馈控制规律及相关的Lyapunov函数的非线性控制方法。本文对其进行系统介绍,重点分析了递推设计的算法原理和过程步骤,通过其与一般线性化设计方法的比较研究,总结出这一设计方法的优越性及局限性,为航向控制器的设计奠定了基础。之后本文对船舶航向运动过程进行分析和说明。在Nomoto数学模型和Norrbin数学模型的基础上,根据实际的航行环境和条件,分别建立不考虑外界干扰和考虑外界干扰的非线性船舶运动数学模型,针对后者,将闭环增益成形算法引入Backstepping设计方法中,进行航向控制器设计。具体的设计步骤可以简略概括为:化系统为严格反馈控制形式;假设系统的后一个状态变量是前一个状态变量的虚拟控制,通过适当的变量代换,构造适合的Lyapunov函数;逐步进行控制器控制规律的推导,使整个系统的平衡点满足一致渐近稳定。选取适当的参数之后,对本文设计得出的风浪扰动下的船舶航向鲁棒控制器在Matlab环境下进行仿真试验,仿真结果验证了这一控制器的有效性。
赵林坤[9]（2009）在《变速恒频风力发电系统转速鲁棒控制方法研究》文中进行了进一步梳理由于能源消耗的日益增长和环境污染日益严重,可再生的绿色新能源的利用凸显得日益重要。对可再生能源的开发利用中,风能由于其突出的优点和成熟的利用技术成为研究的热点。各种风电发电技术也不断发展,而变速恒频发电技术因其对风能利用的高效性和实用性逐渐成为市场的主流产品。但是风力的随机性为高效利用风能和风力发电系统并网运行增加了困难,针对这点本文主要致力于利用鲁棒控制技术,把风力的随机性和建模不确定性对系统的影响降到可控范围内,提高风电系统运行的可靠性。本文在阅读了大量的中英文资料后,对风电发展的意义、现状和前景进行较为全面的阐述,并就变速恒频发电技术的四种控制方案进行了详细的比较,选择双馈电机变速恒频方案,并对变速恒频风力发电的原理进行了介绍。对H ?∞鲁棒控制理论进行深入的研究,对鲁棒稳定度变换矩阵的确定提出了作者自己算法并将其数学演绎证明,得到了低保守的鲁棒稳定度算法。在风力系统中引入H ?∞鲁棒控制理论对其转速进行控制。设计的转速控制器使转速系统能在一定的风速变动频率范围内具有尽可能小的速度追踪误差,对风力转矩干扰和编码器噪声干扰具有良好的抵抗能力,能允许风机的转动惯量在一定的范围内变化而不影响控制效果。但是H ?∞鲁棒控制器的设计涉及到艰辛的数学理论,且权函数的选择尚无具体方法,只能依赖与设计者的经验,大大阻碍了该方法在工程实践中的利用。为弥补这一不足本文引入基于闭环增益成形算法对风电转速进行控制,基于闭环增益成形算法继承了H ?∞鲁棒控制理论对不确定性的完美的处理,并且从工程四大参数出发,直接跳过权函数的选择,逆向推导控制器。相比H ?∞鲁棒控制理论,其简化的推导过程易于被广大工程设计者掌握,其良好的控制效果和简便的推导过程是其在工程实践中推广的优势。最后采MATLAB/Simulink对风力发电系统各个部分搭建模型,组建完整的风力发电模型进行仿真,取得了良好的仿真效果。
王小青[10]（2009）在《无人直升机建模与控制技术研究》文中指出本论文以南京航空航天大学与中国直升机设计研究所合作研制的U8无人直升机为背景,研究无人直升机建模与自主飞行控制的关键技术。由于直升机的高阶、不稳定、非线性、强耦合和高不确定性特点,建立较为准确的直升机动力学模型具有相当大的难度。论文根据三种直升机模型:相对简单的动量模型、相对复杂的叶素模型和FLIGHTLAB模型,提出了直升机综合建模的思想,并将三种模型构成的直升机综合模型应用于无人直升机项目研制的过程中。通过三个模型的对比验证,以及与实际试飞数据的比较修正,得到高置信度的无人直升机飞行控制系统设计与仿真需求的对象模型,论文根据修正后U8无人直升机的叶素线性模型,进行特性分析。论文研究了带逆模型前馈的显模型跟踪控制和H∞回路成形控制方法,并结合两者的优点,提出了一种改进的显模型跟踪回路成形控制方法。论文基于改进的显模型跟踪回路成形控制方法设计了无人直升机的内回路姿态控制系统,进行了时域、频域和鲁棒性分析,并与经典PID控制方法、显模型跟踪,以及H∞回路成形控制方法进行了比较。设计无人直升机内回路姿态控制,实现了各通道解耦后,论文设计了直升机的外回路航迹飞行控制和模态飞行控制系统,实现了无人直升机的自主起飞、着陆、悬停,以及协调转弯飞行控制。为全面验证飞行控制系统的正确性,以及飞行控制逻辑与飞行管理的合理性,论文设计了由四个航路点构成的样例航路,并实现了无人直升机样例航路的自主飞行控制,仿真了样例航路的自主飞行过程。通过U8无人直升机的对象不确定性和风干扰情况下的航路飞行仿真,验证了飞行控制系统的鲁棒性。根据U8无人直升机用小功率活塞式发动机的功率特性与动力学特性,给出了完整的发动机建模、转速控制与仿真系统,并根据样例发动机开车过程中的冲速特性,提出了基于“折线法”转速指令的冲速段控制策略,并通过仿真与开车试验,验证发动机转速控制系统的正确性。本论文通过U8无人直升机的建模、半物理仿真,以及科研试飞,使本文的建模与控制技术得到了工程应用与验证。
二、一种变形的回路成形控制器及其应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种变形的回路成形控制器及其应用（论文提纲范文）
（1）基于MPI二次开发技术的异常形变评价系统（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 热塑性塑料的发展 |
| 1.2.2 注射压缩成型工艺的过程、发展与应用 |
| 1.2.3 注射压缩成型CAE的研究现状 |
| 1.3 课题来源及研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 课题意义 |
