不可测输入的一种观测方法

本文讨论了用状态观测器观测不可测输入变量的问题,运用多项式近似作为不可测输入的动态数学模型,给出这种不可测输入观测器的存在条件和一种简易判别方法,讨论了多项式项数对观测结果的影响。文章还给出了催化剂循环量实时观测的应用实例。     

单信标测距AUV水下定位系统观测性分析

针对基于单信标测距的自主水下航行器(AUV)定位系统观测性问题,建立AUV三维空间运动学模型,选取实物平台常用的深度、偏航角和俯仰角作为基本观测量辅助距离信息进行水下定位,利用基于Lie导数的非线性系统观测性秩判据分析不同辅助测量值下系统的可观性以及控制输入和运动路径对可观性的影响。研究结果表明:满足定位系统可观测的最简量测组合为距离值和偏航角,含有偏航角的辅助量测组合均使得定位系统可观测,系统控制输入和运动路径的变化会导致可观性发生变化。     

一类近似线性化方法的研究

从全局的观点讨论连续时间不满足可精确性化条件的多输入非线性系统的线性化问题，即对于不满足可精确线性化条件的多输入非线性系统，在某平衡流形上构造一个一致近似于原系统的可线性化系统，通过近似系统设计了原系统的控制律并证明了该控制系统的跟踪性能。     

具有饱和输入的非线性组合系统的分散镇定

考虑了具有饱和输入的非线性组合系统的镇定问题.利用李雅普诺夫方法和矩阵范数性质研究了具有饱和输入的非线性组合系统区域分散控制问题.给出了该系统的区域的分散镇定控制器的设计.相似组合系统出现在电力系统等领域,考虑了一类具有饱和输入的非线性相似组合系统,利用相似结构的特点,给出了这种系统简洁的区域分散镇定的条件.     

基于LMI的H∞未知输入观测器设计

针对同时具有未知输入和量测噪声的离散Lipschitz非线性系统,采用扩展状态向量的方法将量测噪声向量当作系统状态,从而将系统化为形式上不含量测噪声的广义离散非线性系统.通过设计广义系统H∞未知输入观测器,同时估计出原系统状态和量测噪声.为了降低设计的保守性,将观测器设计转化为线性矩阵不等式(LMI)求解问题,给出观测器设计算法,并基于延迟估计的思想提出一种未知输入代数重构方法.仿真结果表明:提出的方法可以使状态估计、量测噪声及未知输入的重构信号逼近实际信号,证明了该方法的有效性和正确性.     

基于Volterra级数的非线性系统的镇定设计

基于Ｖｏｌｔｅｒｒａ级数理论，针对一类非线性系统，首先给出了一般非线性系统可镇定的充分条件，接着讨论了纯输入纯输出系统的镇定设计，最后，用实例仿真来验证其有效性。     

基于组合信号的Wiener-Hammerstein系统辨识

针对噪声干扰条件下的Wiener-Hammerstein系统,提出一种基于组合信号的两阶段辨识算法用于辨识Wiener-Hammerstein系统各个环节参数.利用自回归(autoregressive, AR)模型和有限脉冲响应(finite impulse response, FIR)模型分别建立Wiener-Hammerstein系统的输入和输出线性环节,利用多项式模型建立非线性环节.在第一阶段,基于高斯信号的输入和输出,采用相关性分析方法辨识Wiener-Hammerstein系统中输入和输出线性环节的参数,有效解决了中间变量不可测的问题.在第二阶段,基于随机信号的输入和输出数据,利用递推最小二乘法辨识非线性环节参数.仿真结果表明,提出的两阶段方法能够有效辨识Wiener-Hammerstein系统,与其他辨识方法相比,辨识精度有所提高.     

一类非线性切换系统基于观测器的 H ∞ 输出跟踪控制

对一类非线性切换系统,研究了其基于观测器的H∞输出跟踪控制问题.借助微分中值定理,将非线性切换系统转化为线性参数切换系统.当状态变量不可测或不易测时,基于平均驻留时间方法,给出系统在基于观测器的反馈控制器以及满足平均驻留时间条件的切换信号下带有权重的H∞输出跟踪控制问题可解的充分条件.仿真实例证明了设计方法的有效性.     

约束极小极大问题的光滑化牛顿方法

对极小极大问题在K-T条件下的解决方法进行了研究，用光滑化方法将不可微非线性方程组转化为可微非线性方程组，并用牛顿法来求解这个方程组，最后给出了3个算例来验证此方法。     

非线性广义系统的输入-状态稳定性

研究非线性广义系统的输入-状态稳定性问题.输入-状态稳定性是非线性控制系统的一个重要性质,基于非线性系统的输入-状态稳定性概念,给出非线性广义系统输入-状态稳定(ISS)的定义,并利用ISS-Lyapunov函数给出非线性广义系统输入-状态稳定的一个充分条件.     

