非自衡时滞对象的改进内模控制

针对化工生产中常见的具有积分和时滞特性的过程对象，采用一种改进的两自由度内模控制方案．其中一个新增的控制器用于设定值跟踪响应的期望极点配置，利用直接合成法设计设定值跟踪控制器；另一个新增的控制器用于稳定对象和抑制扰动，并采用期望闭环余灵敏度法确定控制器．设定值跟踪控制器和扰动抑制控制器可通过性能参数独立调节，并保证系统具有较好的鲁棒稳定性．最后，通过仿真实例验证了控制方案的有效性．     

提高车辆安全性的输出反馈自适应控制

研究含有时变参数的车辆动力学模型的输出跟踪控制问题.控制目标是使车辆的横摆角速度和质心侧偏角分别跟踪理想的设定值,通过反推方法设计输出反馈自适应控制器.控制器的输出为主动横摆力矩,通过控制主动横摆力矩来控制车辆的输出响应跟踪理想的输出信号,从而提高车辆的安全性.仿真结果表明,控制器能更好地适应车速和路况的变化,鲁棒性强.

     

多输入多输出非线性多时滞系统的直接自适应模糊跟踪控制

针对多输入多输出非线性多时滞系统,提出了一种直接自适应模糊跟踪控制方案．该方案有机综合了自适应控制和H∞ 控制,构建了一种自适应时滞模糊逻辑系统用来逼近有多重时滞的未知函数;设计了H∞ 补偿器来抵消模糊逼近误差和外部扰动．根据跟踪误差给出了参数调节规律,构造了包含时滞的李亚普诺夫函数,从而证明了误差闭环系统满足期望的H∞ 跟踪性能．仿真结果表明了该方案的可行性．

     

一类非线性系统的奇异点克服控制

针对一类非线性系统, 研究存在奇异点时的跟踪控制问题. 在采用反馈线性化方法将对象转换成标准型后, 构造线性补偿器并结合期望轨迹的高阶导数构成伪控制量. 通过引入梯度动力学方法求解控制律, 以克服在控制过程中遇到的奇异点问题. 通过稳定性分析验证了闭环系统的稳定性和跟踪误差的收敛性. 仿真结果表明, 此类控制器具有良好的控制性能, 并且能有效克服奇异点问题.

     

基于信息融合估计的离散系统最优跟踪控制

针对期望输出和未来干扰无预见的离散线性系统最优跟踪问题,提出一种基于信息融合最优估计的控制方法.若将当前给定值和可测干扰值分别看作系统未来输出和干扰的预见值,则跟踪控制问题可转化为具有无限预见步数的预见控制问题,并将无限预见信息融合成一步等效预见信息,进而获得近似最优融合控制律.对线性直流电机系统和宏观经济系统的仿真结果均验证了该控制器在提高系统跟踪精度和抑制干扰等方面的有效性.

     

航天器姿态跟踪有限时间饱和控制

针对卫星姿态跟踪系统, 在无扰动和有扰动的情况下, 利用双曲正切函数和辅助系统设计两个有限时间饱和控制器. 双曲正切函数可以严格地保证卫星姿态跟踪系统的控制输入是有界的. 通过李雅普诺夫理论可以证明, 系统在两个控制器的作用下既是渐近稳定的又是有限时间稳定的, 系统可以快速收敛到平衡点. 数值仿真进一步表明了所提出的有限时间控制器的有效性.

     

基于约束输入变速吸引律的离散重复控制器设计

针对离散时间线性系统的周期跟踪问题, 提出一种能够约束控制输入变化速度的变速吸引律, 结合干扰抑制措施构造了理想误差动态, 并由此导出离散重复控制器. 分析表明, 该变速吸引律能使跟踪误差在有限时间内单调收敛至零, 且误差收敛速度可控. 为刻画误差动态行为, 推导了有界扰动下的误差单调收敛域、绝对值收敛域和稳态误差带, 并给出了收敛步数. 针对伺服电机系统的仿真与实验结果验证了所提出控制方案的有效性.