| 1.3.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 模流分析基础理论 |
| 2.1 注塑压缩成型CAE流动分析的基本方程 |
| 2.1.1 连续性方程 |
| 2.1.2 运动方程 |
| 2.1.3 能量方程 |
| 2.1.4 本构方程 |
| 2.1.5 粘度模型 |
| 2.2 注塑压缩成型CAE流动分析的控制方程 |
| 2.2.1 非压缩性的连续方程 |
| 2.2.2 纳维-斯托克斯运动方程 |
| 2.2.3 热传导方程 |
| 2.3 注塑压缩成型CAE充填过程模型化 |
| 2.4 注塑压缩成型CAE保压过程模型化 |
| 2.5 注塑压缩成型CAE冷却过程模型化 |
| 2.6 翘曲变形理论 |
| 2.6.1 收缩的数学模型与翘曲变形系数的表达式 |
| 2.6.2 翘曲变形CAE分析概述与计算过程 |
| 2.6.3 翘曲变形CAE分析的功能 |
| 第3章 大尺寸透明件注射压缩成型工艺仿真 |
| 3.1 CAD、CAE软件介绍 |
| 3.1.1 Moldflow软件发展 |
| 3.1.2 Moldflow仿真分析模块 |
| 3.1.3 Catia简介 |
| 3.2 模型前处理 |
| 3.2.1 制件模型的导入与浇注系统、冷却回路的创建 |
| 3.2.2 制件材料属性 |
| 3.2.3 网格划分与验证 |
| 3.2.4 关键工艺的设置 |
| 3.3 注射压缩成型工艺初始模拟结果及分析 |
| 3.3.1 填充时间 |
| 3.3.2 流动前沿温度 |
| 3.3.3 气穴 |
| 3.3.4 熔接线 |
| 3.3.5 体积收缩率 |
| 3.3.6 冷却结束时制件内温度、压力与剪切速率 |
| 3.3.7 翘曲变形 |
| 3.3.8 型腔压力 |
| 3.3.9 锁模力 |
| 3.3.10 注射位置处压力 |
| 3.4 传统注射工艺设置及模拟结果 |
| 3.4.1 填充时间 |
| 3.4.2 保压压力 |
| 3.4.3 体积收缩率 |
| 3.4.4 翘曲变形 |
| 3.4.5 锁模力 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 制件翘曲结果辅助评价系统的建立 |
| 4.1 程序设计思路 |
| 4.2 程序使用说明 |
| 4.3 脚本程序部分源代码 |
| 4.4 分析实例 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 注射工艺优化平台 |
| 5.1 正交实验设计 |
| 5.1.1 评价指标及设计变量的确定 |
| 5.1.2 正交试验方案的确定 |
| 5.2 实验结果及分析 |
| 5.3 最佳模拟方案 |
| 5.4 优化前后分析结果对比及结论 |
| 第6章 AIM(Abaqus Interface for Moldflow)方法翘曲分析 |
| 6.1 结构分析的数值模型 |
| 6.1.1 网格模型导出 |
| 6.1.2 边界条件与残余应力场 |
| 6.2 AIM方法翘曲分析结果 |
| 6.2.1 Mises应力 |
| 6.2.2 位移/翘曲 |
| 6.3 ABAQUS与 Moldflow翘曲分析结果对比及结论 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读硕士期间所发表的论文 |
（2）开关磁阻直线电机纵向边端效应及其补偿方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 概述 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 直线电机分类与常见直线电机 |
| 1.3 开关磁阻直线电机研究现状 |
| 1.4 直线电机纵向边端效应研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 开关磁阻直线电机高精度非线性建模研究? |
| 2.1 引言 |
| 2.2 改进的磁链-电流曲线的准线性模型及其分析 |
| 2.3 新型的磁链-电流-位置曲线训练方法 |
| 2.4 基于六阶傅里叶级数法的磁链非线性模型 |
| 2.5 实验验证 |
| 2.6 本章小节 |
| 3 开关磁阻直线电机绕组连接方式及纵向边端效应研究? |
| 3.1 引言 |
| 3.2 静态电磁特性分析 |
| 3.3 动态特性分析 |
| 3.4 磁密特性分析 |
| 3.5 铁损耗分析 |
| 3.6 实验验证 |
| 3.7 本章小节 |
| 4 开关磁阻直线电机纵向边端效应设计补偿研究? |
| 4.1 引言 |
| 4.2 设计补偿原理 |
| 4.3 纵向边端效应设计补偿方法一 |
| 4.4 纵向边端效应设计补偿方法二 |
| 4.5 不受纵向边端效应影响的SRLM新结构 |
| 4.6 本章小节 |
| 5 开关磁阻直线电机纵向边端效应控制补偿研究? |
| 5.1 引言 |
| 5.2 纵向边端效应对电流峰值的影响 |
| 5.3 电流估计模型 |
| 5.4 开通位置自适应调节控制方法 |
| 5.5 实验验证 |
| 5.6 本章小节 |
| 6 结论? |
| 6.1 本文的主要工作 |
| 6.2 进一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）桥门式起重机多体刚柔耦合动力学与防摆控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.1.1 起重机械 |
| 1.1.2 桥门式起重机 |
