深潜艇推进电动机的H∞控制研究

为了抑制转子电阻参数摄动和洋流、海浪引起的转矩波动对深潜艇推进电机调速系统的影响,对应用状态反馈鲁棒控制方法来处理推进感应电动机磁场定向下的矢量控制问题进行了研究,并在此基础上,根据建立的深潜艇直航运动模型和螺旋桨四象限动态工作情况下的仿真模型,进行了深潜艇直航推进仿真.仿真结果表明,这种方法能够有效抑制转子参数摄动和负载转矩波动对系统动态性能的影响.     

永磁偏置径向轴向磁轴承的H∞控制研究

为了改善磁轴承的控制性能，提高磁轴承的稳定性和抗干扰能力，提出了运用H∞控制方法对一种新型永磁偏置径向轴向磁轴承的悬浮进行控制，并运用Mauab软件对整个磁轴承系统进行仿真实验，和传统的PID控制方法相比较，H∞控制方法显示出其优越性。     

倒立摆的H∞控制仿真与实验

建立了一级倒立摆的奇异摄动模型,在此基础上给出了H∞最优控制,与倒立摆一般模型的H∞最优效果进行了仿真比较。同时根据对实际系统调试结果和仿真结果的比对,进一步证明了仿真得到的结论的正确性。并对所得仿真、实验结果进行分析。     

潜艇操纵控制方法

综述国内外在潜艇操纵与控制方面研究的发展情况,重点对潜艇运动的数学模型、分析方法及控制策略等方面的研究成果及存在的问题进行分析讨论,指出各种控制方法的特点及今后的研究热点。     

对采用二级自由度H∞控制的船用柴油机转速控制的研究

为了节约能源（低额定燃料消耗率），船用柴油机从八十年代到九十年代已经发展成为低速长冲程了，由于这种新的趋势，常规机械液压调速器不再适应新的要求，而数字式调速器则已经被船用柴油机所采用。     

基于H∞鲁棒控制的船用混合储能双向DC-DC变换系统设计

双向DC-DC变换系统是为实现船舶混合储能中不同类型储能元件间匹配控制和能量管理必要的执行机构。针对传统DC-DC控制策略的混合储能系统存在较大程度的参数摄动和负载干扰的问题,引入H∞鲁棒控制策略,从而弥补传统控制策略的缺陷;运用Matlab/Simulink软件搭建船用混合储能双向DC-DC变换系统仿真模型,开展有功负荷突增突卸和系统响应特性试验。结果表明:采用该策略能有效提升混合储能系统平抑冲击负荷的动态性能,充分发挥混合储能系统内储能元件各自的优势,延长系统使用寿命。     

船舶电站柴油发电机组混合H_2/H_∞调速器的研究

将混合H2/H∞控制理论应用于柴油机调速系统的设计,将柴油机调速系统的性能要求转化为标准混合H2/H∞控制问题.计算机仿真结果表明,利用线性矩阵不等式方法所设计的混合H2/H∞调速器能在考虑模型不确定性的情况下,有效提高系统的动态精确度和抑制扰动的能力,改善船舶电力系统频率的稳定性.     

修正的潜艇标准运动方程的应用

潜艇的模拟研究依赖于潜艇的水下运动模型。本文通过对潜艇标准运动方程推导过程的分析,结合修正方程的修正特点,找出2个方程之间的差异,并对修正方程的实际工程应用进行探讨。为潜艇运动规律的非线性研究和模型的精确修正提供理论指导。     

SWATH船纵向运动的鲁棒H∞控制研究

建立了SWATH船纵向运动控制系统的数学模型,并针对模型和外部扰动的不确定性,在SWATH船纵向运动控制中引入了状态反馈H∞控制方法;充分利用LMI(Linear Matrix Inequality)理论处理方法的优点对控制规律进行了优化。仿真结果表明,利用此方法设计的控制器对SWATH船所受到的外部扰动具有较好的抑制作用,能满足系统纵向运动性能的要求,具有一定的实用性。     

非线性PID控制器在潜艇深度控制中的应用

基于潜艇垂直面非线性运动模型,模拟波浪干扰力和瞬间干扰力情况下潜艇的操纵运动;利用非线性PID控制技术、状态扩张技术(ESO),对潜艇深度变换进行控制,仿真表明,无论深度差异多大,控制器都能使得潜艇实现快速且零超调的深度变换控制。     

