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深海船舶动力定位的动态面复合自抗扰控制 预览
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作者 刘庸正 王玉龙 杨晓飞 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第23期292-297,共6页
以自抗扰控制为基础,针对其非线性状态误差反馈控制律和扩张状态观测器分别引入动态面控制及线性自抗扰控制思想进行适应性改造,设计出一种运用于船舶动力定位的动态面复合自抗扰控制器。改进的非线性状态误差反馈控制律是为了提高系统... 以自抗扰控制为基础,针对其非线性状态误差反馈控制律和扩张状态观测器分别引入动态面控制及线性自抗扰控制思想进行适应性改造,设计出一种运用于船舶动力定位的动态面复合自抗扰控制器。改进的非线性状态误差反馈控制律是为了提高系统对扰动的估计能力,线性扩张状态观测器是为了在估计扰动的同时对参数的选取进行简化。仿真结果表明,改进后的动态面复合自抗扰控制器有更好的抗干扰能力,对目标值的调节时间更快,鲁棒性更强,提升了船舶动力定位的精准度。 展开更多
关键词 船舶动力定位 动态面控制 线性自抗扰控制 动态面复合自抗扰控制
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基于自抗扰的四旋翼无人机动态面姿态控制
2
作者 张勇 陈增强 +2 位作者 张兴会 孙青林 孙明玮 《吉林大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期562-569,共8页
针对四旋翼无人机姿态控制中非线性、强耦合以及对扰动敏感等控制问题,设计了一种基于自抗扰的动态面控制器。与反步控制相比,动态面控制器的设计过程更简单,且利用一阶滤波器来计算虚拟控制信号的导数项,避免了反步控制中的出现的微分... 针对四旋翼无人机姿态控制中非线性、强耦合以及对扰动敏感等控制问题,设计了一种基于自抗扰的动态面控制器。与反步控制相比,动态面控制器的设计过程更简单,且利用一阶滤波器来计算虚拟控制信号的导数项,避免了反步控制中的出现的微分膨胀问题。将动态面控制与自抗扰控制相结合,首先利用跟踪微分器可直接获取设定值的微分信号,简化了控制器的设计过程,然后利用扩张状态观测器将系统总扰动实时的补偿到控制器中,提高了系统的鲁棒性和抗干扰能力,并通过Lyapunov直接法对闭环系统进行了稳定性分析。仿真结果表明:本文设计的控制器可保证四旋翼无人机在有外界干扰的情况下能快速、准确地跟踪设定位置。 展开更多
关键词 控制理论与控制工程 动态面控制 自抗扰控制 四旋翼无人机 姿态控制
考虑执行器性能约束的刚体航天器鲁棒姿态跟踪控制
3
作者 陈海涛 宋申民 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期735-742,共8页
针对存在模型不确定性、外界干扰力矩和执行器性能受限等约束条件下的刚体航天器姿态跟踪控制问题进行研究,并基于滑模控制、反步控制、自适应控制、辅助系统和动态面控制等方法设计相应的鲁棒姿态跟踪控制算法.利用自适应控制实现了对... 针对存在模型不确定性、外界干扰力矩和执行器性能受限等约束条件下的刚体航天器姿态跟踪控制问题进行研究,并基于滑模控制、反步控制、自适应控制、辅助系统和动态面控制等方法设计相应的鲁棒姿态跟踪控制算法.利用自适应控制实现了对具有多项式形式上界函数的系统未知不确定性进行在线估计和补偿;通过建立描述执行器动态特性的低通滤波模型,并结合辅助系统方法,以确保执行器输出控制力矩的幅值及其变化率均满足一定的饱和约束;通过引入动态面控制法,避免期望虚拟控制信号的一阶导数项直接出现在控制器中,简化了闭环姿态跟踪控制器的设计形式.最后,通过数值仿真验证了所提出控制算法的有效性和可行性. 展开更多
关键词 滑模控制 反步控制 自适应控制 辅助系统 动态面控制 幅值及变化率饱和
Adaptive Fuzzy Dynamic Surface Control of Flexible-Joint Robot Systems With Input Saturation 预览
4
作者 Song Ling Huanqing Wang Peter X.Liu 《自动化学报:英文版》 CSCD 2019年第1期97-107,共11页