| 1.1.3 集装箱运输 |
| 1.2 课题来源 |
| 1.3 研究意义 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 欠驱动系统控制 |
| 1.4.2 起重机刚柔耦合动力学研究 |
| 1.4.3 起重机防摆控制技术 |
| 1.4.4 起重机运动规划 |
| 1.5 现有研究存在的问题 |
| 1.6 本课题研究内容 |
| 第2章 集装箱起重机倒三角防摆吊具动力学建模与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 欠驱动倒三角集装箱吊具系统的结构 |
| 2.2.1 动力学建模 |
| 2.2.2 集装箱吊具在小车运行方向的摆动特性 |
| 2.2.3 集装箱吊具在大车方向的摆动特性 |
| 2.3 算例分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 桥门式起重机桥架结构-小车-吊重耦合动力学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 耦合系统动力学模型 |
| 3.3 振动响应模态叠加法求解 |
| 3.4 动力响应及数值仿真 |
| 3.4.1 系统模型验证 |
| 3.4.2 恒力输入 |
| 3.4.3 恒速度输入 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 抑制吊重残余摆动的优化复合输入整形器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 吊重摆动动力学模型 |
| 4.3 蒙特卡罗模拟计算吊重摆动的阻尼频率 |
| 4.4 复合输入整形器设计 |
| 4.4.1 输入整形器 |
| 4.4.2 复合输入整形器 |
| 4.4.3 输入整形器的鲁棒性 |
| 4.4.4 优化整形器设计 |
| 4.5 仿真算例 |
| 4.5.1 吊重摆动频率的敏感度分布 |
| 4.5.2 吊重摆动阻尼频率的概率分布 |
| 4.5.3 输入整形器优化 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 桥式起重机的运动规划以及定位控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 几种不同结构下起重机吊重的摆动曲线 |
| 5.3 相平面分析 |
| 5.4 基于能量法的运动规划 |
| 5.5 基于粒子群算法与贝塞尔曲线结合的运动规划 |
| 5.5.1 离散化 |
| 5.5.2 系统的约束条件以及目标函数 |
| 5.5.3 基于贝塞尔曲线的运动规划 |
| 5.5.4 粒子群优化 |
| 5.5.5 轨迹跟踪控制设计 |
| 5.5.6 数值仿真 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 防摆吊具的半实物仿真系统以及残余摆动抑制实验 |
| 6.1 基于防摆吊具的集装箱起重机半实物仿真系统 |
| 6.1.1 系统的功能及组成 |
| 6.1.2 视景仿真系统实现 |
| 6.1.3 防摆吊具的残余摆动模拟 |
| 6.1.4半实物仿真实验 |
| 6.2吊具残余摆动抑制实验 |
| 6.2.1 实验总体方案设计 |
| 6.2.2 机器视觉测量吊重摆动 |
| 6.2.3 实验数据采集 |
| 6.2.4 数据分析对比 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
（4）圆柱壳体振动陀螺阻尼不均匀性分析及其修调方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外圆柱壳体振动陀螺研究综述 |
| 1.3 国内外圆柱壳体振动陀螺阻尼不均匀性及修调方法研究综述 |
| 1.3.1 阻尼不均匀性研究综述 |
| 1.3.2 阻尼不均匀性修调方法综述 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第二章 圆柱壳体振动陀螺工作原理与阻尼误差模型 |
| 2.1 圆柱壳体振动陀螺的结构和工作原理 |
| 2.1.1 陀螺基本结构 |
| 2.1.2 陀螺工作原理 |
| 2.2 圆柱壳体振动陀螺的误差建模 |
| 2.2.1 圆柱壳体振动陀螺的误差分析 |
| 2.2.2 圆柱壳体振动陀螺的动力学模型 |
| 2.3 圆柱壳体振动陀螺阻尼不均匀性的理论影响分析 |
| 2.3.1 开环模式下阻尼不均匀性的影响分析 |
| 2.3.2 力平衡模式下阻尼不均匀性的影响分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于Q值圆周分布的阻尼不均匀性分析 |
| 3.1 阻尼不均匀的产生机理及测量方法分析 |
| 3.1.1 阻尼不均匀性的来源分析 |
| 3.1.2 基于幅频响应的Q值测量方法缺陷分析 |
| 3.2 基于Q值圆周分布的阻尼不均匀性精确辨识方法 |
| 3.2.1 Q值圆周分布的理论模型 |
| 3.2.2 数值算例分析 |
| 3.3 Q值圆周分布实验验证 |
| 3.3.1 实验设计 |
| 3.3.2 实验结果与分析 |
| 3.4 基于阻尼不均匀性的谐振子品质评价方法 |
| 3.4.1 谐振子阻尼不均匀性测量平台 |
| 3.4.2 谐振子的品质评价方法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 压电电极对圆柱壳体振动陀螺阻尼特性的影响分析 |
