非匹配不确定非线性系统的反演变结构控制

讨论一类非匹配不确定的非线性系统的输出跟踪问题。结合反演(Backstepping)设计方法和变结构控制，提出了反演变结构控制策略。对存在非匹配不确定性和未知干扰的系统，设计的反演变结构控制器实现鲁棒输出跟踪，闭环系统在有限时间进入滑动模态。仿真算例证实理论结果。     

一类控制方向未知的非线性系统的输出调节

非线性系统高频增益的符号表示控制方向,在实际问题中难以精确测量.为了研究控制方向未知的一类具有非线性外部系统的不确定非线性系统全局鲁棒输出调节问题,通过设计一个内模系统将鲁棒输出调节问题转化为鲁棒稳定性问题,结合Nussbaum动态增益技术、自适应控制方法、鲁棒稳定性提出了一种动态输出反馈控制器.仿真结果验证了所提出控制器的有效性.     

一类不确定非线性系统基于Backstepping的自适应跟踪控制

研究了一类非匹配不确定性非线性系统自适应跟踪问题,在假设系统模型不确定参数未知时,结合Backstepping的递推方法和鲁棒控制技术,经过多步递推设计了输出反馈控制器和参数自适应控制律.通过控制参数调节,对存在非匹配不确定性和未知干扰的非线性系统实现了输出跟踪.基于Lyapunov稳定性理论所设计的控制器不仅使系统的输出跟踪给定的期望输出,而且使得系统对于所允许的不确定系统状态全局一致有界.与经典反演设计相比,本方案允许非参数化不确定性,增强了控制系统的鲁棒性.最后的仿真算例验证所设计控制方法的有效性.     

一类非线性系统的鲁棒控制器设计

该文研究了一类不确定非线性系统的鲁棒镇定控制器设计问题，该非线性系统的时变参数不确定性满足范数有界条件，非线性不确定项位于有限霍尔维茨角域。首先分析了系统鲁棒稳定的条件，接着基于线性矩阵不等式的方法得到了系统鲁棒镇定控制器设计的充分条件，通过求解一个线性矩阵不等式便得到了鲁棒镇定控制器。最后通过数值仿真例子进行了验证，仿真结果表明了该文所得结果较之已有的结果保守性明显降低。     

含未建模动态的非线性参数系统的鲁棒自适应控制

许多实际系统如生化过程、带有摩擦的机器等都是具有不确定性的非线性参数系统。如何有效地控制这类系统是-富有挑战性问题。针对一类重要的非线性参数系统提出了一种鲁棒自适应控制器，可用于存在参数和非线性不确定性、未知扰动和未建模动态的情况。该鲁棒自适应控制器的设计是基于控制李亚普诺夫函数法，通过引入一动态信号和自适应非线性阻尼来抑止未建模动态、非线性不确定性和未知有界扰动的影响，同时采用反推设计方法来克服控制器设计的复杂性。所提方法不必对系统的未知参数进行估计，且无论系统的阶次多高、未知参数多少，只需要一个自适应参数。理论证明，所提出的鲁棒自适应控制器可保证整个具有不确定性的非线性参数系统的稳定性，且通过适当选择设计参数，可使状态以任意精度趋于平衡点。仿真结果例证了所提方法的有效性。     

一类混沌系统的非线性鲁棒控制器的设计与分析

应用反馈精确线性化方法给出了受控一类混沌系统的标准型，然后利用标准形将线性部分和非线性部分的分离特点进行了鲁棒控制器的设计，由此设计出原混沌系统的非线性鲁棒控制器，并证明其具有指数稳定性，仿真结果表明用反馈线性化方法设计的非线性鲁棒控制器的有效性．     

非线性不确定性时滞系统的鲁棒H∞控制器设计

就一类具有范数有界的非线性不确定性的线性时滞系统,研究了其鲁棒Ｈ∞控制。利用文中所考虑的非线性不确定性可用线性不确定性来等价表示,我们提出了一种鲁棒Ｈ∞控制器的设计方法,该控制器不仅能鲁棒镇定原不确定系统,同时能保证闭环系统一定的Ｈ∞性能。     

弹性高超声速飞行器多胞鲁棒变增益控制

现有的高超声速飞行器控制系统设计方法在处理大包线飞行参数变动时计算复杂度较高,且较少考虑结构弹性的影响。针对上述问题,提出了一种基于张量乘积(TP)模型转换和可测状态反馈的多胞鲁棒变增益控制方法。其首先使用TP模型转换方法获取系统的多胞模型,然后基于线性矩阵不等式求解系统的多胞鲁棒变增益控制器。在求取控制器时,为简化控制器结构及降低控制器阶数,将弹性模态视为外部干扰,仅通过实际可测的刚体状态参数作为反馈量来设计控制器。仿真结果表明,所设计的多胞鲁棒变增益控制器可实现参考指令的有效跟踪,并保证整个包线范围内弹性模态稳定。     

具有结构不确定性系统的鲁棒H∞控制器设计

研究了具有结构不确定性系统的鲁棒H∞状态反馈控制,给出了该类系统一种鲁棒H∞控制器的设计方法,把任意能量有界的干扰信号,结构不确定性系统的控制问题转化成了鲁棒H∞控制问题,控制器可以通过解修正的代数黎卡提方程得到。设计例子证明了所给方法的有效性。     

