分解法求解非线性系统状态方程及其应用

利用分解法求解非线性系统状态方程,推导出相应的算法。给出计算实例,并用四阶龙格库塔方法进行比较,说明分解法比龙格—库塔方法具有更高的精度和更快的收敛性,该算法具有很大的普适性,是解决非线性系统计算问题的有效方法。     

非线性时变系统的Taylor级数辨识

本文引入了Taylor级数基函数的微分运算矩阵及向量积矩阵，给出了非线性时变系统参数辨识的Taylor级数方法。     

PWM开关变换器积分函数非线性闭环控制系统稳定性的分析

以Buck电路为例,提出一种积分 九闭环控制策略以实现PWM开关变换器控制目标,为保证该非线性控制系统工作稳定,本文对积分函数闭环控制系统的稳定性进行分析。     

非线性动力学方程的四阶近似几何积分的特性与计算

基于经典的Magnus级数方法提出了一个简单有效的四阶近似积分格式,用于求解一般非线性动力学系统．它是一种几何积分方法,能保持精确解的许多定性性质,并且该方法只包含二个或三个指数矩阵的乘积,避免了通常的Magnus级数方法涉及的复杂的交换子运算．数值算例显示该方法是有效的。     

面向状态方程的精细时程积分数值仿真方法

对用状态空间方法表达的连续定常控制系统应用精细时程积分法进行了暂态响应的仿真研究,给出了仿真算法。从仿真实例中可以看到,两种步长下计算点处精细解的小数点后十二位数与解析解的数值结果相吻合,这表明用精细时程法仿真所得的结果是高度精确的,乃至比拟于解析解。该文中的仿真算法可应用于步长大范围变化且精度要求很高的一类控制系统数值仿真中。     

非线性受控系统状态方程的任意阶近似解

针对工作在理想状态附近的受控系统,通过对其非线性状态方程进行Taylor展开,使之变为无穷级数形式的常微分方程组;然后在线性状态方程组解的基础上采用常数变异法,使之变换成积分方程;最后采用逐次逼近法求得非线性状态方程的任意阶近似解,并进一步讨论了系统状态的方均包络矩阵的转移规律.     

非线性积分滑模控制方法

针对一类不确定非线性系统的滑模控制,提出了一类具有"小误差放大,大误差饱和"功能的光滑非线性饱和函数来改进传统的积分滑模控制,以形成非线性积分滑模控制.在保持传统积分滑模控制跟踪精度的同时获得更好的暂态性能.应用Lyapunov稳定性理论和LaSalle不变性原理证明了对最终常值干扰可以完全抑制.考虑控制受限时,所设计...     

一类时变非线性控制系统的绝对稳定性

用“二次型加积分项”形式的Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数研究一类时变非线性控制系统的绝对稳定性，给出了系统绝对稳定的充分条件以及时变系数导数界限的估计，明显地优于［１］中的结果。     

潜艇自操状态方程的建立及其非线性影响的分析

本文通过潜艇水下运动水动力的分析,建立了潜艇实用自动操纵状态方程;通过计算机实时仿真又得出了潜艇在垂直面内的运动状态方程可以是线性的;但水平面内的运动状态方程必须是非线性的。     

一类严反馈非线性系统的神经网络控制

研究一类不确定严反馈非线性系统的跟踪控制问题.通过采用单一神经网络逼近系统的所有未知部分,提出一种新的鲁棒自适应控制设计方法.该方法能直接给出实际控制律和自适应律,有效地解决现有方法中存在的控制设计复杂和计算负担重等问题.稳定性分析表明,闭环系统所有信号是半全局一致最终有界的,并且通过调整控制参数可使跟踪误差任意小.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

具有非线性扰动的网络控制系统的鲁棒稳定化

针对一类具有随机时延和非线性扰动的网络控制系统,利用变采样周期的方法,将连续被控对象离散化,使网络控制系统建模为部分转移概率未知的非线性Markov跳变系统.通过随机Lyapunov方法,给出保证整个闭环系统随机稳定的充分条件,同时得到非线性扰动项的最大界.仿真算例表明了所提出方法的有效性.     