| 4.1 压电电极阻尼特性理论分析 |
| 4.1.1 压电电极-粘结层-谐振子耦合动力学模型 |
| 4.1.2 粘结层和压电电极的损耗因子 |
| 4.2 压电电极阻尼特性有限元分析 |
| 4.2.1 有限元建模 |
| 4.2.2 粘结层的影响分析 |
| 4.2.3 压电电极的影响分析 |
| 4.3 实验设计与分析 |
| 4.3.1 实验测试系统设计 |
| 4.3.2 实验结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于压电材料阻尼特性的谐振子阻尼不均匀性修调 |
| 5.1 压电材料的阻尼特性 |
| 5.2 圆柱壳体谐振子阻尼不均匀性修调理论分析 |
| 5.2.1 谐振子阻尼不均匀性修调原理 |
| 5.2.2 谐振子阻尼不均匀性的修调仿真 |
| 5.3 圆柱壳体谐振子阻尼不均匀性修调方法 |
| 5.3.1 阻尼不均匀性的修调步骤 |
| 5.3.2 阻尼不均匀性的正向与逆向修调实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（5）轧机HAGC系统辨识与鲁棒控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的来源、背景和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 液压自动厚度控制技术 |
| 1.2.2 模型辨识的研究现状 |
| 1.2.3 鲁棒控制的研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第二章 轧机 HAGC 系统结构与模型辨识研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 液压伺服系统的结构体系 |
| 2.3 HAGC 伺服系统的机理模型 |
| 2.4 系统模型参数的鲁棒辨识问题 |
| 2.5 基于二段式非线性算法的辨识方法 |
| 2.5.1 算法的收敛性 |
| 2.5.2 标称模型 h_(id)(λ)的求解 |
| 2.5.3 误差界的计算 |
| 2.6 HAGC 系统的鲁棒辨识建模 |
| 2.6.1 HAGC 辨识系统构成 |
| 2.6.2 HAGC 系统辨识流程及其结果 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 HAGC 伺服系统的的迭代学习控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 迭代学习控制原理 |
| 3.3 基于反馈－前馈的迭代学习控制 |
| 3.3.1 反馈－前馈迭代学习问题 |
| 3.3.2 反馈－前馈迭代学习算法的收敛性 |
| 3.4 基于脉冲传递矩阵的迭代学习控制 |
| 3.4.1 迭代学习控制律的设计 |
| 3.4.2 迭代学习控制律收敛性分析 |
| 3.4.3 迭代学习控制律计算过程 |
| 3.5 基于 H_∞方法的鲁棒迭代学习控制 |
| 3.5.1 迭代学习控制的启发式算法 |
| 3.5.1.1 问题描述 |
| 3.5.1.2 滤波器设计 |
| 3.5.2 基于 H_∞方法的迭代学习控制综合 |
| 3.5.3 鲁棒 ILC 的设计 |
| 3.6 HAGC 系统的鲁棒迭代控制效果 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 HAGC 伺服系统的鲁棒控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 液压伺服系统的鲁棒控制问题概述 |
| 4.3 QFT 鲁棒控制器设计 |
| 4.3.1 QFT 的对象模板 |
| 4.3.2 性能指标设计和基于二次型的边界计算 |
| 4.3.3 回路整定和前置补偿器设计 |
| 4.4 控制器的降阶 |
| 4.5 轨迹规划 |
| 4.6 HAGC 系统的二自由度鲁棒控制器设计 |
| 4.6.1 HAGC 系统性能要求和边界设计 |
| 4.6.2 HAGC 系统 QFT 设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 HAGC 实验平台搭建与实验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验平台构成 |
| 5.2.1 液压伺服系统配置 |
| 5.2.2 测控系统配置 |
| 5.3 实验项目及方法 |
| 5.3.1 辨识实验 |
| 5.3.2 控制实验 |
| 5.3.3 HAGC 液压缸性能实验 |
| 5.4 控制实验结果与讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结与研究展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 6.3 论文创新点 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 附录B 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| 附录C 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 附录D 轧机 HAGC 四种不同输出数据源 |
| 致谢 |
| 详细摘要 |
（6）基于混沌分析的船舶参数激励横摇运动及其鲁棒控制（论文提纲范文）
| 创新点摘要 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与研究意义 |