二级倒立摆系统的变结构控制实现

建立了一套实验系统，实现了对二级倒立摆这个复杂的非线性对象的控制，针对系统本身存在许多不能准确建模的因素，设计了变结构控制器，实验结果表明，控制器设计是成功的，而且对外部干扰和未建模因素是鲁棒的。     

一类不确定非线性系统的鲁棒自适应跟踪控制

针对一类带有符号未知不确定虚拟控制增益函数的不确定非线性受扰动系统，提出一种鲁棒自适应控制算法．该算法将Nussbaum增益技术融入backstepping设计方法之中，不仅能够保证闭环系统的信号是全局一致最终有界的，使得跟踪误差收敛到零的一个较小邻域；而且，闭环系统的控制性能可以通过适当的选择设计参数而得到保证．另外，该算法还能克服在现存文献中普遍存在的控制器奇异值问题．计算机仿真结果验证了控制器的有效性和良好性能．文章突出的贡献是拓宽了backstepping设计方法的应用范围，同时提供了一种系统化高、实用性强的设计方法．     

Adaptive fuzzy tracking control for a class of switched MIMO nonlinear systems

An adaptive fuzzy tracking control scheme is presented for a class of switched multi-input-multi-output (MIMO) nonlinear systems with disturbances under arbitrary switching.Adaptive fuzzy systems are e...     

具有参数不确定被动力伺服系统的反步控制

针对被动式力伺服系统的参数变化和多余力矩问题,在建立系统非线性模型的基础上,设计一种自适应反步控制器.并利用Lyapunov稳定性定理证明了设计控制器的稳定性.该控制器考虑了系统主要参数变化和承载系统的扰动,将系统方程重组成多个虚拟子系统,利用反步控制思想对每个虚拟系统设计虚拟控制量,通过反步递推得到含有参数变化与承载系统扰动的非线性控制器.仿真结果表明:与传统控制器相比,该自适应反步控制器能更好地抑制多余力矩,证明了所设计控制器的有效性.     

电液比例系统鲁棒自适应动态表面控制

对基于语义网络的产品建模及配置方案的搜索方法进行集成研究,以提高产品配置设计的效率.在相关本体的基础上,建立了基于语义网络的产品模型结构,并据此解析用户所输入的查询语句.基于语义网络的产品模型提供一种定量与定性相结合的一致化的设计实例与需求的表达方式.进一步通过产品的语义网络模型可以获取设计需求的隐含条件,使得需求在设计方案的搜索匹配过程中被更充分地考虑.配置设计方案的搜索则首先利用基于语义网络的推理技术与本体语言RDFS构造待求配置设计问题的语义网络片断,然后通过语义搜索与匹配度计算排序从设计实例库中获取符合当前需求配置设计方案.同时,通过注塑机螺杆为实例的应用证明了基于语义网络的产品模型在支持配置选型设计方案搜索方面的有效性与实用性.相对于传统的产品模型而言,基于语义网络的产品模型更关注属性之间的内部联系,经实例验证基于语义网络的产品模型使得配置设计过程更符合用户的实际需求.     

液压挖掘机铲斗轨迹跟踪的鲁棒控制

首先给出了挖掘机工作装置的两自由度动力学方程模型;然后基于滑模控制原理设计了状态观测器,并在此基础上根据反演法设计了挖掘机工作装置的带滑模观测器的变结构控制器;最后在改造后的挖掘机上进行了试验,并给出了所设计的控制器和常规PID控制器跟踪设定直线的效果。试验结果表明,使用常规PID控制器所得到的跟踪误差大于40 mm;而使用作者设计的控制器其跟踪误差可以控制在30 mm之内。对比结果表明,所设计的控制器对设定直线的跟踪具有良好的动态特性,对系统的不确定性具有较强的鲁棒性。     

输入受限的航天器姿态调节小波滑模反步控制

对刚体卫星在轨机动时存在未知惯量特性、外部干扰及控制输入受限的控制问题,提出了一种将滑模反步姿态控制与小波相结合的鲁棒控制方法,这种方法在继承传统滑模反步控制的优点的同时,利用小波函数的逼近能力来补偿执行机构饱和非线性;对设计者而言,饱和非线性的结构特性无需了解,并基于Lya-punov方法从理论上证明了滑动模态的存在性及系统的全局稳定性.最后,将该方法应用于航天器的姿态调节控制,仿真结果表明此控制器能有效地处理航天器姿态调节过程中控制输入饱和受限的约束,在完成姿态调节控制的同时,具有良好的过渡过程品质.     

控制受限航天器时变滑模姿态控制

在推力器执行机构输出力矩受限的条件下,针对带有输入饱和特性的挠性航天器的姿态机动问题,提出了一种将线性滑模面和时变滑模面相结合的变结构控制器设计方法,给出其切换机制以实现挠性航天器快速姿态机动给出了变结构输出反馈控制器设计的方法;最后,将本文提出的方法应用于三轴稳定挠性航天器的姿态机动控制,仿真结果表明:在推力器的控制受限条件下,完成姿态机动的同时,有效地抑制挠性附件的振动.