基于模糊自适应PID的潜艇深度控制

针对潜艇水下空间运动非线性、参数时变和强耦合的特点,以六自由度方程为模型,设计了基于模糊自适应PID的深度控制系统,并引入积分分离控制,解决了深度控制存在偏差大幅度变化而不易使用积分控制的问题;通过仿真实验证明了该系统的可行性和优越性。实验结果表明,该控制方法相对于常规PID控制,能有效地提高潜艇深度控制的动态性能,控制精度和抗干扰能力,同时减小了舵机的耗损。     

浮船坞控制系统的H∞控制研究

对船舶进入浮船坞的压载水舱分布及实时自动控制过程进行了分析。以船舶静力学为依据,分析了船舶下排浮船坞时浮态的计算方法,给出了浮船坞纵倾及吃水动态力学方程,得出了可用于实时控制的浮船坞状态方程。采用H∞控制中的闭环增益成形控制算法,对浮船坞控制系统进行了理论探讨和仿真研究。仿真结果表明M IMO非方阵闭环增益成形算法物理概念清晰,设计及求解过程简单,对浮船坞的控制具有较好的系统性能和鲁棒性能。     

潜艇深度和纵倾的灰色系统预测控制

潜艇质量很大,具有很大的惯性,其方向舵和升降舵等执行机构,对操作指令的响应有一定的延迟,对潜艇状态的影响滞后.潜艇操纵系统是一个时延系统,为了补偿潜艇操纵执行机构的延时影响,将灰色系统预测与传统的最优控制相结合,设计了一种新型的潜艇深度和纵倾灰色预测控制系统.仿真试验结果表明,该控制系统是可行和有效的,具有较强的鲁棒性.     

基于H_∞控制理论的柴油机转速控制系统设计

针对柴油机非线性模型线性化分析过程中的不确定性问题以及现有的PID调速器对抵抗外部扰动不强的问题,试将鲁棒控制理论应用于柴油机转速控制。通过分析不确定系统鲁棒稳定性,建立H_∞控制系统并通过求解LMI方法得到H_∞控制律,利用Matlab/Simulink以及柴油机非线性机理模型设计仿真实验。表明本文方法相比PID控制器具有较强的模型容错性和抵抗外部干扰性,同时转速控制精度也有了较大的提升。     

舵机加载系统H∞控制的研究

该文从理论上分析了舵机加载系统存在多余力的特点及其对加载系统控制性能的影响,建立了准确的数学模型,并将多余力作为系统的外干扰设计了舵机加载系统的H∞控制器,分析与仿真结果表明,H∞控制器对补偿加载系统多余力有很好的效果,可以大大地提高加载系统的鲁棒性和跟踪性以,较理想地帝现了舵机加载系统的多余力抑制。     

H_∞滤波技术在船舶动力定位系统中的应用

在利用船舶进行海洋开发的过程中,复杂多变的环境给船舶定位造成了很大的困扰。为了保障船舶的水上作业,船舶定位技术变得越来越重要。传统的抛锚技术已经无法抵抗外界对船舶的干扰,本文引入H_∞滤波技术进行船舶动力定位系统的干扰处理,首先描述H_∞滤波,并获得其在船舶动力定位系统中的传递函数,最后将滤波技术应用于仿真实验。实验结果表明,本文算法鲁棒性强、稳定好。     

鱼雷非线性H∞控制研究

本文利用非线性H∞控制理论,提出了鱼雷运动非线性H∞控制规律,并结合鱼雷实际入水运动特性进行了仿真,结果表明:设计的H∞控制器有效提高了控制系统性能和抑制干扰的能力.     

潜艇空间运动模型的简化和仿真

本文在现有的潜艇空间运动模型的基础上,根据实艇操纵经验和对水动力系数的分析,建立了一个供仿真使用的潜艇空间运动模型和供潜艇联合操舵仪设计使用的潜艇空间运动模型,计算机仿真验证了这两个模型(仿真模型及设计模型)的合理性。     

自抗扰控制器在潜艇近水面航行深度控制中的应用

基于潜艇垂直面非线性运动模型,模拟近水面情况下潜艇的操纵运动;利用自抗扰控制技术(ADRC),对潜艇深度变换进行控制.仿真表明,相对于现有潜艇的操纵控制,在潜艇深度控制上,自抗扰控制器可以获得较高的控制品质和较理想的控制效果,并且可以实现控制上的零超调.     

潜艇深度终端滑模控制技术

潜艇垂直面运动因其强非线性、强耦合性,易干扰等因素的影响,对控制设计要求非常高.基于潜艇垂直面非线性模型,考虑舵的动态响应,用首舵控制深度,尾舵控制纵倾角,分别设计了终端滑模面,采用终端趋近律设计控制器并进行仿真研究.仿真结果表明,该系统具有良好的控制性能和很强的鲁棒性.由于采用连续的控制器,解决了系统的抖振问题.