Numerical approach for solving fractional Fredholm integro-differential equation

In this article, we present a new method which is based on the Taylor Matrix Method to give approximate solution of the linear fractional Fredholm integro-differential equations. This method is based on first taking the truncated Taylor expansions of the functions in the linear fractional differential part and Fredholm integral part then, substituting their matrix forms into the equation. We solve this matrix equation with the assistance of Maple 13. In addition, illustrative examples are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

基于LS-SVM的一类非线性系统直接自适应H∞输出反馈控制

针对一类状态不可测的单输入单输出非线性不确定系统,提出了一种基于最小二乘支持向量机（LS-SVM）的直接自适应H∞输出反馈控制方法．该方法首先设计一种误差观测器,间接地估计出系统的状态;然后利用LS-SVM构造白适应控制器,并给出了LS-SVM权向量和偏移值的在线学习规则,通过引入如控制器减弱外部干扰及LS-SVM近似误差对输出误差的影响,利用李亚普诺夫理论证明了整个闭环系统的稳定性．仿真研究表明了该控制方案的可行性和有效性．     

一类纯反馈非线性系统的简化自适应神经网络动态面控制

针对一类完全非仿射纯反馈非线性系统,提出一种简化的自适应神经网络动态面控制方法.基于隐函数定理和中值定理将未知非仿射输入函数进行分解,使其含有显式的控制输入;利用简化的神经网络逼近未知非线性函数,对于阶SISO纯反馈系统,仅一个参数需要更新;动态面控制可消除反推设计中由于对虚拟控制反复求导而导致的复杂性问题.通过Lyapunov稳定性定理证明了闭环系统的半全局稳定性,数值仿真验证了方法的有效性.     

Energy compensation‐based approach for solving the HJI equation in the nonlinear H∞ synthesis

The H∞ framework provides an efficient and systemic method for the design of controllers for both linear and nonlinear systems. In the nonlinear controller synthesis, however, the limitation of this method is usually associated with the existence of a solution to the Hamilton–Jacobi–Isaac (HJI) equation. In this paper, an innovative energy compensation‐based approach to the solution of the HJI equations is presented and compared with the existing methods relying on Taylor series expansion. This new approach provides an efficient methodology that ensures the existence of a solution to the HJI equation. Numerical application to spacecraft attitude control is presented to validate the developments. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

线性时滞系统前馈-反馈次优控制: Taylor 级数法

研究线性时滞系统最优控制的前馈反馈近似设计问题.基于Taylor级数法,将系统的二次型最优控制问题转化为线性代数方程组的求解问题,给出了系统前馈反馈次优控制律的存在唯一性条件和Taylor级数表示形式.仿真算例验证了方法的有效性.     

Nonlinear robust state feedback control system design for nonlinear uncertain systems

This paper presents a systematic approach to the design of a nonlinear robust dynamic state feedback controller for nonlinear uncertain systems using copies of the plant nonlinearities. The technique is based on the use of integral quadratic constraints and minimax linear quadratic regulator control, and uses a structured uncertainty representation. The approach combines a linear state feedback guaranteed cost controller and copies of the plant nonlinearities to form a robust nonlinear controller with a novel control architecture. A nonlinear state feedback controller is designed for a synchronous machine using the proposed method. The design provides improved stability and transient response in the presence of uncertainty and nonlinearity in the system and also provides a guaranteed bound on the cost function. An automatic voltage regulator to track reference terminal voltage is also provided by a state feedback equivalent robust nonlinear proportional integral controller. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

求解非线性方程组的智能优化算法综述

非线性方程组的求解是优化领域的一个重要研究课题.近年来,利用智能优化算法求解非线性方程组已成为一个重要方向.首先介绍非线性方程组的定义;其次,根据智能优化算法求解非线性方程组问题的基本框架,从转化方法和智能优化算法两方面入手,对求解非线性方程组的算法的研究进展进行归纳总结;再次,对非线性方程组的测试函数及评价指标进行描述,对比了5个具有代表性算法的性能,分析了目前利用智能优化算法求解非线性方程组亟待解决的问题;最后,指出值得进一步研究的方向.     

A Taylor polynomial approach for solving generalized pantograph equations with nonhomogenous term

A numerical method for solving the generalized (retarded or advanced) pantograph equation with constant and variable coefficients under mixed conditions is presented. The method is based on the truncated Taylor polynomials. The solution is obtained in terms of Taylor polynomials. The method is illustrated by studying an initial value problem. IIIustrative examples are included to demonstrate the validity and applicability of the technique. The results obtained are compared to the known results.