一类单输入单输出非线性系统全局有限时间输出反馈控制

运用高增益方法、几何齐次理论、李雅普诺夫理论和有限时间稳定理论,研究了一类单输入单输出非线性系统的全局有限时间输出反馈控制问题,设计了由线性部分和非线性部分构成的输出反馈控制器。其中,线性部分的作用是确保闭环系统的零解是全局渐近稳定的,而非线性部分的作用是确保闭环系统的零解是局部有限时间稳定的。最后,仿真实例验证了所设计的控制器的有效性。     

一类非线性系统连续非光滑自适应观测器设计

在已有文献的基础上增加非线性齐次误差项,给出一类具有单边或拟单边Lipschitz条件的非线性系统连续非光滑自适应观测器的设计方法,并进行仿真.所设计的观测器有线性部分和非线性齐次部分,其中,线性部分可以确保观测误差全局Lyapunov稳定,而非线性齐次部分可以加快状态误差和参数误差收敛速度,提高抗干扰性.仿真结果表明,所设计的观测器是有效的.     

用圆判据方法设计非线性观测器

研究一类非线性系统的观测器设计方法，其中观测器误差系统中非线性部分满足一般扇区条件．该系统的观测器误差系统可表示为线性部分与时变非线性部分反馈连接的形式．利用满足一般扇区条件非线性系统稳定性的圆判据设计方法，得到观测器误差系统渐近稳定的严格正实条件，实现非线性巨观测器的设计．     

一类基于观测器切换的输出反馈镇定

考虑一类线性时不变系统,假设系统存在有限个备选的观测器,每个观测器的增益是已知的.在任一观测器均不能保证误差系统渐近稳定的情况下,通过这有限个观测器间按照一定的切换策略进行切换,使误差系统达到渐近稳定.基于所设计的观测器可以设计控制器,使整个闭环系统渐近稳定.最后的仿真实例说明了设计方法的正确性.     

基于观测器的广义系统有限时间控制器设计

基于广义观测器,探讨了线性广义系统的有限时间控制问题.利用广义系统状态观测器理论,给出了系统无脉冲模和有限时间状态稳定的充分条件及基于广义观测器的状态反馈控制器的设计方法,所设计的控制器使闭环系统无脉冲模且保持有限时间状态稳定.通过解一组广义Riccati不等式得到观测器增益矩阵和状态反馈矩阵.     

一类非线性系统的间歇观测器设计

传统的观测器设计方法大多是基于系统输出为全局测量或部分离散点测量的情形,文中针对一类非线性系统研究了基于间歇分段连续测量输出的观测器设计方法。为了分析相应误差系统的稳定性和降低结果的保守性,引入了与观测时间序列相关的切换Lyapunov函数,并结合线性矩阵不等式技术和凸组合技术,得到了保证误差系统指数稳定的充分条件和间歇观测器的设计方法,观测器的增益矩阵可通过求解一组线性矩阵不等式得到。最后通过一个数值仿真例子验证了所提出方法的可行性和实用性。     

一类Lipschitz奇异摄动系统的观测器设计

考虑了一类Lipschitz奇异摄动系统的观测器设计问题,系统中的非线性函数满足Lipschitz条件.基于Lyapunov稳定性理论,给出了带有奇异摄动参数的Luenberger状态观测器的设计方法,证明了系统状态与观测器状态的误差指数稳定,并用线性矩阵不等式表示了观测器存在的条件.仿真例子说明了设计方法的有效性.     

制冷系统自抗扰解耦控制

针对制冷系统具有非线性、强耦合、大时滞且难以建立精确数学模型等特点,设计了一种改进的自抗扰解耦控制器。首先,通过引入线性修正项设计了非齐次有限时间收敛的扩张状态观测器,保证了观测器误差在有限时间内能够快速收敛到0,进而通过构造Lyapunov函数证明了其有限时间收敛的特性;采用静态解耦方法将制冷系统解耦为两个单输入、单输出系统,实现了制冷系统过热度和蒸发温度的独立控制;最后,利用改进的扩张状态观测器估计动态耦合和其他扰动并补偿到非线性误差反馈控制中,实现了制冷系统的动态解耦并改善了控制效果。仿真结果表明,该控制器不仅能较好实现解耦并具有良好的动态特性,而且具有更好的抗扰性和较强的鲁棒性,同时约有2%的节能效果。     

基于观测器的一类离散非线性系统的控制

研究一类离散非线性系统的观测器设计问题,基于Schur补引理和Lyapunov稳定性定理,提出一类离散非线性系统的观测器设计方法.证明了在适当条件下,提出的观测器保证观测误差渐近趋于零.进一步,提出了基于观测器一类离散非线性系统的反馈控制器设计方法.并给出在反馈控制的作用下相应闭环系统达到稳定的充分条件.     