In this paper, we propose an adaptive fuzzy dynamic surface control(DSC) scheme for single-link flexible-joint robotic systems with input saturation. A smooth function is utilized with the mean-value theorem to deal w... In this paper, we propose an adaptive fuzzy dynamic surface control(DSC) scheme for single-link flexible-joint robotic systems with input saturation. A smooth function is utilized with the mean-value theorem to deal with the difficulties associated with input saturation. An adaptive DSC design with an auxiliary first-order filter is used to solve the 'explosion of complexity'problem. It is proved that all the signals in the closed-loop system are semi-globally uniformly ultimately bounded, and the tracking error eventually converges to a small neighborhood around zero. The main advantage of the proposed method is that only one adaptation parameter needs to be updated,which reduces the computational burden significantly. Simulation results demonstrate the feasibility of the proposed scheme and the comparison results show that the improved DSC method can reduce the computational burden by almost two thirds in comparison with the standard DSC method. 展开更多
关键词 Adaptive fuzzy CONTROL dynamic surface CONTROL (DSC) flexible-joint (FJ) ROBOTS single-link TRACKING CONTROL
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间歇激励条件下电液伺服系统的复合自适应控制
5
作者 郭秦阳 施光林 王冬梅 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期639-646,共8页
针对电液伺服系统在间歇激励条件下的高精度轨迹追踪问题提出了一种复合自适应动态面控制方法.通过引入一阶指令滤波器对控制器设计过程中的虚拟控制信号进行处理.可以避免对其进行复杂的偏微分计算.为了实现对液压系统中未知阻尼系数... 针对电液伺服系统在间歇激励条件下的高精度轨迹追踪问题提出了一种复合自适应动态面控制方法.通过引入一阶指令滤波器对控制器设计过程中的虚拟控制信号进行处理.可以避免对其进行复杂的偏微分计算.为了实现对液压系统中未知阻尼系数与未知刚度系数的估计与补偿,设计了一种复合自适律,松弛了传统自适应控制方法中严格的持续激励条件.利用Lyapunov理论对闭环系统的稳定性进行了分析,并基于MATLAB/Simulink对比仿真结果验证了所提出控制方法的有效性. 展开更多
关键词 电液伺服系统 未知参数 轨迹追踪 复合自适应控制 动态面控制
永磁同步电机动态面模糊离散速度调节控制 预览
6
作者 张国斌 于金鹏 +1 位作者 于海生 王孟孟 《电机与控制应用》 2019年第4期1-7,共7页
针对永磁同步电机(PMSM)高阶非线性和外部负载扰动的问题,以反步法为基础,提出了动态面模糊离散速度调节控制方法。通过欧拉公式将PMSM连续模型离散化,得到离散模型;运用动态面方法,处理子系统中的虚拟控制函数,解决传统反步法中“计算... 针对永磁同步电机(PMSM)高阶非线性和外部负载扰动的问题,以反步法为基础,提出了动态面模糊离散速度调节控制方法。通过欧拉公式将PMSM连续模型离散化,得到离散模型;运用动态面方法,处理子系统中的虚拟控制函数,解决传统反步法中“计算爆炸”的问题;利用模糊逻辑系统逼近系统中的非线性部分,并给出模糊离散控制器。仿真结果表明:控制器能够有效地调节电机转速,对外部负载扰动具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 模糊控制 离散化 动态面控制 反步法
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状态与输入受限的二阶多输入多输出非线性系统自适应控制 预览
7
