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《控制理论与应用》2025年第9期虚拟专刊：控制理论研究

已有 875 次阅读 2025-12-9 10:06 |个人分类:刊期目录|系统分类:博客资讯

前言

在当今科技飞速发展的时代, 控制理论作为连接物理世界与信息世界的核心桥梁, 正不断突破传统边界, 向更复杂、更智能、更可靠的方向演进. 本卷精选的五篇研究, 正是这一趋势的生动写照, 它们从工业制造、高端装备、过程控制及智能系统等多个前沿领域, 展示了控制理论与方法的强大生命力与广阔应用前景.

论文

基于观测器的连续多线可重入制造系统模糊动态控制

【作者】

高王博, 刘晨光, 高庆, 王薇, 王振乾

【摘要】

本文研究了一类复杂工业生产场景下多线可重入制造系统均衡生产并跟踪市场需求的问题. 首先, 基于连续建模的方法构建一个非线性双曲型偏微分方程, 用于描述多线可重入制造系统的复杂动态行为; 其次, 考虑到复杂生产场景中难以直接获取系统的全部状态, 在存在模糊逼近误差的前提下, 设计模糊观测器对可重入制造系统进行状态观测, 并设计模糊动态控制器保证可重入制造系统的生产稳定跟踪市场需求, 所设计的动态控制器具有一定的鲁棒性; 此外, 本文提出一种算法近似求解观测器和控制器增益完成控制器的综合问题; 最后, 一个数值实例验证多线可重入制造系统状态观测与模糊动态控制方法的可行性和有效性.

【关键词】

可重入制造系统; 双曲型偏微分方程; 逼近误差; 模糊观测器; 模糊控制

【引用格式】

高王博, 刘晨光, 高庆, 等. 基于观测器的连续多线可重入制造系统模糊动态控制. 控制理论与应用, 2025, 42(9): 1700 – 1710

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA230632&flag=1

基于速度环双积分控制器的永磁同步电机转子初始位置估计

【作者】

卢洁莹, 闻成, 李锦辉, 苏为洲

【摘要】

永磁同步电机转子初始位置估计在实现电机矢量控制、保证电机运行精度方面起着重要作用. 针对带增量式编码器的永磁同步电机, 文章提出一种基于速度环双积分控制器的转子初始位置估计方法. 通过对电机速度环/电流环进行机理分析和辨识, 得到不同初始电角度估计误差下速度环对象的传递函数. 根据这类传递函数的不确定性特点, 提出速度环鲁棒控制器设计方案. 然后, 针对初始位置估计的特殊要求, 设计了特定的电机d轴梯形波电流指令信号. 根据矢量控制技术中的坐标变换, 将d轴指令电流信号转化为q轴电流环的外部输入信号, 并将初始位置估计问题转化为速度环的指令跟踪问题. 通过设计速度环双积分控制器, 实现对电机转子初始位置的精确估计, 同时达到低位移低冲击的要求. 实验结果表明该方法适用于从电机转子任意不同初始位置进行估计, 电角度估计误差小于1.5°, 电机在估计过程中所产生的电角度位移不超过2°, 即具有估计精度高以及估计过程电机产生的位移和冲击小等特点.

【关键词】

初始位置估计; 永磁同步电机; 双积分控制; 矢量控制

【引用格式】

卢洁莹, 闻成, 李锦辉, 等. 基于速度环双积分控制器的永磁同步电机转子初始位置估计. 控制理论与应用, 2025, 42(9): 1733 – 1745

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA230633&flag=1

连续搅拌反应釜的预定义时间滑模控制

【作者】

单文悦, 辛丽平, 张静, 牛先铎, 孙国法

【摘要】

连续搅拌反应釜(CSTR)是化工过程工业中常用的反应容器. 为进一步提升CSTR系统的动态性能和静态性能, 本文针对一类含有未知干扰的CSTR系统提出一种基于预定义时间的滑模控制算法. 为使CSTR系统在预设时间内稳定, 并解除系统初始状态对稳定时间的约束, 基于预定义时间控制理论建立了系统稳定时间和控制参数的显示关系; 为减小滑模控制器的抖振, 采用tanh函数代替传统符号函数sgn设计控制律; 采用MATLAB仿真实验验证所设计控制方案的有效性和可行性; 通过与现有有限时间控制方法进行仿真结果对比, 检验本文设计方法的优越性. 研究结果表明, 本文方法在保持良好静态性能的同时, 具有更强的抗干扰能力和更快的收敛速度

