随机非线性系统的控制器设计和闭环性能分析

针对几类重要的随机非线性系统, 提出了一些新的概念,发展了一些基本分析工具, 研究了几类控制器的设计问题. 主要成果包括:(1) 针对一类部分动态不可量测的非线性随机系统,引入了随机输入状态稳定(SISS)的概念, 借助于分析概率理论,发展了随机系统改变能量函数方法, 成功地处理了随机微分中的伊藤项,给出了随机非线性串联系统SISS的小增益类条件. (2) 对一类具有SISS随机逆动态的大规模随机非线性系统,给出了分散自适应输出反馈镇定控制器的构造性设计方法. 既解决了实用镇定问题也解决了渐近镇定问题. 在分散控制框架内,给出了处理随机非线性逆动 态的方法. (3) 对一类具有不稳定零动态的随机非线性系统,引入了随机输入状态可镇定的概念,给出了全局输出反馈镇定控制器构造性设计方法. (4) 对一类具有线性增长的不可量测状态的随机非线性系统,针对方差未知的噪声和一般随机输入,引入了广义随机输入状态稳定(GSISS)的概念,分别给出了随机干扰抑制和渐近镇定的输出反馈控制器的构造性设计方法.(5) 对一般的时滞随机非线性系统, 给出了解存在唯一的判定条件,引入了依概率全局(渐近)稳定的概念及相应的判定准则,丰富了随机时滞非线性系统的控制器设计理论. 对一类不确定随机时变时滞系统,构造性地设计出了自适应输出反馈镇定控制器.     

一类时滞不确定性系统的鲁棒H~∞控制器设计

研究一类不确定性时滞系统的鲁棒镇定问题。这类系统的状态和控制存在定常时滞 ,而且系统的状态和控制输入均含有不确定性 ,其不确定性满足范数有界条件。本文采用黎卡提方程方法 ,得到了这类不确定性时滞系统可状态反馈镇定的充分条件。通过解一个特定的黎卡提不等式 ,即可得到镇定已知系统的控制器。     

一类不确定切换模糊时滞系统的可靠控制

研究了一类不确定切换模糊时滞系统的可靠控制问题.当执行器"严重失效"而未失效部分不能镇定原系统时,采用多Lyapunov函数方法构造状态反馈可靠控制器,使得闭环系统对于所有允许的执行器失效,在所设计的状态反馈可靠控制器下是渐近稳定的,并以线性矩阵不等式形式给出了使闭环系统渐近稳定的条件.最后,通过仿真结果验证了结论的正确性.     

具有三阶中心流形的一类非线性系统的镇定(英文)

考虑了一类非线性系统的局部镇定问题.首先,利用正则型理论给出一类 3阶非线性系统稳定的充分条件;然后利用得到的结果以及中心流形理论,讨论一类具有特殊形式的 3阶中心流形的非线性系统的镇定问题,并给出中心流形的设计方法以及镇定系统的控制律.     

具有输入饱和的非线性广义时滞系统的H_∞控制

研究一类具有输入饱和的非线性广义时滞系统的H∞控制问题.使用线性矩阵不等式方法和Lyapunov稳定性理论给出该系统具有H∞范数约束γ的充分条件,并给出一种H∞控制器的设计方法.运用一个数值算例来说明本文方法的有效性.     

具有输入时滞的关联不确定大系统的分散鲁棒控制

研究了一类同时具有输入时滞以及不确定参数的关联大系统的稳定性问题。基于所谓的还原法,给出一种新的状态反馈控制器的设计方法,这种方法的不同之处在于利用了时延的大小以及反馈控制的历史信息。根据Lyapunov稳定性理论得到了系统在控制器作用下稳定的充分条件,所有条件都化成可解的标准线性矩阵不等式 (LMIs)形式。最后给出了一个数值例子,说明结果的可行性,并和一般无记忆的控制器相比较,说明建立的控制器有着更好的性能。     

基于双模式模型预测控制算法的多智能体编队控制

在对多智能体的编队控制上,当输入和系统状态受到约束时,模型预测控制算法比传统的输入输出反馈线性化控制算法具有显著的优势,但传统的模型预测控制算法需要在线优化控制,从而导致巨大的在线负担.为减小这种在线负担,提出一种双模式模型预测控制算法.该算法使用模型预测控制器对控制变量进行在线优化,使得未来某时刻的系统状态进入终端约束集内;此时将系统状态作为输入输出反馈线性化控制器的输入,将系统状态驱动到稳定值;在目标函数中加入避碰函数来有效避免邻近多智能体间的碰撞.仿真结果表明,当输入和状态受到约束时,双模式模型预测控制算法在对多智能体编队控制上比仅使用输入输出反馈线性化控制算法具有明显的优势.     