     

带有持续扰动的时滞非线性大系统的最优跟踪控制

研究具有外界持续扰动的时滞非线性大系统的无静差最优跟踪控制问题 .将时滞非线性大系统分解为带有互联项的N个时滞非线性子系统,基于内模原理对子系统构造扰动补偿器,将带有外部持续扰动的子系统化为无扰动的增广系统 .通过灵敏度法求解不含时滞的两点边值问题,得到子系统的最优跟踪控制律,截取最优跟踪控制律的前N项作为次优控制律来近似系统的最优控制律. 仿真实例表明了该设计方法的有效性.

     

具有H∞ 跟踪性能的机器人自适应犘犐犇控制

针对非线性不确定机器人系统的轨迹跟踪控制问题,提出一种鲁棒自适应ＰＩＤ 控制算法．该控制器由主控制器和监督控制器组成．主控制器以常规ＰＩＤ 控制为基础,基于滑模控制思想设计ＰＩＤ 参数的自适应律,根据误差实时修正ＰＩＤ 参数．基于Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数设计的监督控制器补偿自适应ＰＩＤ 控制器与理想控制器之间的差异,使系统具有设定的犎∞ 的跟踪性能．最后,两关节机器人的仿真实验结果表明了算法的有效性．

     

具有输入及状态未建模动态系统的输出反馈自适应控制

针对一类具有输入及状态未建模动态的非线性系统, 设计K滤波器来估计系统不可量测状态, 基于动态面控制技术并利用径向基函数神经网络的逼近能力, 提出一种输出反馈自适应跟踪控制方案. 利用Nussbaum 函数性质, 有效地解决了高频增益符号未知问题. 在控制器设计中引入规范化信号来约束输入未建模动态, 从而有效地抑制其产生的扰动. 通过理论分析证明了闭环控制系统是半全局一致终结有界的.

     

线性自抗扰控制参数b0 辨识及参数整定规律

针对自抗扰控制中参数b0 整定困难的问题, 提出一种新的参数辨识方法, 对线性自抗扰控制器(LADRC) 中的参数b0 进行辨识, 并提出了LADRC参数整定的基本规律. 通过频域分析研究了控制器参数b₀ 和控制器带宽b₀ 的变化对闭环系统扰动抑制能力的影响. 通过分析闭环控制系统的稳定区域研究了控制器的鲁棒性. 仿真结果表明, 根据辨识得到的b0 可以快速整定LADRC的参数, 使LADRC具有较强的鲁棒性.

     

一种可保证瞬态特性的改进的鲁棒模型参考自适应控制

针对典型的鲁棒模型参考自适应控制中瞬态性能无法得到保障的问题, 提出一种改进的鲁棒模型参考自适应控制器. 该控制器在标准的鲁棒自适应控制中加入??_∞ 补偿器, 以抑制闭环自适应系统中参数估计误差和不确定扰动对系统输出跟踪性能造成的不利影响. 理论分析和仿真验证表明, 所提出的控制器不但保留了典型鲁棒模型参考自适应控制的理想特性, 并且通过设计适当的??∞ 补偿器使得闭环系统的瞬态性得到了较大的改善, 其改善的程度依赖于??∞ 补偿器性能指标的大小.

     

不确定关联网络系统分散H∞ 量化控制

研究同时具有状态和控制输入的两量化器的不确定关联网络系统分散H_∞ 状态反馈控制器和量化器参数的设计问题．由于状态在传送到控制器之前,以及控制器输入到系统时信号需要被量化,使系统的性能不能得到保证．为此,提出了一种依赖于状态调节量化器参数的策略,使得所得的闭环系统渐近稳定,并且能获得在没有量化器情况下相同的H_∞ 扰动抑制水平．控制器的设计和量化器的参数都是根据子系统信息以分散的方式构造的．

     

内模控制系统鲁棒跟踪控制器的参数化及优化

针对最常用的2自由度内模控制系统,利用基于传递函数互质分解的频域理论,推导了存在模型失配且参考输入和扰动为任意已知函数时,所有能实现稳态无差跟踪的前馈控制器和反馈滤波器的参数化表达式.所得结论同时适用于连续和离散时间系统,并可在参数化基础上实现频域的优化控制.

