一类不确定非线性系统的鲁棒状态观测器设计

本文研究了一类具有参数不确定性的非线性系统鲁棒状态观测器的设计问题。提出了一种新的非线性鲁棒渐近状态观测器设计方案,证明了状态观测误差的指数渐近收敛性。最后将所得结果应用于一轴盘传动系统,仿真结果表明本文提出的设计方案是有效的。     

一类相似组合大系统的全息控制

研究了一类相似组合大系统的全息镇定问题,给出这种系统能用结构全息状态反馈控制分散镇定的条件,并用一个例子验证了本文所给的结果。     

Lipschitz非线性系统观测器设计

运用微分方程方法,讨论了一类满足Ｌｉｐｓｃｈｉｔｚ条件的非线性系统观测器的设计,结论表明,稳定观测器的存在不仅与系统矩阵的特征值有关,而且与矩阵对距离不可观测性的大小有关,给出代数设计方法以条件数量小为目标准则,根据梯度下降法原理,用ＭＡＴＬＡＢ写代码,设计者只须提供初值,程序即自动完成观测器设计,文末咄了释例。     

一个不确定非线性系统的鲁棒状态观测器设计

本文研究了一类具有参数不确定性的非线性系统鲁棒状态观测器的设计问题。提出了一种新的非线性鲁棒渐近状态观测器设计方案,证明状态观测误差的指数渐近收敛性。最后将所得结果应用于一轴盘传动系统,仿真结果表明本文提出的设计方案是有效的。     

非线性系统基于降维状态观测器的反馈稳定化设计

本文研究了一类仿射非线性控制系统的反馈稳定化问题。     

基于PLL自适应滑模观测器的PMSM无传感器控制

针对传统滑模观测器无传感器控制方法反电动势基波中高频谐波含量高、抖振严重以及转子位置估计误差大等问题,提出了一种锁相环结构(PLL)自适应滑模观测器永磁同步电机无传感器控制方法。首先,在满足Lyapunov稳定性的前提下,推导并建立了反电动势的自适应律,通过构造自适应滑模观测器,使得反电动势观测误差迅速衰减;同时采用带有消除旋转影响环节的锁相环得到转子位置,消除了转速变化的影响,进一步提高了观测精度;最后,在一台2.9 kW表贴式永磁同步电机上进行了实验验证。实验结果表明,该方法有效地抑制了滑模抖振,降低了反电动势中的高频谐波,提高了转子位置的观测精度。     

基于自适应滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器控制研究

永磁同步电机无位置传感器控制多基于高频信号注入法或状态观测器法。文中在分析变结构系统的基础上,结合表面式永磁同步电机在a、b坐标下的数学模型提出1种自适应滑模观测器估算电机转子位置与转速,并得到观测器的收敛条件,推导和建立了估算的自适应率,利用李亚普诺夫理论证明了算法的收敛性。该方法克服了传统基于电机模型的无位置传感器控制方法对电机参数的依赖性,观测器的稳定性不受电机参数变化及负载扰动的影响,具有较强的鲁棒性。以表面式永磁同步电机为应用实例进行的仿真与实验结果验证了该方法理论分析的正确性与实现的可行性。     

一类相似组合大系统鲁棒控制器设计

首先从理论上描述了两个线性控制系统间的相似性。由这类线性控制系统互联组成的具有不确定参数的非线性组合大系统仍具有某种相似结构,充分利用其相似结构信息可以设计出一种变结构鲁棒控制器。由于目前还没有针对一般非线性组合大系统的控制器设计方法,所以相似结构在一定程度上可以简化组合大系统的分析和设计。     

离散时间非线性系统的观测器设计

针对离散时间Lipschitz非线性系统的观测器设计问题,依据离散时间系统的Lyapunov稳定性理论,研究了保证观测误差渐近稳定的充分条件,并依据该条件应用线性矩阵不等式方法,得到了观测器增益矩阵的设计方法。所得方法计算简便,并通过算例说明该方法的应用。     

非线性扩张状态观测器的一种设计方法

提出了一种非线性扩张状态观测器的“参数动态确定法”设计方法。运用该方法可以设计出任意的非线性扩张状态观测器,所设计出的非线性扩张状态观测器的动态品质只与补偿矩阵的极点位置有关,与非线性函数的形式无关,选取满足条件的不同非线性函数可以得到不同形式的非线性扩张状态观测器。最后,仿真算例表明了该设计方法的有效性。     