| 1.2 混沌的发展及研究概况 |
| 1.3 船舶参数激励横摇运动的研究现状 |
| 1.4 船舶运动非线性鲁棒控制现状 |
| 1.4.1 船舶航向保持鲁棒控制 |
| 1.4.2 船舶减摇鳍鲁棒控制 |
| 1.4.3 船舶舵鳍联合鲁棒控制 |
| 1.4.4 船舶运动控制发展趋势综述 |
| 1.5 论文的主要工作与内容 |
| 第2章 基础理论 |
| 2.1 混沌 |
| 2.1.1 混沌的定义 |
| 2.1.2 混沌的识别 |
| 2.1.3 几种典型的混沌系统 |
| 2.2 船舶平面运动数学模型 |
| 2.2.1 船舶平面运动的运动学 |
| 2.2.2 船舶平面运动线性化数学模型 |
| 2.2.3 船舶运动响应型非线性数学模型 |
| 2.3 Lyapunov稳定性理论 |
| 2.3.1 Lyapunov稳定性定义 |
| 2.3.2 Lyapunov稳定性定理 |
| 2.4 简捷鲁棒控制算法 |
| 2.4.1 鲁棒控制理论 |
| 2.4.2 闭环增益成形算法 |
| 2.4.3 非线性Backstepping算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 船舶参数激励横摇运动鲁棒控制 |
| 3.1 船舶参数激励横摇运动系统数学模型与混沌分析 |
| 3.1.1 船舶参数激励横摇运动方程的建立 |
| 3.1.2 参数激励横摇运动算例分析 |
| 3.1.3 船舶参数激励横摇运动的混沌和失稳条件 |
| 3.2 基于闭环增益成形算法的鲁棒控制器 |
| 3.2.1 基于精确反馈线性化的简捷鲁棒控制 |
| 3.2.2 船舶参数激励横摇运动非线性控制器设计 |
| 3.2.3 参数激励横摇运动非线性控制仿真研究 |
| 3.3 基于Backstepping的鲁棒控制器 |
| 3.3.1 基于Backstepping的非线性控制 |
| 3.3.2 船舶参数激励横摇运动非线性控制器设计 |
| 3.3.3 参数激励横摇运动非线性控制仿真研究 |
| 3.4 基于Lyapunov稳定性的鲁棒控制器 |
| 3.4.1 基于Lyapunov的简捷鲁棒控制 |
| 3.4.2 船舶参数激励横摇运动的鲁棒控制器设计 |
| 3.4.3 参数激励横摇运动非线性控制仿真研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 考虑强迫激励的船舶参数激励横摇运动鲁棒控制 |
| 4.1 船舶参—强激励横摇运动系统数学模型及混沌分析 |
| 4.1.1 参—强激励横摇运动非线性数学模型 |
| 4.1.2 参—强激励与纯参数激励横摇运动特征比较 |
| 4.1.3 参—强激励横摇运动的混沌分析 |
| 4.1.4 参—强激励横摇运动的非线性运动响应 |
| 4.2 基于Backstepping的鲁棒控制器 |
| 4.2.1 基于Backstepping的参—强激励横摇运动非线性控制器设计 |
| 4.2.2 参—强激励横摇运动非线性控制仿真研究 |
| 4.3 基于积分Backstepping的鲁棒控制器 |
| 4.3.1 积分Backstepping的简捷鲁棒控制 |
| 4.3.2 参—强激励船舶横摇运动的鲁棒控制器设计 |
| 4.3.3 参—强激励横摇运动非线性控制仿真研究 |
| 4.4 基于Lyapunov稳定性的鲁棒控制器 |
| 4.4.1 基于Lyapunov稳定性的参—强激励横摇运动鲁棒控制器设计 |
| 4.4.2 参—强激励横摇运动非线性控制仿真研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 随机波条件下参数激励和参—强激励横摇运动鲁棒控制 |
| 5.1 随机波条件下参数激励横摇运动数学模型及稳定性分析 |
| 5.1.1 随机波条件下参数激励横摇运动非线性数学模型 |
| 5.1.2 随机波条件下参数激励横摇运动稳定性分析 |
| 5.2 随机波条件下参数激励横摇运动非线性鲁棒控制 |
| 5.2.1 基于闭环增益成形算法的鲁棒控制器设计 |
| 5.2.2 基于闭环增益成形算法的非线性控制仿真研究 |
| 5.2.3 基于Backstepping的鲁棒控制器设计 |
| 5.2.4 基于Backstepping的非线性控制仿真研究 |
| 5.3 随机波条件下参—强激励横摇运动数学模型及非线性运动响应 |
| 5.3.1 随机波条件下参—强激励横摇运动非线性数学模型 |
| 5.3.2 随机波条件下参—强激励横摇运动非线性运动响应 |
| 5.4 随机波条件下参—强激励横摇运动非线性鲁棒控制 |
| 5.4.1 基于闭环增益成形算法的鲁棒控制器设计 |
| 5.4.2 基于闭环增益成形算法的非线性控制仿真研究 |
| 5.4.3 基于Backstepping的鲁棒控制器设计 |
| 5.4.4 基于Backstepping的非线性控制仿真研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间公开发表论文 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）基于Backstepping的船舶运动非线性自适应鲁棒控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与研究意义 |
| 1.2 船舶运动鲁棒控制的研究现状 |
| 1.2.1 船舶航向自动舵鲁棒控制 |
| 1.2.2 船舶减摇鳍鲁棒控制 |
| 1.2.3 船舶舵鳍联合鲁棒控制 |
| 1.2.4 船舶运动控制发展趋势综述 |
