变时滞不确定广义Markovian跳系统的滑模控制

针对一类含有变时滞和非匹配不确定参数的随机广义Markovian跳系统,提出一种滑模控制的方案。首先构造不带跳变的切换函数,利用线性矩阵不等式给出该系统随机鲁棒渐近稳定的充分条件;然后,为使闭环系统的状态轨迹在有限时间内到达切换面,利用Lyapunov稳定性方法设计了滑模控制器及切换规则;最终使闭环系统产生稳定的滑动模态。数值算例验证了该方法的有效性和可行性。     

磁悬浮平台电磁悬浮系统的模糊滑模控制

为实现开环不稳定且高度非线性的磁悬浮平台悬浮气隙的精确控制,采用模糊滑模控制方案,根据电磁悬浮系统的动态非线性数学模型,设计使系统状态在有限时间内到达稳定点的滑模面,通过等效控制和切换控制律实现对参数摄动和外部扰动的完全鲁棒性.根据滑模切换状态,利用模糊推理方法柔化切换控制.基于模糊滑模控制器的控制系统能够有效地削弱滑模控制抖振,并较好地抑制外部扰动,且对参数变化具有完全鲁棒性,实现磁悬浮平台的高刚度稳定悬浮.结果表明,所设计的控制系统对参数变化及周期性扰动具有很强的鲁棒性.     

一类伊藤型广义随机系统的有限时间稳定性

目的研究一类具有伊藤（Ito^）型的广义随机系统分析与控制问题．方法广义系统有限时间稳定性概念,引入一个新的广义随机系统有限时间稳定性概念,它被定义为有限时间随机稳定性．利用伊藤微积分理论、随机控制理论、线性矩阵不等式等理论研究分析与控制问题．结果给出了伊藤型广义随机系统有限时间随机稳定的充分条件;并且在具有固定参数的严格线性矩阵不等式上,设计状态反馈控制器算法保证所得的闭环广义随机系统是有限时间随机稳定,同时给出相应的有限时间随机稳定的充分条件．结论所提出的方法能很好地解决随机干扰情况下,广义系统的有限时间稳定性问题,通过两个数值算例可以说明所提方法的有效性和可行性．     

一类非线性齐次切换系统的有限时间稳定性

研究了一类非线性齐次切换系统的有限时间稳定问题。假设每个子系统均存在齐次Lyapunov函数,对于切换律未知、切换律已知但是切换顺序未知、切换律和切换顺序均已知等3种情况,分别构造了子系统族的公共的齐次Lyapunov函数,并分别给出了其有限时间稳定的条件。     

一类切换LPV系统的鲁棒H_∞控制

研究一类切换线性参数变化系统的鲁棒H∞控制问题,假定各切换子系统的状态空间数据实时可测,且为在某一紧集上有界变化的参数.采用多参数依赖Lyapunov函数方法,设计相应切换线性参数变化系统的多参数依赖增益调度H∞控制器,与传统的共同Lyapunov函数方法相比,降低设计的保守性.考虑平均驻留时间切换逻辑,所设计的鲁棒H∞控制器确保闭环系统指数稳定,且具有一定的H∞扰动抑制水平.通过数值仿真验证文中方法的有效性.     

饱和切换系统鲁棒H∞静态输出反馈控制

研究一类具有饱和输入的多胞不确定性离散切换系统,在平均驻留时间切换方式下的鲁棒H∞静态输出反馈控制问题.基于参数依赖间断切换Lyapunov函数和几个基本引理,通过求解LMI最优问题,设计出在平均驻留时间切换信号下,使闭环系统达到局部指数稳定的鲁棒H∞静态输出反馈控制器.仿真结果表明了所提设计方法的有效性.     

随机Markov跳跃系统有限时间稳定性

研究了一类随机线性It(^overo)Markov跳跃系统的有限时间稳定性问题。首先,定义了系统的有限时间随机稳定和有限时间有界;其次,给出了系统有限时间随机稳定的充分必要条件,利用线性矩阵不等式技术设计了状态反馈能稳控制器;最后,通过数值例子和系统仿真验证了方法的有效性。     

离散时间切换系统在丢失测量下的异步H_∞滤波

针对离散时间切换系统研究输出测量具有丢失的情形下切换系统的异步H∞滤波问题.传感器的丢失测量满足伯努利分布,丢失的概率是已知的常数.利用切换Lyapunov泛函和平均驻留时间的方法,对给定的丢失测量在H∞意义下以线性矩阵不等式的形式给出滤波误差系统指数均方稳定的充分条件,并设计了一个指数均方稳定的H∞滤波器.最后通过一个仿真实例证明了所给方法的有效性.     

线性切换系统的状态观测器设计

目的提供线性切换系统的状态观测器设计思路和切换策略设计方案,提出保证误差系统渐近稳定的条件.方法利用单李雅普诺夫函数方法和多李雅普诺夫函数方法,同时,结合凸组合技术和线性矩阵不等式方法.结果设计出系统的状态观测器和相应的切换策略,进而得到了实现误差系统稳定的两个充分条件,并通过数值模拟、计算机仿真、数据处理、编程计算,进一步验证了笔者所设计方法的可行性和正确有效性.结论解决了单一观测器均不能保证误差系统稳定和有限多个备选观测器选择困难问题,从而为系统的设计提供了理论依据.     