作者 刘旺魁 魏毅寅 段广仁 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期533-541,共9页
针对含有状态和输入受限的二阶多输入多输出非线性系统的控制问题,提出了一种自适应控制策略.通过综合利用障碍Lyapunov函数和动态面控制方法的特性,使得系统的状态满足约束条件而且能够减少计算量.此外,为了处理输入约束和系统中的不... 针对含有状态和输入受限的二阶多输入多输出非线性系统的控制问题,提出了一种自适应控制策略.通过综合利用障碍Lyapunov函数和动态面控制方法的特性,使得系统的状态满足约束条件而且能够减少计算量.此外,为了处理输入约束和系统中的不确定性的影响,分别设计了辅助系统和自适应算法.通过理论分析表明,闭环系统的所有状态都是有界的,而且系统的状态和输入都满足约束条件.最后,通过一个数值仿真算例和一个实际的航天器姿态控制系统的仿真来验证所提出的自适应控制策略的有效性. 展开更多
关键词 障碍Lyapunov函数 动态面控制 状态与输入受限 自适应控制 航天器姿态
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含死区高阶非线性系统自抗扰动态面控制 预览
8
作者 孙国法 衡丽帆 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1336-1344,共9页
针对一类含有未知死区输入的不确定纯反馈非线性系统,为实现精准控制,提出一种新的基于扩张状态观测器的动态面控制算法.用扩张状态观测器代替函数逼近器在线估计高阶系统动态面控制中每一步的不确定函数.结果表明,估计误差显著降低,闭... 针对一类含有未知死区输入的不确定纯反馈非线性系统,为实现精准控制,提出一种新的基于扩张状态观测器的动态面控制算法.用扩张状态观测器代替函数逼近器在线估计高阶系统动态面控制中每一步的不确定函数.结果表明,估计误差显著降低,闭环控制性能得到实质性改善.此外,设计跟踪微分器来消除传统反推方案中计算复杂的问题.通过李雅普诺夫方法分析了具有自适应鲁棒控制器的闭环系统的稳定性.最后,对所提出的自适应鲁棒控制方案进行仿真,取得了满意的结果. 展开更多
关键词 自适应鲁棒控制 动态面控制 扩张状态观测器 死区
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水空跨介质航行器俯冲过程航迹角控制研究
9
作者 谭骏怡 胡俊华 +2 位作者 马宗成 陈国明 冯金富 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2019年第1期34-38,49共6页
基于神经网络自适应控制方法,研究了变体跨介质航行器俯冲过程航迹角控制问题。针对航迹角动态方程中出现的纯反馈形式,采用微分滤波的方法克服"代数环"问题;采用最小学习参数方法减少神经网络参数在线更新个数,降低计算载荷... 基于神经网络自适应控制方法,研究了变体跨介质航行器俯冲过程航迹角控制问题。针对航迹角动态方程中出现的纯反馈形式,采用微分滤波的方法克服"代数环"问题;采用最小学习参数方法减少神经网络参数在线更新个数,降低计算载荷;采用动态面方法克服反步法虚拟控制的"微分爆炸"问题。仿真结果表明,所设计的控制器能够实现航行器在俯冲过程中对目标航迹角的跟踪,跟踪误差小于2°。 展开更多
关键词 最小学习参数 动态面 自适应神经网络控制 变后掠翼
输入受限四旋翼飞行器的模糊自适应动态面轨迹跟踪控制
10
作者 沈智鹏 曹晓明 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期1401-1408,共8页
针对输入受限条件下四旋翼飞行器的轨迹跟踪控制问题,考虑系统存在模型动态不确定和未知外界干扰的情况,提出一种模糊自适应动态面轨迹跟踪控制方法。该方法设计干扰观测器估计位置模型中复合扰动项,利用模糊系统逼近姿态模型中不确定... 针对输入受限条件下四旋翼飞行器的轨迹跟踪控制问题,考虑系统存在模型动态不确定和未知外界干扰的情况,提出一种模糊自适应动态面轨迹跟踪控制方法。该方法设计干扰观测器估计位置模型中复合扰动项,利用模糊系统逼近姿态模型中不确定项和外界干扰,并引入双曲正切函数和辅助系统处理输入受限问题,结合反演法和动态面技术设计轨迹跟踪控制器,以降低控制算法的复杂性,最后选取李雅普诺夫函数证明闭环系统所有信号一致最终有界。应用大疆M100飞行器模型进行仿真验证,结果表明所设计的控制器能够有效处理模型动态不确定和未知外界干扰问题,避免飞行器工作过程中因输入饱和导致执行器失效现象,精确地完成轨迹跟踪控制任务。 展开更多
关键词 四旋翼飞行器 输入受限 模糊自适应 干扰观测器 动态面控制 轨迹跟踪控制
The Separate Meter in Separate Meter Out Control System Using Dual Servo Valves Based on Indirect Adaptive Robust Dynamic Surface Control
