两电机变频系统神经网络广义逆内模控制

为了提高非线性强耦合的两电机变频调速系统的解耦控制性能和鲁棒性能,提出了基于神经网络广义逆系统的二自由度内模控制方法。先对原系统数学模型进行广义逆存在性分析,进而推导出原系统的广义逆数学模型,再用动态神经网络逼近广义逆模型,从而串接在原系统之前组成广义伪线性复合系统,实现系统的解耦线性化与开环稳定,有利于系统的综合。然后对广义伪线性系统引入二自由度内模控制,保证系统的鲁棒稳定性。最后基于S7-300的平台,做了相关的试验研究。结果表明,该方法不但能够很好地实现系统的解耦,而且当系统存在建模误差和负载扰动的情况时,仍能使系统保持高性能的控制。     

基于内模原理的直线永磁同步伺服电机H∞控制

在速度伺服系统中,为保证对干扰有良好的动态抑制作用且无静态扰动误差。同时使系统具有鲁棒稳定性,采用输出点混合灵敏度的方法,并将内模原理与Ｈ∞控制理论相结合设计Ｈ∞速度控制器。实际求解标准Ｈ∞问题时,在扰动通道内引入近似内模,内使问题简化且满足高性能的要求,为充分抑制负载力扰动,还设计了一个Ｈ∞负载扰动观测器,该观测器可以自动保证预测结构的鲁棒稳定性。     

化工不稳定时滞对象的改进内模控制

针对化工过程中典型不稳定时滞对象,基于传统内模控制提出了两自由度控制方案,新增两个控制器分别用于稳定控制对象和抑制扰动,在镇定不稳定过程的基础上,设定值跟踪控制器和扰动抑制控制器可独立调节而无需再取折衷,同时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该控制方案的有效性.     

四旋翼无人机轨迹稳定跟踪控制

针对四旋翼无人机轨迹稳定跟踪控制问题,为抑制外界扰动和参数不确定性的影响,设计一种双环鲁棒控制系统.首先,基于动态面内模法设计输出调节器进行位置控制,可解决系统的渐近跟踪及干扰抑制问题;其次,利用高阶滑模设计姿态控制器,可实现全局有限时间收敛,消除系统抖振和相对阶的限制;再次,为进一步提高控制精度,采用一种鲁棒精确微分器对姿态角指令信号进行精确求导;最后,对系统稳定性进行严格的数学证明,并与PID控制和传统滑模控制进行仿真对比,结果验证了所提出控制策略的优越性和鲁棒性.     

网络控制系统H∞鲁棒控制器设计

针对存在不确定时延的网络控制系统, 将未知扰动和建模误差转换为满足给定约束的矩阵, 建立具有参数不确定性的网络控制系统模型。基于Lyapunov稳定性理论证明控制系统渐近稳定, 结合线性矩阵不等式完成H∞鲁棒控制器设计。通过仿真实验, 比较在不同时延条件下系统的状态响应曲线, 结果证明所设计的H∞鲁棒控制器可以解决系统中存在不确定建模误差、干扰和时延等问题, 具有一定的鲁棒性。     

无人直升机的姿态增强学习控制设计与验证

针对小型无人直升机的姿态控制问题,考虑到现有基于模型的控制方法对直升机动力学模型的先验信息依赖较大,以及未建模动态系统的影响等问题,设计了一种基于增强学习(RL)的飞行控制算法.仅利用直升机的在线飞行数据,补偿了未建模不确定性的影响.同时为了抑制外界扰动,提高系统的鲁棒性,设计了一种基于误差符号函数积分的鲁棒(RISE)控制算法.将两种算法结合,并利用基于Lyapunov分析的方法,证明了无人机姿态控制误差的半全局渐近收敛.最后在无人直升机飞行控制实验平台上,进行了姿态控制的实时实验验证.实验结果表明,本文提出的控制方法具有良好的控制效果,对系统不确定性和外界风扰具有良好鲁棒性.     

不稳定时滞对象的最优鲁棒二自由度控制器解析设计

针对不稳定时滞对象提出一种二自由度控制器解析设计方法．通过内模控制规律进行控制器设计,改进内模控制的滤波器提高系统的鲁棒性及其性能．同时对系统的稳定性、鲁棒性及性能进行分析,提出了严格基于模型信息的鲁棒指标选择规则,保证系统获得良好的鲁棒/性能平衡．最后,将控制器的参数整定转化为一个约束优化问题,提出控制器解析整定方法,并通过仿真实例验证该方法的有效性．     

基于误差空间的鲁棒跟踪控制

为精确跟踪参考输入信号、抑制扰动信号，将输入信号和扰动信号满足的方程作为问题公式的一部分，在误差空间中设计鲁棒跟踪控制器；并加入前馈控制，改善系统的动态性能，提高系统抑制扰动的能力，使系统能以零稳态误差跟踪非衰减输入，零稳态误差抑制非衰减扰动，并在某些参数变化的情况下能准确跟踪输入信号．仿真结果表明系统具有很强的鲁棒性、优良的动态性能和稳态性能．     

基于模型完全动态延时逆的内模控制方法

针对常规内模控制中存在的缺点,提出了一种基于模型完全动态延时逆的内模控制方法,采用神经网络自适应滤波器对内部模型和完全动态延时逆进行在线学习和控制,取消低通滤波器的设计,以逆的延时时间的调整来提高系统的鲁棒稳定性,并把内模控制器的动态响应和扰动消除控制分开进行。理论分析和仿真实验表明,此方法对系统输入信号的跟踪响应具有很高的稳态精度和动态控制品质,对对象的扰动消除具有很好的效果,是一种新型、具有鲁棒稳定性的内模控制方法。     