基于观测器的时滞离散时间马尔可夫跳变系统有限时间H∞控制

研究一类带有时滞和乘性噪声的离散时间马尔可夫跳变系统基于观测器的有限时间H∞控制问题.给出系统有限时间H∞有界的定义;设计基于观测器的有限时间H∞控制器,使得所得闭环误差系统是有限时间有界的,并且满足规定的干扰衰减水平;以线性矩阵不等式的形式给出闭环误差系统有限时间H∞有界的充分条件;通过数值算例证明所提方法的有效性.     

基于zonotope的离散时间Markov跳变系统的状态区间估计

为了有效地处理鲁棒估计产生的误差,为系统提供可靠的估计信息,针对一类具有未知输入的线性离散时间马尔科夫跳变系统(Markov jump systems, MJS),提出了一种新的状态区间估计方法。设计一个降维未知输入观测器,实现系统状态的观测,并以线性矩阵不等式的形式给出了观测器存在的充分条件,确保误差系统随机稳定,且具有较好的H∞干扰抑制性能。基于设计的降维未知输入观测器,提出了一种利用中心对称多胞体(zonotope)的方法来近似状态边界,从而获得系统状态的区间估计,使所获得的系统的状态值更加准确。通过一个数值仿真验证了所提方法的有效性。     

基于故障诊断观测器的非线性时滞时变奇异系统的容错控制

为了解决控制理论中的系统安全性与可靠性问题,考虑到时滞时变普遍存在于此类系统中,沿着故障诊断和容错控制解决问题的思路,针对基于故障诊断观测器的非线性时滞时变奇异系统的容错控制问题进行研究,构造了一种新型的故障诊断观测器,结合Lyapunov稳定性理论研究了故障诊断观测器的状态估计误差,构建了状态反馈的容错控制器,利用Schur补引理以及一些基本的控制理论得到了故障诊断观测器和容错控制器存在的线性矩阵不等式(LMI)的充分条件,确定了闭环系统的稳定并且符合所给定的性能指标。通过Matlab仿真实例验证了所提方法的简便性以及实用性。此方法很好地克服了系统中存在的非线性、扰动以及时滞时变问题。     

一类广义非线性系统状态观测器的设计

本文研究了一类非线性广义系统的状态观测器问题，在理想系统（不存在干扰、不确定项和非线性项的广义线性定常系数）完全可观测的条件下，根据不同的情况，分别利用广义系统解的基本理论和正常系统Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性定理，对所研究的广义非线性系统分别设计了全阶的奇异Ｌｕｅｎｂｅｒｇｅｒ型非线性状态观测器和降价的正常线性或非线性变结构状态观测器，从所得结论可知，在系统结构确定的情况下，只要非线性满足Ｌｉｐｓｈｉ     

改进的神经网络观测器在非线性系统中的应用

为降低非线性观测器对模型精度的依赖性, 提出一种非传统的神经网络观测器设计方法。该神经网络为三层前馈网络, 采用带修正项的误差反传算法进行训练, 以保证控制的精度和权值有界, 利用神经网络识别系统的非线性部分, 并结合传统的龙伯格观测器重构系统状态; 利用Lyapunov 直接法保证基于权值误差的非观测器的稳定性, 并将该观测器应用于机器人轨迹跟踪控制中。仿真结果表明, 该方法解决了模型不确定系统状态观测问题, 适用于模型精度较低的非线性系统。     

基于神经网络的人工肌非线性控制

运用非线性控制的逆系统方法,提出了一种基于神经网络的人工肌非线性控制方案,由原系统导出n-m阶逆系统模型,并与原系统一起构成具有反馈结构的伪线性系统,从而可方便地运用线性控制理论完成对控制系统的设计,用BP神经网络逼近逆系统模型,并借助于递推预报误差算法来训练神经网络,该算法与传统的BP算法相比具有更好的收敛特性,设计了一个具有单关节的人工肌试验系统,给出了人工肌关节跟踪正弦波和矩形波参考信号的试验结果,与传统的线性控制方案比较,基于神经网络的人工肌非线性控制方案能够得到更快的控制速度和更高的控制精度。     

不满足匹配条件的非线性系统的变结构控制

用T-S模糊模型逼近非线性系统．将其描述成多个局部线性系统的组合．对每一局部线性系统不满足匹配条件的不确定项．根据李亚普诺夫稳定性理论设计变结构控制器，证明了闭环系统是全局渐近稳定的，跟踪误差收敛到零，仿真结果也表明该方法的有效性。