11
作者 CHEN Guangrong WANG Junzheng +2 位作者 WANG Shoukun ZHAO Jiangbo SHEN Wei 《系统科学与复杂性学报:英文版》 SCIE EI CSCD 2019年第2期557-576,共20页
Due to the demand for energy efficiency in electro-hydraulic systems, the separate meter in and separate meter out(SMISMO) control system attracts vast attention. In this paper, the SMISMO control system was configure... Due to the demand for energy efficiency in electro-hydraulic systems, the separate meter in and separate meter out(SMISMO) control system attracts vast attention. In this paper, the SMISMO control system was configured with two servo valves to control the meter in and meter out separately.By designing two of the proposed indirect adaptive robust dynamic surface controllers(IARDSC)for the working-side and off-side system and setting the coupled items as estimated parameters, the SMISMO control system was decoupled into two subsystems completely. Here, indirect adaptive robust control(IARC) was employed to address the internal parameter uncertainties and external disturbances.Dynamic surface control(DSC) was utilized in the backstepping design procedure of IARC to deal with the inherent ‘explosion of terms’ problem. As thus, the proposed IARDSC could simplify the design procedure, decrease the computational cost, and achieve an improved control performance in practical use. Finally, experimental results validated the effectiveness of proposed IARDSC and showed that the proposed SMISMO control system could provide a possibility to save more energy. 展开更多
关键词 Dynamic surface CONTROL indirect adaptive ROBUST CONTROL PARAMETER estimation SMISMO stability analysis
一类不确定非线性系统的自适应支持向量回归建模与动态面控制
12
作者 陈强 楼成林 +1 位作者 南余荣 陶亮 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期63-71,共9页
针对一类非线性严格反馈系统,提出一种基于自适应支持向量回归的动态面控制方法.首先,将支持向量回归的核函数在核宽度以及支持向量估计值处进行一阶泰勒展开,使其能够对核宽度和支持向量进行线性化表示;然后,利用支持向量回归对系统未... 针对一类非线性严格反馈系统,提出一种基于自适应支持向量回归的动态面控制方法.首先,将支持向量回归的核函数在核宽度以及支持向量估计值处进行一阶泰勒展开,使其能够对核宽度和支持向量进行线性化表示;然后,利用支持向量回归对系统未知动态建模,并基于建模结果设计虚拟控制器和控制器,同时,为提高建模精度,在控制器设计中增加系统状态及其跟踪误差的预测变量,并根据预测误差设计参数自适应律;最后,基于李雅普诺夫定理给出系统一致最终有界的分析.仿真结果表明,所提出的方法能有效减小建模误差并提高跟踪精度. 展开更多
