柴油发电机组调速控制系统的研究

为了提高柴油发电机组的供电质量,保证供电的可靠性与稳定性。在对柴油发电机组调速控制系统数学模型分析的基础上,提出了采用闭环PID控制方法对柴油发电机组调速系统进行调速控制,补偿负载扰动对柴油发电机组供电频率的干扰。通过仿真结果表明,柴油发电机组采用本文设计的调速控制方法 ,能够对供油量进行有效调节,进而实现对柴油发电机组转速的调节,有效地对负载扰动进行补偿,保证供电频率的稳定性。     

一类具有范数有界不确定性的非线性时滞系统的控制

本文研究了一类具有范数有界不确定性的非线性时滞系统的鲁棒稳定性及其控制问题,结合Lyapunov稳定性定理、线性矩阵不等式及自由权矩阵,给出了系统的状态反馈鲁棒二次稳定的充分条件以及控制器的设计,并建立了一个具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,得到不确定时滞系统的最优状态反馈控制律.仿真示例说明了该方法的可行性.     

非线性气动弹性系统的鲁棒稳定性分析

基于结构奇异值理论和特征多项式的值域方法,研究了带有结构和气动参数不确定性的非线性二元机翼的鲁棒稳定性问题.机翼模型包括非线性的扭转弹簧和能够反映失速效应的非线性气动模型.针对零摄动,使用肛方法分析线性化系统在平衡点的鲁棒稳定性.针对非零摄动,将平衡点位置看作关于不确定参数的函数并展开为泰勒级数,从而在μ方法的框架下考虑平衡点的不确定性.此外,计算不确定特征多项式的值域范围,并使用除零条件来判断其鲁棒稳定性.仿真数值结果给出了鲁棒颤振速度的上下界,表明了方法的有效性.     

一类非线性切换系统状态观测器的设计

考虑了一类标称系统存在共同Lyapunov函数的不确定非线性切换系统的鲁棒状态观测器的设计问题。系统具有满足Lipschitz条件的非线性项,不确定项不满足匹配条件,设计出了该系统在任意切换策略下的鲁棒渐近状态观测器。仿真结果表明所设计观测器的有效性。     

参数不确定非线性系统的鲁棒镇定与鲁棒跟踪设计

针对参数不确定非线性系统的鲁棒镇定和鲁棒跟踪问题，提出了一种基于Lyapunov稳定性理论的非线性动态鲁棒控制器设计方法，将设计过程分为两步，第一步是针对标系统设计使其实现控制目标的控制器，第二步是在第一步的基础上，进一步设计控制器抑制由于不确定性因素所产生的原系统与标称系统之间的偏差，其优点是在设计的第一步可以直接利用基于精确数学模型建立的非线性控制系统设计方法，数值仿真验证了设计方法的正确性。     

含有非线性扰动的时滞随机微分系统的鲁棒均方稳定性

研究一类含有非线性扰动的多时变时滞随机微分系统在有记忆状态的反馈控制器下的鲁棒均方稳定性问题.通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函,运用Ito公式,引入适当的自由权矩阵,利用积分不等式和分析技巧,基于线性不等式(LMI)方法和Schur补定理,获得含该系统的鲁棒均方渐近稳定和鲁棒均方指数稳定,并给出了相应反馈控制器设计.所得结果与时滞和随机干扰相关,丰富了已有的结果.     

关于一类不确定非线性系统的鲁棒控制

对于一类同时具有匹配不确定性和非匹配不确定性的非线性系统,结合反馈线性化理论、矩阵不等式、李亚普诺夫稳定性理论和变结构控制,提出了一种鲁棒控制器的设计方法,使得闭环系统是渐近稳定的.     