| 1.3 基于Backstepping的船舶运动非线性鲁棒控制现状 |
| 1.4 论文的主要工作与内容 |
| 第2章 基础理论 |
| 2.1 Lyapunov稳定性理论 |
| 2.1.1 Lyapunov稳定性定义 |
| 2.1.2 Lyapunov稳定性定理 |
| 2.1.3 Barbalat定理及其推论 |
| 2.2 Backstepping设计原理 |
| 2.2.1 非线性Backstepping设计 |
| 2.2.2 自适应Backstepping设计 |
| 2.2.3 非线性阻尼引理 |
| 2.3 简捷鲁棒控制算法 |
| 2.3.1 鲁棒控制理论 |
| 2.3.2 灵敏度函数和补灵敏度函数 |
| 2.3.3 非线性系统的L_2增益与耗散性 |
| 2.3.4 闭环增益成形算法 |
| 2.4 本章小节 |
| 第3章 船舶航向保持系统鲁棒控制 |
| 3.1 船舶航向保持控制系统数学模型 |
| 3.1.1 船舶航向系统线性数学模型的建立 |
| 3.1.2 船舶运动响应型非线性数学模型的建立 |
| 3.1.3 舵机伺服系统模型 |
| 3.1.4 海风的干扰力数学模型 |
| 3.1.5 海浪干扰力数学模型 |
| 3.2 船舶航向保持简捷非线性鲁棒控制 |
| 3.2.1 基于积分Backstepping的船舶航向保持非线性控制器设计 |
| 3.2.2 船舶航向保持简捷非线性鲁棒控制器设计 |
| 3.2.3 仿真研究 |
| 3.3 船舶航向保持非线性自适应鲁棒控制 |
| 3.3.1 基于自适应Backstepping的船舶航向保持自适应控制器设计 |
| 3.3.2 船舶航向保持简捷非线性自适应鲁棒控制 |
| 3.3.3 基于闭环增益成形算法的船舶航向保持自适应鲁棒控制 |
| 3.3.4 仿真实验与分析 |
| 3.4 本章小节 |
| 第4章 船舶减摇鳍系统鲁棒控制 |
| 4.1 船舶减摇鳍系统数学模型 |
| 4.1.1 船舶减摇鳍系统数学模型的构成 |
| 4.1.2 鳍机伺服系统模型 |
| 4.1.3 船舶横摇非线性仿真研究 |
| 4.2 基于闭环增益成形算法的船舶减摇鳍鲁棒控制器设计 |
| 4.2.1 船舶减摇鳍线性控制系统设计 |
| 4.2.2 基于闭环增益成形算法的线性减摇鳍控制器设计 |
| 4.2.3 船舶减摇鳍线性鲁棒控制系统仿真研究 |
| 4.3 船舶减摇鳍系统非线性鲁棒控制 |
| 4.3.1 基于Backstepping的减摇鳍非线性控制器设计 |
| 4.3.2 船舶减摇鳍非线性鲁棒控制系统仿真研究 |
| 4.4 船舶减摇鳍系统非线性自适应鲁棒控制 |
| 4.4.1 基于Backstepping的减摇鳍非线性自适应控制器设计 |
| 4.4.2 船舶减摇鳍非线性自适应鲁棒控制系统仿真研究 |
| 4.5 本章小节 |
| 第5章 船舶舵鳍联合系统鲁棒控制 |
| 5.1 航向保持具有非线性的舵鳍联合系统简捷非线性鲁棒控制 |
| 5.1.1 航向保持具有非线性的舵鳍联合系统非线性数学模型 |
| 5.1.2 基于Backstepping方法的非线性舵鳍联合系统控制 |
| 5.1.3 舵鳍联合系统简捷非线性鲁棒控制 |
| 5.1.4 舵鳍联合系统简捷非线性控制仿真研究 |
| 5.1.5 结论 |
| 5.2 "育鲲"轮舵鳍联合系统非线性自适应鲁棒控制 |
| 5.2.1 "育鲲"轮舵鳍联合非线性数学模型的简化 |
| 5.2.2 "育鲲"轮舵鳍联合非线性自适应控制器设计 |
| 5.2.3 基于CGSA的舵鳍联合系统非线性自适应鲁棒设计 |
| 5.2.4 仿真研究 |
| 5.2.5 结论 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间公开发表论文 |
| 致谢 |
（8）基于递推的船舶航向鲁棒控制器设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究问题的提出 |
| 1.2 船舶航向控制技术的发展及现状 |
| 1.2.1 船舶自动舵简述 |
| 1.2.2 船舶自动舵的发展 |
| 1.2.3 船舶自动舵现状 |
| 1.3 鲁棒控制理论概述 |
| 1.3.1 系统存在不确定性的历史背景 |
| 1.3.2 鲁棒控制理论简述 |
| 1.3.3 H_∞控制理论 |
| 1.3.4 鲁棒控制理论发展与现状 |
| 1.4 论文组织结构及内容 |
| 第2章 基础理论知识及鲁棒控制算法分析 |
| 2.1 相关数学知识 |
| 2.2 相关控制理论知识 |
| 2.2.1 相关控制概念 |
| 2.2.2 控制系统的稳定性 |
| 2.2.3 相关重要定理 |
| 2.3 一种鲁棒控制算法分析及推导 |
| 第3章 Backstepping 设计方法 |
| 3.1 Backstepping 设计方法定义及发展 |
| 3.1.1 Backstepping 设计方法定义 |
| 3.1.2 Backstepping 设计方法产生和发展 |
| 3.2 Backstepping 设计方法过程及步骤 |
| 3.2.1 积分器Backstepping 介绍 |
| 3.2.2 非线性Backstepping 介绍 |
| 3.3 非线性阻尼 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 非线性船舶航向运动数学模型 |
| 4.1 船舶航向控制系统的组成及其工作原理 |
| 4.2 船舶运动的数学模型 |
| 4.2.1 船舶平面坐标系 |
| 4.2.2 船舶平面运动基本方程 |
| 4.2.3 舵力及舵机特性计算模型 |