大加减速轴向移动系统鲁棒边界控制

针对具有大加减速的轴向移动系统,为有效抑制结构振动和避免控制溢出问题,将鲁棒边界控制技术与Lyapunov直接法相结合,基于结构无限维模型设计鲁棒边界控制器对结构振动进行主动控制。使用符号函数处理未知扰动,提高了控制器系统鲁棒性,并对控制系统的稳定性和一致有界性进行了验证。仿真结果表明,所提出的鲁棒边界控制方法能有效抑制结构的振动。     

具有输入齿隙的一类非线性不确定系统自适应鲁棒控制

针对一类具有未知输入齿隙、参数不确定以及未建模动态和干扰的非线性系统,设计了自适应鲁棒控制器.将齿隙非线性模型等价表示为具有有界建模误差的全局线性化模型,在此基础上设计了包含自适应模型补偿、反馈稳定和鲁棒反馈3部分的自适应鲁棒控制器,并给出了系统动态跟踪误差和稳态误差指标.理论分析证明,闭环控制系统信号有界且跟踪误差在任意期望的精度范围内,仿真研究验证了所提出方法的有效性.     

基于任务空间的无标定视觉机械臂自适应跟踪控制

针对动力学参数不确定的无标定视觉机械臂系统,研究基于任务空间的自适应控制问题。对于控制器的设计,首先研究机械臂动力学参数不确定情况下基于任务空间的控制问题,然后设计自适应摄像机标定控制器,最后根据任务空间信息和图像空间信息的一致收敛关系统一两部分控制器,设计整个闭环系统控制信号和自适应控制律。实验结果表明了所提出的控制方法的有效性。     

输入状态稳定的鲁棒预测控制

以有界干扰非线性系统为研究对象,设计一种基于近似可达集的鲁棒预测控制方法。该方法以鲁棒控制不变集作为终端约束集,采用一种简单的三次多项式逼近预测控制的待优化控制律,通过在线优化求解三次多项式的各项系数,并从理论上证明了所设计的鲁棒预测控制律可以使系统输入状态稳定。最后通过仿真实例验证了所提出的鲁棒预测控制方法的可行性和有效性。     

模拟移动床过程的混杂系统建模方法

模拟移动床过程中连续变量与离散变量并存,属于典型的混杂系统.对此,从混杂系统的角度出发,在简化模拟移动床过程平衡扩散模型的基础上,探索一种新的模型表示方法.通过应用一些近似处理方法,导出了完整的一类混合整数动态模型,并通过对一种混杂非线性的Benchmark模型的仿真实验验证了所建立的混合逻辑动态模型的有效性.     

一类多指标约束下模糊非线性系统的满意容错控制

针对一般执行器故障模式的T-S模糊非线性系统,分别研究了同时具有稳定度指标、输入指标、输出指标约束下和同时具有闭环极点指标、方差指标、H∞指标约束下的满意容错控制器设计问题,给出了各相容指标的取值范围.仿真实例验证了所设计的满意容错控制策略的有效性,它不仅保证了执行器故障闭环系统的稳定性,而且保证系统具有良好的动态和稳态性能.     

推力矢量飞机纵向鲁棒动态逆控制

针对推力矢量飞机大迎角飞行纵向控制,提出一种鲁棒动态逆方法。对时标分离非线性动态逆的内外回路控制结构进行修改,通过坐标变换得到一个弱非线性系统;然后对该系统模型的已知部分和不确定部分同时进行小扰动线性化,转化得到线性不确定系统;在此基础上利用??综合方法设计鲁棒控制器。该方法能够为非线性动态逆控制提供鲁棒稳定性和鲁棒性能保证,并可回避时标分离问题。仿真结果验证了所提出方法的有效性。     

具有相似节点的耦合时滞复杂网络的稳定性与同步控制分析

讨论具有相似节点的耦合时滞复杂网络的稳定和同步问题,且网络模型的外部耦合满足耗散条件.对于不同维数节点的复杂网络,根据节点之间相似参量的信息,利用线性矩阵不等式方法设计出含有相似参量的分散控制器,给出耦合复杂网络实现稳定的时滞独立判定准则.定义了含有相似参量的同步流形的概念,并设计了相应的分散控制器,给出了能使整个复杂网络同步的时滞独立判定条件.数值算例表明了所提出设计方法的有效性.     

基于Terminal 滑模的高超声速飞行器姿态控制

针对高超声速飞行器六自由度再入模型,考虑模型参数不确定和外界干扰对再入姿态控制的影响,基于Terminal滑模对再入过程中姿态角的跟踪控制问题进行研究.为了减少外界高频噪声对系统性能的影响,首先,利用多时间尺度技术将姿态模型划分为双环结构;然后,分别针对各环路设计Terminal滑模控制器,并通过Lyapunov理论和奇异摄动理论对系统的稳定性进行证明.仿真结果表明,对于六自由度再入模型,该控制方法能够很好地跟踪再入制导指令.     

发电机和静止无功补偿器鲁棒非线性协调控制

采用Hamilton函数方法研究发电机励磁和静止无功补偿器(SVC)的鲁棒协调控制问题。首先建立系统的不确定非线性微分代数系统控制数学模型;然后通过预置状态反馈完成系统的耗散Hamilton实现,并基于耗散实现设计鲁棒非线性协调控制器。仿真结果表明,该控制器能有效提高电力系统的暂态稳定性。     

具有扇区有界非线性时变时延离散系统的非脆弱H_infinity控制

研究具有扇区有界非线性时变时延离散系统的非脆弱非线性记忆状态反馈H∞控制器的设计问题.提出一种具有更一般性的控制器增益不确定,并采用Lyapunov-Krasovskii泛函及线性矩阵不等式技术给出了控制器设计的一个时滞依赖的充分条件.最后通过一个例子验证了所提出方法的有效性.