发酵过程生物量软测量虚拟仪器系统的集成

本文根据发酵过程生物量检测特点,基于虚拟仪器技术提出了一种全新的生物量在线检测系统集成方法,该系统采用PXI（PCI Extensions for Instrumentation）总线硬件平台,结合软测量算法,有效地实现了生物量在线估计。给出了该系统的集成原理和实现方法,及系统的硬件和软件设计。实验研究表明,集成的发酵过程生物量软测量虚拟仪器系统,能够充分利用软测量技术和虚拟仪器技术的各自优势,系统硬件配置灵活,实用性强,并能得到较高的发酵过程生物量在线测量精度。     

一类非线性动态系统的参数辨识和状态估计

为了对青霉素发酵过程采用计算机控制，提出了一种适合于一类非线性动态系统参 数辨识的方法。同时，根据在线获取的可测信息（二氧化碳释放率），利用随机状态估 计原理，实时估计了青霉素发酵过程中不可测的状态变量（菌体浓度、基质浓度、产 物浓度）。对实验室和生产现场提供的几批数据进行了计算机仿真，结果表明：文中所 提供的技术方案对青霉素生产过程实现状态监控是可行的。     

滑动平均噪声干扰双输入多率系统最小二乘迭代辨识

研究了滑动平均噪声干扰的双输入多率系统最小二乘迭代辨识算法.首先推导出2个输入通道采样周期不相等的多率系统的离散时间状态空间模型,得出对应的传递函数模型.针对辨识模型信息向量中存在不可测噪声项的困难,利用最小二乘迭代原理,将未知噪声变量用其迭代估计值来代替,提出了这类双输入多率采样数据系统的最小二乘迭代辨识算法.最后通过仿真例子比较了最小二乘迭代辨识算法与递推增广最小二乘算法的辨识效果,说明了所提出算法的参数估计精度较高.     

一类自催化反应扩散系统平衡态的稳定与分歧

目的研究一类自催化反应扩散系统平衡态的稳定性与分歧。方法根据线性化理论与弱的非线性理论，运用奇异摄动的方法进行研究。结果获得了该类反应模型平衡态局部稳定的充要条件与系统产生一致分歧解的必要条件。结论深化与丰富了稳定性理论。     

不可测变量的预推断控制

将预测控制、推断控制和软测量三者结合起来，以软测量估计器作为预测模型，以一种新的启发式随机搜索方法作为优化算法，构成一种针对不可测变量的新的控制策略──预推断控制．以实际工业装置为背景的仿真研究表明，这种控制策略能够有效地抑制不可测扰动，从而为解决不可测变量的控制问题提供了一条有效途径．     

浮选回路随机动态仿真

作者在IBM-PC/XT微型机上建立一种通用的工业浮选随机动态仿真器。浮选动态模型的参数根据实验室分批浮选数据估计。仿真器包含了浮选槽、调浆槽、泵池、混合器和管道等单元模块,通过流程拓扑矩阵将各种单元模块联系起来构成浮选回路系统模型。随机噪声叠加到确定性动态模型的可测或不可测干扰变量、控制变量和输出变量上,从而构成了浮选回路的随机动态模型,可以更真实地描述实际浮选过程的动态行为。仿真器可用于研究和选择浮选回路的控制策略。     

拟线性抛物方程组解的非同时淬灭

讨论了具有耦合非线性吸收项的拟线性抛物方程组解的淬灭。首先给出了方程组的解在有限时刻淬灭的充分条件。然后在一定条件下区分了方程组的解是否发生非同时淬灭。最后估计了方程组解的淬灭速率。     

偏微分方程对称约化法的应用

应用对称约化法将偏微分方程约化成自变量比原方程少一个的微分方程组来求解,得到了两类非线性发展方程的精确解.     

双变量串级PID板球控制系统的设计与实现

传统单级比例积分微分(proportional-integral-derivative control,PID)控制只适用于单一变量的简单线性对象,不适用于板球系统这种复杂的多变量、非线性系统.基于对板球系统物理模型研究,提出一种基于串级PID的板球控制系统,小球的位置和速度同时作为反馈量,实现对两个变量的同时控制,并设计了板球系统硬件结构,进行了实际验证.测试表明,所提出的板球控制系统调节时间短、超调量小、误差小,且有一定的抗干扰能力.     

非匹配不确定非线性系统的滑模跟踪控制

在非匹配不确定非线性系统中,系统状态之间无通常的积分关系,从而无法得到系统状态的各阶导数,因此,那些其于系统状态各阶导数的滑模控制方法也就无法实现,为此,在利用多级滑模观测器对系统状态的各阶导数进行估计的基础上,针对非匹配不确定非线性系统,采用合成输入这一概念来构造滑动面,将其选取为跟踪误差及其积分、微分的线性组合,利用Lyapunov方法对滑模控制律进行设计,以实现滑动模,进而实现此类系统的跟踪控制,设计过程同时也证明了,利用多级观测器,该滑模控制方法对非线性不确定性因素具有鲁棒性,闭环系统在有限时间进入滑动模态,仿真算例证实了该方案的可行性。