不确定关联时滞大系统的鲁棒H∞容错控制器的设计-LMI方法

针对关联项具有N×N个任意未知常时滞的不确定线性连续大系统 ,在执行器失效的情况下 ,提出了一种分散的鲁棒H∞ 容错控制器的设计方法 ,通过假设失效执行器的输出信号为能量有界的干扰输入信号 ,不确定关联时滞大系统的容错控制问题转化为分散的鲁棒H∞ 控制问题。控制器可以通过解线性矩阵不等式给出 ,因而具有数值易解性。最后用一个数值例子验证了该设计方法的有效性。     

一类不确定T-S模糊系统的H_∞控制器设计

基于线性矩阵不等式的方法,研究了一类带有不确定参数的T-S模糊系统的H∞控制器设计问题.给出了参数不确定的T-S模糊系统的系统建模以及系统的二次稳定性,并且对此类T-S模糊系统的H∞控制问题进行了探讨,给出了新的基于状态反馈H∞控制器的设计方法.     

基于PLC的船舶机舱实时监测报警系统

介绍基于可编程序控制器(PLC)的船舶机舱实时监测报警系统,着重介绍一种开关量和模拟量输入接口扩展的新方法。采用矩阵输入和选通等技术实现模拟量输入接口、开关量输入接口的扩展,用梯形图语言编写通讯和监控程序进行实时数据处理以实现监测报警系统的各项功能。     

非线性不确定系统的模糊自适应 输出反馈跟踪

本文研究了非仿射非线性系统的模糊自适应 输出反馈跟踪。在非仿射非线性模型存在不确定的情况下,使用模糊自适应控制器对系统进行控制,并基于Lyapunov稳定性定理得出自适应律。通过解一个代数Riccati方程实现了 跟踪性能。估计状态通过引入高增益观测器得到,实现了系统的输出反馈控制。最后,通过对一个数值例子的仿真验证了算法的有效性。     

Non-linear controllers in ship tracking control system

The cascade systems which stabilize the transverse deviation of the ship in relation to the set path is presented. The ship's path is determined as a broken line with specified coordinates of way points. Three controllers are used in the system. The main primary controller is the trajectory controller. The set value of heading for the course control system or angular velocity for the turning control system is generated. The course control system is used on the straight line of the set trajectory while the turning controller is used during a change of the set trajectory segment. The characteristics of the non-linear controllers are selected in such a way that the properties of the control system with the rate of turn controller are modelled by the first-order inertia, while the system with the course keeping controller is modelled by a second-order linear term. The presented control system is tested in computer simulation. Some results of simulation tests are presented and discussed.     

时滞线性系统完整性控制的容错性研究

研究了线性时滞系统的一类容错控制问题.基于Lyapunov方法,证明了当系统采用一种带时滞的状态反馈控制律时,该系统对于传感器和执行器故障具有完整性.所给的仿真例子验证了本文提出的方法的有效性.     

线性时变系统变初始条件变期望轨迹的迭代学习控制

对于非严格重复线性时变连续系统,初始迭代条件和参考轨迹在一定带宽范围内都是迭代变化的.提出一种非严格的迭代学习方法来控制跟踪整流.通过该方法所获得的控制器,能保证闭环系统的所有信号是全局有界的,能够使超出初始时间间隔的输出跟踪误差收敛到一个小的残差集内,该残差集大小取决于输入矩阵的估测误差.尤其是当输入矩阵已知的情况下,能够让超出的初始时间间隔输出跟踪误差趋近于零.     

一种基于PLC的主机遥控系统

提出了一种基于可编程控制器 (ProgrammableLogicalController)的主机遥控系统。文中详细论述了PLC控制主机遥控装置的系统结构 ,主要硬件电路结构和软件的设计。研究结果表明 :在主机遥控系统中采用PLC控制技术具有明显的优点 ,适合于老船设备的更新改造 ,有广泛的应用前景     

不确定广义系统的鲁棒容错控制

对一类具有范数有界参数不确定性广义系统,运用矩阵不等式方法,提出了一种鲁棒容错反馈设计方法.利用该方法设计的闭环系统,不仅针对执行器发生故障时具有完整性,而且对所有容许的参数不确定性具有鲁棒性.     

离散输出反馈控制系统的鲁棒容错控制

研究了参数不确定离散系统的鲁棒容错控制问题.针对传感器失效故障,提出了一种基于输出反馈控制的鲁棒容错控制器设计方法,讨论了执行器失效的情况,并用设计示例及仿真结果验证了该方法的有效性.