一类不确定非线性系统的鲁棒自适应跟踪控制

针对一类带有符号未知不确定虚拟控制增益函数的不确定非线性受扰动系统，提出一种鲁棒自适应控制算法．该算法将Nussbaum增益技术融入backstepping设计方法之中，不仅能够保证闭环系统的信号是全局一致最终有界的，使得跟踪误差收敛到零的一个较小邻域；而且，闭环系统的控制性能可以通过适当的选择设计参数而得到保证．另外，该算法还能克服在现存文献中普遍存在的控制器奇异值问题．计算机仿真结果验证了控制器的有效性和良好性能．文章突出的贡献是拓宽了backstepping设计方法的应用范围，同时提供了一种系统化高、实用性强的设计方法．     

一类非线性不确定中立型系统的鲁棒自适应滑模控制

针对一类匹配非线性不确定中立型时滞系统的鲁棒镇定问题,利用Lyapunov稳定性理论,提出了一种能渐近稳定系统的自适应滑模控制器。基于滑模控制技术,确保了该控制器能驱赶系统状态达到事先指定的滑动超平面,从而获得想要的动态性能。一但系统动态达到滑动运动阶段,系统对不确定是不敏感的。自适应技术的应用克服了不确定的未知上界,并能满足可达条件能。最后,给出的一个仿真例子证明了该自适应滑模控制器的有效性,从而保证了闭环系统的全局渐近稳定性。     

Robust control of uncertain robotic systems:An adaptive friction compensation approach

This paper solves the robust control problem of robotic manipulator systems with uncertain dynamics by friction compensation approach. A weighting factor is introduced to distinguish the role of friction in control process by comparing the directions of sliding vector and friction. Utilizing the weighting factor, model-based and model-free adaptive friction compensation controllers are designed to achieve asymptotical tracking of the desired joint-space trajectory according to the knowledge of friction. The damping property of friction is fully used to improve the control performance by compensating the friction harmful for the stability, and on the other hand, utilizing the beneficial friction. Numerical simulations are given to demonstrate the control performance of the proposed approach.     

含状态项积分的时滞非线性系统鲁棒控制

研究了含状态变量积分项的一类状态时滞、控制输入时滞的非线性系统的鲁棒稳定性问题。给出了新的坐标变换,构造了Lyapunov-Krasovskii函数,并设计了相应的控制器,控制器的增益系数可通过求解线性矩阵不等式得到。数值计算实例表明,相对于某些控制器,所给出的控制器可使具有较大状态时滞的不确定线性系统一致鲁棒稳定,显示了该控制器具有较广泛的适应性。     

一类不确定奇异系统的鲁棒控制

研究一类不确定奇异系统的广义二次可稳性问题,给出此类不确定奇异系统广义二次稳定及广义二次可稳的概念,通过构造线性矩阵不等式,并利用矩阵Schur补引理,获得了此类不确定奇异系统广义二次可稳的充分必要条件,同时提出了闭环系统状态反馈控制律的设计方法,并用数值算例验证了该方法的有效性.     

一类不确定非线性系统输出反馈扰动抑制

研究了一类带有不确定控制系数和依赖于不可测状态增长非线性系统的输出反馈扰动抑制问题。主要由于控制系数的不确定性,使得该控制问题不能用现有方法来解决。为了实现系统的扰动抑制目标,首先引入了高增益K-滤波器,进而构造了基于K-滤波器的状态观测器,然后利用反推技术设计了线性输出反馈控制器。通过选择恰当的设计参数,实现了L2-增益意义下的扰动抑制。     

一类2维不确定非线性系统自适应输出反馈镇定

为了解决一类不确定非线性系统输出反馈镇定问题,首先构造了合适的状态观测器,进而基于增加幂次积分方法和自适应技术,给出了设计光滑自适应输出反馈控制器的新方法.主要理论结果表明:所设计的控制器不仅保证闭环系统的所有状态均是有界的,而且原系统的状态和观测器的状态渐近收敛到零.     

一类非线性不确定系统的迭代学习控制

针对在有限时间区间上运行的一类非线性不确定系统,基于类Lyapunov 方法给出了一种迭 代学习控制器设计方法． 在提出的控制方案中,学习策略用来处理界函数已知的不确定项,但并未 采用鲁棒方法处理不确定项． 由于控制器中未采用断续函数,避免了系统中产生颤振现象． 理论分 析结果表明,该方案可保证闭环系统中所有变量的有界性,并且跟踪误差能够在整个作业区间上收 敛到零,实现完全跟踪． 数值仿真验证了算法的有效性．     

初态学习下非仿射非线性系统的迭代学习控制

针对非仿射非线性系统,提出初态学习律,并给出关于初态学习的收敛性充分条件.初态学习使得系统在每次迭代开始时,不严格要求其初态与期望初态重合或者固定于某一具体位置上,而是允许存在一定的定位偏差.利用压缩映射分析方法,推导出在初态学习下的开环学习律、闭环学习律、开闭环学习律的收敛性充分条件,证明了迭代学习控制系统关于初始定位误差的鲁棒收敛性.依据此收敛性条件,可确定输入学习律及初态学习律的学习增益.理论分析与数值仿真表明初态学习下迭代学习算法的有效性.     