一类时变互联不确定大系统的鲁棒分散自适应控制

研究了一类时变不确定大系统的分散镇定问题,其不确定性是范数有界不确定性和不确定性的界未知,且不满足匹配条件。基于Lyapunov稳定性理论,设计了两类分散自适应无记忆状态反馈控制,给出了系统状态渐近稳定的充分条件。通过数值例子验证了所提方法的有效性。     

一类不确定非线性系统的自适应模糊滑模控制

针对一类不确定非线性系统自适应模糊控制中,为了保证系统稳定性而附加监督控制问题,根据滑模控制原理并利用模糊系统的逼近能力,提出了一种Ⅰ型间接自适应模糊滑模控制方法。该方法取消了监督控制,用滑模控制器增加了逼近误差的自适应补偿,李雅普诺夫稳定性理论分析证明,控制系统全局稳定且跟踪误差收敛到零。将这种控制器应用到过程控制的典型对象液位控制中,仿真结果表明了该控制器的有效性和可行性。     

一类非仿射非线性系统的自适应模糊控制

为了讨论一类非仿射非线性系统自适应模糊控制问题,利用有关隐函数定理和泰勒公式,将系统由非仿射型转变为仿射型,基于滑模控制原理,并运用模糊逻辑系统对未知函数进行在线逼近,提出了一种具有监督器的自适应模糊控制方法。该方法在考虑到外界干扰的情况下,通过监督控制器保证闭环系统所有信号有界,通过引入最优逼近误差的自适应补偿项来消除建模误差的影响。通过Lyapunov方法,证明了跟踪误差收敛到零,仿真结果表明了该方法的有效性。     

一类不确定非线性系统的自适应模糊跟踪控制

针对一类不确定非线性连续系统,用模糊系统对未知函数进行逼近的基础上,利用Lyapunov稳定性理论,提出了一种新的自适应模糊跟踪控制算法,此算法的特点是,无论取多少条模糊系统的规则,自适应学习的参数只有一个,便于实现,而且还能确保闭环系统渐近稳定,并使系统的跟踪误差为零,仿真研究表明,所提出的算法是有效的。     

Adaptive parameter estimators for a class of non-linear systems

Adaptive algorithms for parameter estimation of a class of non-linear systems are developed in this paper. The salient feature of these algorithms is that there is no need to solve any Lyapunov equation, which may prove useful in dealing with high-dimensional systems. Since the algorithms are constructed by using the accessible system signals, the derivatives of these signals are not required. It is shown that the presented algorithms include the existing method as a special case. A numerical example is included to demonstrate the method. © 1997 John Wiley & Sons, Ltd.     

Design of nonlinear observer by a backstepping approach

A backstepping-like design approach for reduced-order nonlinear observers is proposed. The basic idea of this approach is as follows. First, an appropriate function of the state variables to be estimated is constructed. The next function of the state variables to be estimated is then derived by designing the previous nonlinear function observer. Finally the procedure terminates, resulting in a partial differential equation to be solved. If the resultant differential equation is solvable, then the observer can be calculated. The connection between observers with linear error dynamics and this approach is discussed. © 1998 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn, 121(3): 53–59, 1997     

利用降维状态观测器离散系统的鲁棒容错控制

研究了线性离散不确定系统的鲁棒容错控制问题。针对线性离散控制系统存在不确定性和传感器失效的情况,利用降维观测器估计系统的状态,并基于估计的状态构成鲁棒容错控制律。给出了闭环系统具有鲁棒容错特性的充分条件。数值算例表明了算法的有效性。     

基于扩张状态观测的永磁直驱风力发电系统MPPT自适应滑模控制

为了提高永磁直驱风力发电系统的发电工作性能,针对风速波动范围宽和不确定强的最大功率跟踪（MPPT）控制特点,应用滑模控制理论和扩张状态观测器方法,设计了一种基于最佳叶尖速比（TSR）控制策略的最大功率跟踪自适应积分滑模控制器。控制器采用基于最佳转速跟踪偏差的积分型滑模面函数结构,确保转速跟踪控制稳态无静差。利用扩张状态观测器对风力机实时机械转矩进行估计,以获得转矩扰动上界的估计值。同时引入非线性幂次组合函数和转速跟踪偏差负反馈环节,构造基于状态偏差的滑模变速趋近律,使得切换增益具有随最佳转速跟踪偏差实现自适应调整的特性,并可有效抑制滑模控制输出的抖振。通过与智能PID控制器相比较的仿真实验,验证了该控制器实现最大功率跟踪控制的良好效果,具有较强的鲁棒性和适应性。