| 4.2.4 船舶运动操纵特性 |
| 4.3 船舶航向运动干扰 |
| 4.3.1 海风干扰及其数学模型 |
| 4.3.2 海浪干扰及其数学模型 |
| 4.4 船舶航向运动数学模型 |
| 4.4.1 船舶运动的Nomoto 数学模型 |
| 4.4.2 船舶运动的Norrbin 非线性数学模型 |
| 4.4.3 风，浪干扰下的非线性船舶航向运动数学模型 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 船舶航向控制器设计 |
| 5.1 船舶航向控制的意义 |
| 5.2 船舶航向控制的性能指标 |
| 5.2.1 船舶航向保持问题的控制性能指标 |
| 5.2.2 船舶航向改变问题的控制性能指标 |
| 5.2.3 参考模型 |
| 5.3 船舶航向控制器设计中滤波问题 |
| 5.4 基于Backstepping 的航向控制器设计 |
| 5.5 仿真实验及分析 |
| 5.6 小结 |
| 结论 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）变速恒频风力发电系统转速鲁棒控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 发展风电的意义和前景 |
| 1.2 国内外风电现状 |
| 1.3 风力发电的控制方案 |
| 1.3.1 风力发电系统的变速恒频控制方案 |
| 1.3.2 风力发电系统的四种变速恒频控制方案比较 |
| 1.4 风力发电的控制方法 |
| 1.4.1 风力发电系统的传统控制方法 |
| 1.4.2 风力发电系统现代控制技术 |
| 1.4.3 风力发电系统转速控制 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 风电系统分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 风力机基本特性 |
| 2.3 双馈电机变速恒频原理 |
| 2.4 双馈电机模型 |
| 2.4.1 三相静止坐标系下电机模型 |
| 2.4.2 坐标变化 |
| 2.4.3 二相同步旋转坐标系下电机模型 |
| 2.5 定子磁链定向矢量控制 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 鲁棒控制理论及改进的低保守鲁棒稳定度算法 |
| 3.1 现代 H-∞鲁棒控制理论 |
| 3.1.1 系统不确定性存在背景 |
| 3.1.2 鲁棒控制理论 |
| 3.2 H-∞鲁棒控制器设计 |
| 3.2.1 H-∞鲁棒控制器求解方法——2-Riccati 算法 |
| 3.2.2 频率加权函数的选择 |
| 3.3 低保守鲁棒稳定度改进算法 |
| 3.3.1 线性区间系统描述 |
| 3.3.2 线性区间系统的低保守鲁棒稳定度算法 |
| 3.3.3 算例 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 风电系统的 H-∞鲁棒转速控制 |
| 4.1 最大功率追踪（MPPT）控制技术 |
| 4.1.1 MPPT 综述 |
| 4.1.2 改进的 MPPT 算法 |
| 4.2 风力发电系统转速动作 |
| 4.3 鲁棒转速控制器的设计 |
| 4.3.1 发电机转速控制模型 |
| 4.3.2 复合灵敏度频率加权函数的选择 |
| 4.3.3 控制器求解 |
| 4.4 仿真 |
| 4.4.1 风力干扰、噪声干扰下系统的跟踪 |
| 4.4.2 鲁棒性能指标的验证 |
| 4.4.3 PID 控制器与鲁棒控制器性能比较 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 基于闭环增益成形的风力发电转速鲁棒控制 |
| 5.1 闭环增益成形算法 |
| 5.1.1 闭环增益成形算法的发展由来 |
| 5.1.2 闭环增益成形算法 |
| 5.2 控制器的设计 |
| 5.2.1 转速模型 |
| 5.2.2 性能指标 |
| 5.2.3 控制器的设计 |
| 5.3 性能检验 |
| 5.4 风电系统仿真研究 |
| 5.4.1 变风速仿真 |
| 5.4.2 恒风速仿真 |
| 5.5 小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间发表的论文目录 |
（10）无人直升机建模与控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 直升机建模技术研究现状 |
| 1.2.1 直升机建模技术概况 |
| 1.2.2 直升机建模技术的主要问题 |
| 1.3 无人直升机飞行控制技术研究现状 |
| 1.3.1 无人直升机飞行控制技术概况 |
| 1.3.2 无人直升机飞行控制技术的主要问题 |
| 1.4 无人直升机的综合建模与控制系统体系结构 |
| 1.4.1 直升机的综合建模技术 |
| 1.4.2 飞行控制系统的体系结构 |
| 1.4.3 发动机控制是飞行控制的基础 |
| 1.4.4 姿态控制是飞行控制的关键 |
| 1.4.5 航迹控制是飞行控制的高级阶段 |
| 1.5 课题研究背景与项目进展 |
| 1.6 课题研究内容与安排 |
| 第二章 直升机综合建模技术研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 U8 无人直升机总体参数 |
| 2.3 直升机综合建模技术 |
| 2.3.1 动量理论直升机建模方法 |
| 2.3.2 叶素理论直升机建模方法 |