Robust reliable control for a class of time-varying uncertain impulsive systems

The problem of robust and reliable control design for linear uncertain impulsive systems with both time-varying norm-bounded parameter uncertainty and actuator failures was studied. The actuators are classified into two groups. One set of actuators susceptible to failures is possible to fail, the other set of actuators robust to failures is assumed never to fail. The outputs of the actuator failures are regarded as zero. The purpose is to design the state feedback controller such that, for all admissible uncertainties as well as actuator failures occurring among a prespecified subset of actuators, the plant remains asymptotically stable. A modified algebraic Riccati equation approach was developed to solve the problem addressed and a robust reliable control law was obtained. An numerical example was also offered to prove the effectiveness of the proposed method. Foundation item: Project (60474003) supported by the National Natural Science Foundation of China     

一类不确定奇异系统的鲁棒H∞控制

为了考虑系统对外界干扰的抑制性能，研究了一类具有范数有界参数不确定性的奇异系统的鲁棒H∞控制问题．控制目标是设计一个状态反馈控制器，使得闭环系统对所有允许的不确定性是正则、无脉冲、稳定且具干扰衰减度．通过引入一个变换矩阵，给出了该问题的一个新的充分必要条件，并且设计方法归结为求一个严格线性矩阵不等式的可行性问题．同时给出了当干扰衰减度未知时的最小干扰衰减度的最优化解决方法．仿真实例表明，所设计的控制器使闭环系统具有良好的响应特性．     

Robust reliable control for a class of time-varying uncertain impulsive systems

The problem of robust and reliable control design for linear uncertain impulsive systems with both timevarying norm-bounded parameter uncertainty and actuator failures was studied. The actuators are classified into two groups. One set of actuators susceptible to failures is possible to fail, the other set of actuators robust to failures is assumed never to fail. The outputs of the actuator failures are regarded as zero. The purpose is to design the state feedback controller such that, for all admissible uncertainties as well as actuator failures occurring among a prespecified subset of actuators, the plant remains asymptotically stable. A modified algebraic Riccati equation approach was developed to solve the problem addressed and a robust reliable control law was obtained. An numerical example was also offered to prove the effectiveness of the proposed method.     

一类时滞不确定系统鲁棒容错控制方法

为提高故障系统的性能,研究了一类时滞不确定系统的鲁棒容错控制问题．针对一类典型的线性时滞不确定系统中执行机构和敏感器发生可修复故障的情况,采用线性矩阵不等式(LMI)方法,设计一种输出反馈H∞鲁棒容错控制方法,使得系统利用余下的部件仍然能稳定工作,并满足给定系统指标．将该方法在卫星姿态闭环控制系统中进行了数学仿真验证．     

一类非线性不确定性系统输出反馈控制设计

研究了一类非线性不确定性系统的输出反馈镇定控制问题.基于多变量的圆判据设计观测器来估计系统的状态,进而给出了观测误差满足的动态方程,然后利用积分反推方法,构造性地设计出了输出反馈镇定控制器.所设计的控制器使得闭环系统渐近稳定.仿真例子进一步验证了主要结论.     

一类非线性系统基于观测器的自适应容错控制

研究了一类不确定非线性系统的自适应容错控制问题。在系统的非线性函数、外界扰动、建模不确定性以及未知故障输入的上界均未知的情况下,通过构造Lyapunov函数,基于鲁棒自适应观测器设计了新的自适应容错控制器,使得闭环系统渐近稳定。最后,通过仿真算例说明了本文方法的有效性和优越性。     

不确定中立型随机时滞系统的鲁棒记忆非脆弱H∞控制

研究了一类具有参数不确定性的中立型随机时滞系统的鲁棒非脆弱镇定和鲁棒非脆弱H∞控制问题。在控制器增益分别具有加法式摄动和乘法式摄动的情形下,通过构造Lyapunov泛函,利用Ito公式和Schur补原理,建立了用线性矩阵不等式表示的保证闭环系统随机均方渐近稳定的充分条件;给出了不确定系统鲁棒非脆弱H∞控制可解性的充分条件;通过求解线性矩阵不等式,设计了随机时滞系统的记忆状态反馈非脆弱H∞控制器。数值仿真证明了该方法的有效性。     

神经网络非线性系统自适应控制的研究

提出了一种新的神经网络非线性系统自适应控制方法采用改进的ＢＰ算法，避免了选取学习速率的麻烦仿真结果表明：该方法对非线性系统及突加外干拢、参数突变具有较强的自适应能力     

一类非线性系统的无模型学习自适应控制

对于一类常见非线性离散系统，提出了其动态线性逼近的增量型模型、无模型自适应控制律和带有参数限定时域长度的参数自适应预报递推算法。实现了对时滞非线性系统的无模型学习自适应控制。通过仿真表明，该算法对于一类非线性系统实现无模型学习自适应控制是正确和有效的。     

一类不确定非线性系统的控制器设计

针对一类控制方向未知、具有三角结构的非线性系统，通过将变结构控制方法与Backstepping控制方法相结合，提出了这类非线性系统全局鲁棒控制的系统设计方法.在设计过程中，利用Backstepping控制方法给出了鲁棒控制器的设计过程；然后通过定义变结构控制的切换条件来纠正控制律的控制方向.从理论上证明了设计的鲁棒控制器能够保证闭环系统的所有状态有界.仿真结果表明了该方法的有效性     

基于降维观测器状态反馈系统的鲁棒容错控制

对具有不确定参数的连续控制系统,针对传感器失效,研究了鲁棒容错控制器的设计问题.采用Luenberger降维观测器实现系统状态的估计,解决系统状态不易直接测得的问题.在此基础上给出了既保证闭环系统鲁棒稳定,又保证系统具有完整性的鲁棒容错控制器的设计方法.数值算例表明了文中提出的控制器设计方法的有效性.