关键词 支持向量回归 严格反馈系统 预测误差 动态面控制 参数自适应律
有限时间Back-Stepping动态面控制
13
作者 刘宜成 金周 蒲明 《北京邮电大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期70-76,共7页
针对一类具有外干扰和建模误差的n阶非线性系统提出一种有限时间Back-stepping动态面控制.在动态面控制方法的子系统控制器设计中设计一个快速有限时间收敛的非线性滤波器,以代替一阶线性滤波器.该方法可避免'计算膨胀',降低高... 针对一类具有外干扰和建模误差的n阶非线性系统提出一种有限时间Back-stepping动态面控制.在动态面控制方法的子系统控制器设计中设计一个快速有限时间收敛的非线性滤波器,以代替一阶线性滤波器.该方法可避免'计算膨胀',降低高阶系统的误差积累,同时可避免高阶系统有限时间控制难以解决的奇异性问题.针对动态面控制稳定性分析中未将估计误差考虑在内的不足,将其一并考虑,并证明了其稳定性,给出稳态控制误差.最后结合四旋翼飞行器位置控制系统仿真验证了其工程的实用性和优越性. 展开更多
关键词 有限时间 动态面 非线性滤波器 计算膨胀 估计误差
小车倒立摆的自适应动态面控制 预览
14
作者 黄辉先 丁灿 刘嘉婷 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1002-1008,共7页
针对一类含有参数扰动和外部扰动的不确定欠驱动系统提出了一种改进自适应动态面控制方法.首先通过坐标变换,小车倒立摆模型转换成部分反馈形式,由半严格形式模型设计动态面控制器.利用模糊逻辑处理系统不确定性的能力设计自适应控制器... 针对一类含有参数扰动和外部扰动的不确定欠驱动系统提出了一种改进自适应动态面控制方法.首先通过坐标变换,小车倒立摆模型转换成部分反馈形式,由半严格形式模型设计动态面控制器.利用模糊逻辑处理系统不确定性的能力设计自适应控制器,然后在传统动态面控制器设计中采用跟踪微分器来得到原稳定化函数的精确微分,解决传统反步法的"微分爆炸",显著提升闭环系统的性能.采用李雅普洛夫方法,设计适当的参数,系统跟踪误差能收敛到原点,仿真结果验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 小车倒立摆 动态面控制 模糊系统 跟踪为微分器 稳定性
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具有死区输入和输出受限系统的动态面控制 预览
15
作者 李红春 夏梅珍 《扬州大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2019年第1期39-43,49共6页
对存在死区输入和输出受限的动态非线性系统,给出一种基于动态面的控制策略.设计适当的待逼近未知连续函数,处理动态不确定性和非仿射函数的影响.引入对称障碍Lyapunov函数(barrier Lyapunov function,BLF),保证了BLF有界,实现输出受限... 对存在死区输入和输出受限的动态非线性系统,给出一种基于动态面的控制策略.设计适当的待逼近未知连续函数,处理动态不确定性和非仿射函数的影响.引入对称障碍Lyapunov函数(barrier Lyapunov function,BLF),保证了BLF有界,实现输出受限.利用Lyapunov稳定性定理,分析得到闭环系统半全局一致最终有界,且满足输出约束.仿真算例验证了该策略的有效性. 展开更多
关键词 输出约束 死区 动态面控制 未建模动态 障碍Lyapunov函数
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永磁同步电机的有限时间动态面位置跟踪控制 预览
16
作者 胡成江 于金鹏 +1 位作者 于海生 付程 《微特电机》 2019年第9期58-63,共6页
针对永磁同步电机的非线性特性,研究了一种永磁同步电机有限时间动态面位置跟踪控制的方法。动态面技术的引入解决了在传统电机反步控制中存在的“计算爆炸”问题,神经网络技术用于近似系统中的非线性项。采用有限时间技术加快了系统的... 针对永磁同步电机的非线性特性,研究了一种永磁同步电机有限时间动态面位置跟踪控制的方法。动态面技术的引入解决了在传统电机反步控制中存在的“计算爆炸”问题,神经网络技术用于近似系统中的非线性项。采用有限时间技术加快了系统的收敛速度,同时改善了系统的控制效果,并提高了系统的抗干扰能力。仿真结果表明该控制方法可以有效实现对永磁同步电动机的位置跟踪控制。 展开更多
关键词 永磁同步电机 有限时间跟踪 动态面控制 神经网络
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刚性机械臂系统的抗饱和神经网络动态面控制 预览