开卷系统速度和张力的鲁棒控制

开卷过程中的速度和张力系统具有时变、强耦合的特点,为了提高系统的控制性能,采用了多变量H∞鲁棒控制策略。建立了带结构化扰动的系统模型,用结构奇异值方法对控制系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能进行了分析。仿真结果表明,所设计的控制器能满足闭环系统稳定性和抗干扰性能要求。     

具有饱和执行器多重滞后系统的鲁棒控制

利用LMIs方法,对一类具有非线性饱和执行器的不确定线性多重滞后系统的鲁棒镇定问题进行了研究,提出了新的鲁棒可镇定判据和相应的鲁棒无记忆状态反馈控制器设计方法.简洁的例子说明了结果的有效性.     

中立型灰色随机分布时滞系统的指数鲁棒稳定性

为了得到一类中立型灰色随机分布时滞系统的指数鲁棒稳定性,本文利用Lyapunov-Krasovskii泛函法、灰矩阵的连续矩阵覆盖的分解技术和Ito公式,分别得到了以非线性矩阵不等式和线性矩阵不等式(LMI)表示的该系统指数鲁棒稳定的时滞依赖性判据。对非线性矩阵不等式判据,我们给出了一般性算法,解决了非线性矩阵不等式判据不便于实际应用的问题。数值例子表明,本文所给判据是有效的,且系统的指数稳定性和时滞,随着绝对灰度矩阵的谱范数的增大而减小。     

基于线性矩阵不等式的鲁棒跟踪控制器的设计

当系统部件(传感器、执行器)发生故障时,控制器的实际输出信号值将与准确值存在一定的偏离,这种控制信号的偏离可能破坏系统的稳定性。本文提出了最优增益裕量鲁棒跟踪控制问题,其目的是最大限度地抵御控制信号偏离对系统产生的影响。通过直升机飞行控制模型的实例仿真,验证了本文提出设计方法的可行性;并通过最优增益裕量鲁棒跟踪系统与正常鲁棒跟踪系统的比较,进一步说明了最优增益裕量鲁棒跟踪控制对提高系统的可靠性是必要的和有效的。     

重载车辆油气悬架不确定分析及H∞控制器设计

重载车辆由于路况和行驶工况的复杂性,使系统不确定性不能忽略,因此,在悬架控制器设计时对系统不确定的考虑应该引起特别的重视。利用线性分式变换理论对二自由度车辆油气主动悬架系统进行不确定建模分析,通过H∞控制和结构奇异值理论,设计了满足系统要求的鲁棒H∞控制器。结果表明,在给定的不确定范围内,鲁棒H∞控制器在满足系统名义性能的同时,油气主动悬架闭环系统获得了较好的鲁棒稳定性和鲁棒性能。     

一类不确定性机器人的鲁棒跟踪控制

本文提出一种新的用以控制具有参数不确定性机器人的轨迹跟踪鲁棒控制方案。控制器由基于标称模型设计的非线性补偿控制器和基于Lyapunov理论设计的鲁棒补偿控制器构成，鲁棒补偿控制器用十消除参数误差带来的不确定性影响，其结构简单，只需知道系统的一个参数不确定性上界，最后保证系统达到三种不同的稳定性。另外，在机器人参数不确定性上界未知时，我们还设计了一个简单的在线辨识器，以保证系统全局收敛。并通过仿真实验证明其可靠性和有效性。     

非线性系统的有限时间扩张状态观测器的设计

针对非线性系统的不确定项和外部干扰问题,提出了一种有限时间扩张状态观测器的设计方案,实现了非线性系统不确定项和外部干扰的有限时间估计。与传统的线性扩张状态观测器相比,有限时间扩张状态观测器基于终端滑模的思想而设计,其非线性项的引入保障了扩张状态的有限时间估计,进而辅助设计控制器,可以提高系统的鲁棒性能。利用Lyapunov有限时间稳定性理论得到该观测误差系统收敛的充分条件。最后,实例仿真进一步验证了该策略的有效性。     