一类含有非线性项的不确定系统的有限时间输出跟踪控制

讨论了一类含有非线性项的不确定系统的有限时间输出跟踪控制问题．首先,采用变结构控制理论,给含有非线性项的不确定系统设计了滑模控制率,使辅助系统状态在有限时间到达切换面并维持在切换面上运动;其次,给出了辅助系统有限时间稳定的充分条件,使系统输出有限时间跟踪参考模型输出信号．最后,通过数值算例演示了该方法的可行性及有效性．     

高阶非线性系统自适应模糊有限时间状态约束控制

针对一类具有状态约束的非严格反馈高阶非线性系统,研究一种自适应模糊有限时间跟踪控制问题.首先,利用模糊逻辑系统逼近不确定性非线性函数,在此基础上,采用障碍Lyapunov函数,解决状态约束问题,通过障碍加幂积分方法和反步递推技术,提出了一种有限时间控制设计方法.在有限时间Lyapunov稳定意义下,严格证明闭环系统半全局实际有限时间稳定且系统的状态不超出给定的约束边界,并实现了有限时间跟踪控制目标.最后,仿真研究进一步验证了所提出控制方法的有效性.     

Global finite-time stabilization design for a class of high-order uncertain nonlinear systems

The problem of finite-time stabilization for uncertain nonlinear systems is investigated.It is proved that a class of high-order nonlinear systems in the lower-triangular form is globally stabilized via non-Lipschitz continuous state feedback.By using the finite-time Lyapunov stability theorem and the method of non-smooth feedback design,a recursive design procedure is provided,which guarantees the finite-time stability of the closed-loop system.The simulation results show the effectiveness of the theoretical results.     

一种有攻击角约束的三维有限时间导引律

为解决目标加速度信息未知且存在攻击角约束的三维末端制导问题,提出一种基于非线性观测器的有限时间导引律,使得弹目视线角可在有限时间内收敛至期望攻击角.首先,提出一类非线性观测器,利用导引系统中易测量的位置和速度等信息来估计目标加速度,理论分析给出了观测器稳定的充分条件;然后,利用目标加速度估计值,基于有限时间稳定理论和滑模变结构控制理论设计一种有限时间导引控制律,使三维末端导引系统的弹目视线角可以在有限时间内收敛到期望攻击角.通过分析观测误差对导引系统有限时间特性的影响,表明该方法满足工程实践需求;最后,分别对加速度为匀变速和变加速的两类变速目标进行了数值仿真,并与传统比例导引法进行了对比,仿真结果验证了所提方法的可行性与有效性.研究表明,利用非线性观测器可以稳定地估计目标加速度信息,进而利用该观测器给出的目标加速度信息设计滑模变结构有限时间三维导引律,利用该方法可以有效地解决三维末端制导过程中存在目标加速度信息未知且存在攻击角约束的难题.     

广义扩展大系统的鲁棒分散有限时间关联镇定

研究一类广义扩展大系统的分散有限时间鲁棒关联镇定问题。建立了扩展广义大系统的数学模型,利用稳定性理论和线性矩阵不等式方法推导了扩展后大系统基于状态反馈和动态输出反馈的分散有限时间关联镇定的充分条件,在不改变原广义大系统分散控制律的基础上给出了满足条件的新加入子系统的鲁棒分散关联镇定控制器设计方法。采用一个广义互联系统数值算例对提出的设计方法进行了仿真研究,结果显示扩展系统可以被有限时间关联镇定,从而验证了该方法的可行性和有效性。     

时滞复杂动态网络的有限时间随机广义外部同步

基于有限时间控制技术以及开环控制技术,研究具有噪声干扰的时滞复杂动态网络的有限时间广义外部同步问题。设计新的有限时间控制器,利用随机微分方程的稳定性理论得到网络实现有限时间随机广义外部同步的充分条件。研究表明:设计的控制器对于噪声干扰具有较强的鲁棒性,且网络同步时间与控制强度密切相关。在其他条件不变的情况下,网络同步时间随着控制强度的增大而减小。数值模拟中分别选择R(¨overo)ssler-like系统和Hindmarsh-Rose系统作为驱动网络与响应网络的节点动力学,给出了网络同步误差和总同步误差的演化轨迹。数值模拟结果验证了理论结果的有效性与可行性。     

一类链式系统部分变元渐近稳定、有限时间稳定观测器设计

设计了链式系统部分变元渐进稳定、有限时间稳定观测器。给出了链式系统部分变元渐近稳定观测器和部分变元有限时间稳定观测器的定义,构造部分变元渐近稳定观测器和部分变元有限时间稳定观测器,利用齐次理论和Lyapunov稳定理论证明观测误差的渐近收敛性和有限时间收敛性。仿真结果验证了该方法的有效性。     

多输入-多输出线性系统有限时间观测器设计方法

基于有限时间稳定理论,给出了完全能观测的多输入-多输出线性系统的有限时间观测器的设计方法.所设计的观测器在有限时间后实现了对系统状态的精确重构.数值仿真实验验证了本方法的正确性.