     

不确定离散时滞系统的时滞相关非脆弱H∞ 控制

讨论不确定离散时滞系统非脆弱控制器的设计问题．利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ-Ｋｒａｓｏｖｓｋｉｉ稳定性理论和有限和不等式方法,获得了不确定时滞系统在非脆弱控制器作用下不仅内部渐近稳定,而且具有给定的H_∞ 扰动抑制水平γ 的时滞相关有界实条件．采用迭代算法分别给出了控制器具有加法不确定性和乘法不确定性两种情况的非脆弱控制器参数的设计方法,借助于Ｍａｔｌａｂ的ＬＭＩ工具箱可以方便求解．数值仿真实例表明了该方法的有效性．

     

基于扰动观测器和有限时间控制的永磁同步电机调速系统

针对采用矢量控制的永磁同步电机调速系统提出一种复合控制方法:首先用扰动观测器观测出系统中由于模型参数变化,负载改变等产生的扰动,并用此观测值作为前馈量补偿到输入端;然后运用有限时间控制方法设计系统前向通道中的反馈控制器;最后给出了控制器参数与速度误差收敛性能之间的数学关系.仿真表明,基于扰动观测器的有限时间控制具有更好的抗扰动性能和更优越的收敛性能.

     

刚体航天器姿态跟踪的高阶滑模控制器设计

针对存在参数不确定性和外加干扰的刚体航天器的姿态跟踪控制问题,提出一种基于高阶滑模的姿态跟踪控制方法．首先介绍高阶滑模控制的基本原理,并建立基于修正罗德里格参数描述的航天器数学模型;然后采用李雅普诺夫第２法推导出高阶滑模姿态控制律．理论分析和仿真结果均表明,该方法能够有效消除系统抖振,实现航天器姿态跟踪的精确定位,并且系统具有全局稳定性和鲁棒性．

     

基于滑模观测器的永磁同步电机变结构鲁棒控制

提出一种由一个变结构控制器和一个滑模观测器组成的控制系统,用于永磁同步电机的无传感器鲁棒控制.首先利用Lyapunov稳定性原理分析得到观测器的收敛条件及自适应率,并证明了其稳定性;然后以转速误差为参量建立滑模面,构造出变结构速度控制器,推导出自适应速度控制律,并得到速度控制的参考电流和参考电压.该方案的控制性能不依赖于电机参数和干扰变化,具有较强的鲁棒性.仿真结果验证了该方案的有效性与正确性.

     

具有平衡点漂移的非线性系统参数H∞ 控制

针对具有参数不确定性的非线性系统, 研究其参数H_∞ 控制问题. 首先, 当外界扰动输入为零时, 利用非线 性代数方程给出非线性系统平衡点存在区域; 然后, 当外界扰动输入不为零时, 设计状态控制器, 通过Lyapunov 函数 法, 推导出使闭环系统参数稳定且满足H_∞ 性能指标的充分条件. 仿真结果表明, 所设计的H_∞ 控制器能有效地稳定 非线性系统, 并且具有一定的H_∞ 性能指标.

     

基于两时间尺度模型的直升机非线性控制器设计

提出一种基于两时间尺度模型的直升机非线性控制方法. 该方法利用直升机不同状态达到稳定的时间不同的特点, 将直升机模型分为快速和慢速两种模型. 反步控制方法和逆动力学控制方法分别被用于进行快慢两种模型控制器的设计, 并在控制过程中采用了不同的控制周期. 仿真结果表明, 利用上述方法设计的控制器, 对于阶跃变化和正弦变化的速度轨迹具有良好的跟踪效果.