| 2.3.3 FLIGHTLAB 软件直升机建模方法 |
| 2.3.4 无人直升机综合建模技术的应用与意义 |
| 2.4 模型正确性验证 |
| 2.4.1 时域比较 |
| 2.4.2 频域比较 |
| 2.4.3 特征根分布 |
| 2.4.4 配平值的比较 |
| 2.4.5 试飞数据的比较 |
| 2.5 模型修正 |
| 2.5.1 尾桨距修正 |
| 2.5.2 诱导速度和总距修正 |
| 2.5.3 悬停性能修正 |
| 2.5.4 U8 无人直升机的综合模型 |
| 2.6 对象特性分析 |
| 2.6.1 直升机自然特性 |
| 2.6.2 直升机模态分析 |
| 2.6.3 直升机耦合特性 |
| 2.6.4 直升机频域特性 |
| 2.6.5 直升机不确定性分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 无人直升机控制理论研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 带逆模型前馈的显模型跟踪理论 |
| 3.2.1 显模型跟踪控制理论 |
| 3.2.2 模块组成与分析 |
| 3.2.3 逆模型的求解方法研究 |
| 3.2.4 工程应用分析与意义 |
| 3.3 H_∞回路成形理论 |
| 3.3.1 H_∞回路成形的理论推导 |
| 3.3.2 H_∞回路成形的设计流程 |
| 3.3.3 非方对象的控制研究 |
| 3.3.4 工程应用分析与意义 |
| 3.4 改进的显模型跟踪回路成形控制方法 |
| 3.4.1 改进的显模型跟踪回路成形理论推导 |
| 3.4.2 模块分析 |
| 3.4.3 设计流程 |
| 3.4.4 奇异值与鲁棒性分析 |
| 3.4.5 工程应用分析与意义 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于EEMFLS 控制方法的无人直升机姿态控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 采用的叶素线性模型 |
| 4.3 EEMFLS 控制系统设计 |
| 4.3.1 显模型求解 |
| 4.3.2 逆模型设计 |
| 4.3.3 回路成形 |
| 4.3.4 鲁棒镇定 |
| 4.3.5 构成控制器 |
| 4.4 控制器性能分析 |
| 4.4.1 基于PID、EMF 以及HILS 方法的直升机姿态控制系统 |
| 4.4.2 时域与频域比较 |
| 4.4.3 鲁棒性比较 |
| 4.4.4 综合性能与工程化分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 无人直升机航迹控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 采用的叶素模型 |
| 5.3 U8 无人直升机航迹控制律 |
| 5.3.1 纵向航迹控制律 |
| 5.3.2 侧向航迹控制律 |
| 5.4 U8 无人直升机的航路设计 |
| 5.5 U8 无人直升机的航路控制技术 |
| 5.5.1 悬停控制律 |
| 5.5.2 协调转弯控制律 |
| 5.5.3 自主起飞与着陆控制策略 |
| 5.6 航路飞行仿真 |
| 5.6.1 仿真验证 |
| 5.6.2 鲁棒性验证 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 无人直升机发动机控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 样例小功率活塞式发动机 |
| 6.3 小型无人直升机用活塞式发动机的冲速段控制策略 |
| 6.3.1 小型活塞式发动机的特点 |
| 6.3.2 发动机冲速段特性 |
| 6.3.3 冲速段控制策略与实现 |
| 6.3.4 仿真验证 |
| 6.4 小型无人直升机发动机控制系统设计 |
| 6.4.1 小型无人直升机发动机控制技术 |
| 6.4.2 发动机控制系统设计 |
| 6.4.3 仿真验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文总结与主要创新 |
| 7.2 进一步工作与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、一种变形的回路成形控制器及其应用（论文参考文献）
- [1]基于MPI二次开发技术的异常形变评价系统[D]. 郭凯. 兰州理工大学, 2021(01)
- [2]开关磁阻直线电机纵向边端效应及其补偿方法研究[D]. 聂瑞. 中国矿业大学, 2020(01)
- [3]桥门式起重机多体刚柔耦合动力学与防摆控制研究[D]. 刘华森. 西南交通大学, 2018(03)
- [4]圆柱壳体振动陀螺阻尼不均匀性分析及其修调方法研究[D]. 孙江坤. 国防科技大学, 2017(02)
- [5]轧机HAGC系统辨识与鲁棒控制研究[D]. 朱学彪. 武汉科技大学, 2013(03)
- [6]基于混沌分析的船舶参数激励横摇运动及其鲁棒控制[D]. 马磊. 大连海事大学, 2013(06)
- [7]基于Backstepping的船舶运动非线性自适应鲁棒控制[D]. 关巍. 大连海事大学, 2010(12)
- [8]基于递推的船舶航向鲁棒控制器设计[D]. 翟欢欢. 哈尔滨工程大学, 2010(06)
- [9]变速恒频风力发电系统转速鲁棒控制方法研究[D]. 赵林坤. 长沙理工大学, 2009(12)
- [10]无人直升机建模与控制技术研究[D]. 王小青. 南京航空航天大学, 2009(04)