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作者 姚月琴 王影星 张磊 《机床与液压》 北大核心 2019年第3期27-31,共5页
针对机械臂系统轨迹跟踪控制中存在外界干扰及控制输入受限问题,提出一种抗饱和神经网络动态面控制方法。其中模型中不确定项和外界干扰由径向基函数神经网络补偿,控制输入受限部分由辅助的抗饱和函数解决,完整的系统控制律由动态面控... 针对机械臂系统轨迹跟踪控制中存在外界干扰及控制输入受限问题,提出一种抗饱和神经网络动态面控制方法。其中模型中不确定项和外界干扰由径向基函数神经网络补偿,控制输入受限部分由辅助的抗饱和函数解决,完整的系统控制律由动态面控制方法获得。该控制算法解决了反步法中可能存在的“微分爆炸”现象,避免了滑模控制中存在的“抖振”现象以及自适应控制的鲁棒性受限现象。最后,设计相应的Lyapunov函数证明整个闭环系统的半全局渐进稳定性,仿真结果证实了所设计控制算法的有效性。 展开更多
关键词 机械臂 抗饱和 神经网络 动态面控制
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采用RBF网络的喷雾机喷杆自适应动态面跟踪控制 预览
18
作者 芦泽阳 李树江 王向东 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2019年第7期801-809,共9页
为了实现喷雾机喷杆快速而准确地伺服跟踪农作物冠层高度,选用电液伺服系统作为其位置调节装置,系统建模以喷雾机喷杆为负载的电液伺服系统.首先,充分考虑系统的强非线性和参数不确定因素,建立完整的数学模型;然后,采用动态面方法设计... 为了实现喷雾机喷杆快速而准确地伺服跟踪农作物冠层高度,选用电液伺服系统作为其位置调节装置,系统建模以喷雾机喷杆为负载的电液伺服系统.首先,充分考虑系统的强非线性和参数不确定因素,建立完整的数学模型;然后,采用动态面方法设计控制器,通过RBF网络对不确定项和非线性函数进行逼近,在控制律中加入阻尼项补偿干扰对系统性能的影响;基于Lyapunov稳定性方法,证明闭环系统信号最终一致有界;最后,对某喷雾机喷杆系统进行仿真验证,结果表明设计控制器具有良好的仿形跟踪控制性能. 展开更多
关键词 喷雾机喷杆 电液伺服系统 动态面控制 仿形跟踪
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考虑伺服回路动态的飞行器攻角鲁棒控制技术 预览
19
作者 杨广慧 杜立夫 刘晓东 《上海航天》 CSCD 2018年第4期25-29,共5页
为增强飞行器姿控回路与伺服回路的协调匹配性,提升整个姿态控制系统的综合性能,在考虑飞行器伺服回路动态特性的基础上研究其姿态控制方法。以俯仰通道为例,基于多鲁棒面控制和动态面控制理论,提出一种考虑伺服回路动态特性的攻角鲁棒... 为增强飞行器姿控回路与伺服回路的协调匹配性,提升整个姿态控制系统的综合性能,在考虑飞行器伺服回路动态特性的基础上研究其姿态控制方法。以俯仰通道为例,基于多鲁棒面控制和动态面控制理论,提出一种考虑伺服回路动态特性的攻角鲁棒控制方法,有效解决了回路之间的协调控制问题。计算机仿真结果表明:相比于未考虑伺服回路动态特性的攻角控制方案,该控制方案的攻角跟踪效果更好,飞行器姿控外回路和伺服内回路协调匹配性得到提升,且该方案确保了攻角控制系统具备更优越的综合性能指标。研究成果可重点应用于具有高动态和轻质化需求的飞行器姿态控制领域。 展开更多
关键词 姿态控制 伺服回路 反演法 动态面控制 鲁棒控制 攻角控制 分块控制 滑模控制
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基于扩张状态观测器的换热器动态面控制 预览
20
作者 王素珍 刘庆龙 孙国法 《化工学报》 CSCD 北大核心 2018年第12期5139-5145,共7页
针对带有延时、大惯性换热器温度控制问题,设计基于扩张状态观测器(ESO)动态面控制器。换热器温度控制是非线性的、时变的和不确定的动态过程,采用扩张状态观测器不仅可以获取系统不可测状态还能实时估计系统动态;采用动态面控制律,实... 针对带有延时、大惯性换热器温度控制问题,设计基于扩张状态观测器(ESO)动态面控制器。换热器温度控制是非线性的、时变的和不确定的动态过程,采用扩张状态观测器不仅可以获取系统不可测状态还能实时估计系统动态;采用动态面控制律,实现对温度的精确快速跟踪。利用Lyapunov函数证明控制系统的稳定性。通过对经典PID控制方法、动态矩阵控制方法和基于扩张状态观测器的动态面控制方法进行比较,仿真结果表明基于扩张状态观测器的动态面控制方法具有更优越的控制效果和鲁棒性能,且在被控系统设定值和扰动发生变化时具有更好的动态响应性能。 展开更多
关键词 换热器 扩张状态观测器 动态面控制 过程控制 模型预测控制 动态仿真 鲁棒性
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