端电压及功角双重稳定约束鲁棒自适应励磁控制

为实现励磁系统非线性控制的端电压和功角双重稳定约束,基于非线性坐标变换方法,构建励磁系统非线性等价系统模型,采用鲁棒自适应设计方法实现Lyapunov函数构建、参数自适应估计和等价系统耗散稳定控制。在输出功率增加和三相接地故障状态下,对新的励磁控制方法进行仿真测试和分析。仿真结果表明:相对于传统反演鲁棒励磁控制方法,状态变量波动次数减少50%,端电压和功角稳定时间由0.2 s缩短为0.1 s,端电压始终保持为额定电压,没有出现电压偏移问题,不确定参数能够在0.05 s内完成估测。研究成果对于提高励磁系统暂态稳定能力和端电压恒定控制精度具有一定意义。     

基于μ综合的整车主动悬架鲁棒控制研究

针对悬架系统参数不确定性及传感器量测噪声干扰等原因易导致主动悬架控制系统鲁棒性差,以及考虑到整车模型能更准确反映车辆振动响应,且μ综合能针对多个不确定量进行低保守性控制,开展了基于μ综合的整车主动悬架鲁棒控制研究。首先,考虑了弹簧刚度、减振器阻尼以及执行电机的时间常数等12个参量的不确定性,运用线性分式变换建立了含不确定性系统动力学模型,通过实车试验,验证了动力学模型的准确性;然后,基于μ综合控制方法,设计了参数摄动系统鲁棒控制器,控制系统结构奇异值上下界显示系统具有良好的鲁棒稳定性及鲁棒性能;最后,通过频域响应和时域响应分析,以及与H_∞控制效果对比分析,表明在多参数摄动的情况下,μ综合控制在保证鲁棒稳定性及鲁棒性能的前提下能更有效地提高车辆平顺性及安全性。     

一类中立型时滞系统新的鲁棒稳定性准则

本文考虑了一类具有时变时滞和非线性扰动的中立型系统的鲁棒稳定性问题.基于Lyapunov稳定性理论和自由权矩阵方法,得到保证系统鲁棒渐近稳定的新的充分条件.所得结果同时依赖于离散时滞和中立时滞,并用LMIs表示.由于对Lyapunov泛函导数采用了无保守的估计,因此所得结果具有较小的保守性,能够给出时变时滞较大的允许时...     

不确定变时滞模糊随机系统鲁棒稳定性

本文研究了不确定T-S模糊随机时滞系统的时滞相关鲁棒稳定性问题,这里的不确定性是范数有界的.通过构造新的Lyapunov泛函和矩阵不等式引理,利用具有时滞的非线性随机系统的Lypaunov稳定性理论和自由权矩阵方法,导出了使系统鲁棒均方指数稳定的时滞相关线性矩阵不等式(LMI)条件.该判据具有较低的保守性,适用时滞变化率大于1的情形.最后通过数值例子验证了所得结果的有效性.     

船用柴油发电机组非线性隔振系统动态特性分析

以计算多体动力学理论为指导,以船舶柴油发电机组的抗冲击研究为背景,建立了柴油发电机组的多体动力学以及线性隔振系统模型,并通过实验验证模型的正确性;在此基础上构建机组的非线性隔振系统,并对机组额定工况以及冲击条件下隔振系统的动态特性进行分析,结果表明非线性隔振系统较线性隔振系统有良好的隔振效果。文中的建模与求解方法较数学建模与求解简单易行,对隔振器选型与安装、非线性隔振器的参数化设计与优化、其它船用机械的抗冲击研究奠定了一定的工程应用基础。     

具有外部扰动分布时滞的不确定性Markov跳变系统的指数稳定性

本文讨论了更为广泛的具有分布型时滞,双线性马尔可夫过程跳变参数的不确定性系统。分析了该系统的鲁棒均方指数稳定性。设计了鲁棒反馈镇定控制器。基于LMI方法,得到了系统均方指数稳定的充分条件。在一定程度上推广了离散时滞下的相应系统的结果。