【关键词】

预定义时间控制; 滑模控制; 连续搅拌反应釜; 未知干扰; 温度控制; 浓度控制

【引用格式】

单文悦, 辛丽平, 张静, 等. 连续搅拌反应釜的预定义时间滑模控制. 控制理论与应用, 2025, 42(9): 1775 – 1782

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA230831&flag=1

高速列车的ACPI速度控制策略研究

【作者】

张昌琪, 曾喆昭, 曾鹏

【摘要】

针对高速列车运行时的速度跟踪控制问题, 提出了一种应用自耦PI(ACPI)控制的速度跟踪控制方法. 该方法将列车所受阻力和外部扰动等一切扰动定义为总扰动, 进而将高速列车非线性模型映射为一个等价的线性扰动系统模型, 据此建立了一个受控误差系统, 并根据ACPI控制理论设计了高速列车速度控制器. 通过理论证明了控制系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性. 仿真结果表明: 在直线路线上行驶时, 使用自抗扰控制器的速度跟踪最大跟踪误差是自ACPI控制器的1.5倍; 在有弯道、斜坡、隧道等特殊路线上行驶时, 使用滑模控制的速度跟踪控制器跟踪误差是ACPI控制器的105倍, 仿真实验验证了本文控制方法的有效性和优越性. 相比于基于滑模控制和自抗扰控制的速度跟踪控制器, 本文控制方法具有控制器结构简单、参数少等突出优点.

【关键词】

高速列车; ACPI; 总扰动; 鲁棒稳定性; 抗扰动鲁棒性

【引用格式】

张昌琪, 曾喆昭, 曾鹏. 高速列车的ACPI速度控制策略研究. 控制理论与应用, 2025, 42(9): 1783 – 1788

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA230278&flag=1

对抗网络环境下的高阶多智能体事件驱动控制

【作者】

郑维, 傅乐平, 王洪斌

【摘要】

本文为了解决通讯拓扑图为结构平衡无向拓扑图的条件下, 存在对抗网络的多智能体系统中的事件驱动控制问题, 通过状态反馈信息设计静态事件触发条件, 同时结合自适应控制方法, 提出一种基于静态事件触发机制的分布式控制策略. 该控制策略减少了控制器的更新频次, 缓解了系统的通信压力. 文中采用Lyapunov稳定性理论, 证明了在该控制策略下, 存在输入非线性扰动的多智能体系统状态在固定时间内能够工作在二部一致状态, 且系统内不存在Zeno行为, 同时也避免了由初始状态随机变化引发的系统收敛时间不确定的问题. 最后, 仿真结果表明该分布式控制策略具有良好的控制性能.

【关键词】

多智能体系统; 静态事件触发; 自适应; 固定时间; 二部一致性控制

【引用格式】

郑维, 傅乐平, 王洪斌. 对抗网络环境下的高阶多智能体事件驱动控制. 控制理论与应用, 2025, 42(9): 1875 – 1883

【全文链接】

https://jcta.ijournals.cn/cta_cn/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=CCTA220814&flag=1

期刊介绍

《控制理论与应用》(Control Theory & Applications)是经国家科学技术部批准, 教育部主管, 由华南理工大学和中国科学院数学与系统科学研究院联合主办的全国性一级学术刊物, 1984年创刊, 月刊, 国内外公开发行. 《控制理论与应用》是中国科学引文数据库首批统计源期刊之一，中文核心期刊，入选中国精品科技期刊顶尖学术论文F5000项目，中国科协自动化学科领域高质量科技期刊目录以及中国科协百篇优秀科技论文遴选计划，2021年入选广东省高质量科技期刊建设项目，2022-2024年连续获得基金委资助（科技活动专项）。

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