基于反馈线性化的气压伺服系统非线性H∞控制

该文将基于直接反馈线性化的非线性H∞控制策略应用于气压伺服系统。一方面，引入反馈线性化把具有强非线性的气压伺服系统转化为伪线性系统，从而可利用线性系统理论进行控制器设计；另一方面，引入H∞控制，处理由于模型不准确，运行参数的摄动等引起的鲁棒性问题。这使得对于气压伺服系统能够按照一定的性能指标来设计控制器，并且该控制器对于系统运行参数摄动和建模不准确具有鲁棒性。     

一种带有参考模型的能量分离控制方法

针对线性系统提出一种控制量按动态能量与静态能量分离的控制方法。该方法不仅能提高系统对输入的快速响应，而且实现了干扰抑制与输入跟随的分离，使系统响应速度与抗干扰都得到了提高。仿真结果表明，此方法具有较好的控制品质。     

研究控制受限线性系统完全能控性的一个代数方法

本文建立了一个线代数定理,并在此基础上讨论了线性系统在控制能量受限或控制模值受限下的完全能控性,得到了充要条件。关于控制受限下的线性系统的完全能控性,文献[1],[2]亦有讨论,但作者相信本文的方法优于文献[1],[2]的方法。     

带有未建模动态的一类非线性系统的鲁棒自适应控制

本文针对一类带有未建模动态的非线性系统,在文献[1]的基础上设计了一种鲁棒自适应算法,并在理论上证明了系统的稳定性,利用这种算法,只要适当选择设计参数,可以使输出均方误差任意小.本文参考文献[1]的方法,弥补了文献[2]没有考虑未建模动态的不足,并将文献[1]的方法扩展到了更为广泛的一类非线性系统.     

基于数据的多模型分数阶PID控制方法

针对复杂非线性系统,将多模型建模与分数阶PID控制相结合,设计了一种完全基于输入-输出数据的多模型在线建模控制方法.首先,利用输入-输出数据对非线性系统进行在线多模型建模;然后,针对所建立的多个局部模型,基于加权控制方式设计分数阶PID控制器.该方法将对系统的建模与控制器的设计包含在一个控制系统设计框架以内,对系统模型的不确定性具有更好的鲁棒性,仿真实验的结果表明了该方法的有效性.     

一类非线性系统的极点配置自校正鲁棒控制

本文在文献[1]和[2]的基础上,针对一类较广泛地存在于工业过程和电气传动控制之中的非线性未知系统,提出了一种快速辨识算法,证明和分析了该算法的收敛性,结合该算法设计了一种极点配置自校正鲁棒控制器。理论分析和数字仿真的结果表明:本文给出的方法为这类非线性未知系统的控制提供了一种途径。     

严参数反馈非线性系统的自适应控制

本文对一类严参数反馈系统或经过变换可化为该种类型的非线性系统,基于backstepping递推设计方法,进行了自适应控制的设计.在此过程中,我们获得了对参数进行修正的规则.应用Lyapunov稳定性理论证明,该自适应控制器可保证整个非线性系统的稳定性.和有关文献中提出的设计自适应控制器所应用的方法相比,此方法引进了虚拟控制的概念,通过适当的引入虚拟控制,使得系统误差具有期望的渐进性态,从而实现整个系统的渐进镇定.     

基于扩展状态观测器的变结构控制及其应用

针对伺服系统中存在较强的外部干扰、非线性环节与大惯量特性,并为了满足快速、稳定、高精度的控制要求,利用自抗扰控制技术中扩展状态观测器补偿系统的不确定因素及高阶变量,将系统简化为积分串联型.基于简化后的模型用幂次趋近律设计控制律,得到了基于扩展状态观测器的变结构控制器.扩展状态观测器为系统未建模动态提供高频通路,在一定程度上消除了抖振.将此控制器应用于典型的伺服系统--火炮控制系统中,实验结果表明,相对于经典变结构控制器以及工程化PID控制器,此控制器的控制效果更好.     

一类非线性离散系统的神经网络自适应控制

针对一类控制方向未知的单输入单输出非线性离散系统,将常规增量式数字PID控制器与自适应神经网络控制项相结合,提出了一种能够保证闭环系统稳定的自适应神经网络控制方法.常规PID控制器用来保证近似线性系统的稳定,自适应神经网络项用来处理非线性项对闭环系统的影响.在神经网络权值修正律中引入离散Nussbaum增益来解决被控系统控制方向未知的问题.证明了闭环系统的所有信号有界,且跟踪误差收敛于紧集,并通过仿真验证了所提方法的有效性.     

基于能量耦合的船舶起重机消摆控制

为了解决船舶起重机在外部海浪干扰下负载摆动幅度大、小车定位精度不高、抗干扰能力差的问题,通过非线性能量耦合方法,应用欧拉-拉格朗日方程对带有船舶横摇以及船低沉降的船舶起重机进行动力学建模,然后构造了一种复合型误差信号来增强小车运动特性以及船舶载荷摆动的耦合关系并将动力学模型转化.在此基础上设计控制器,并进行了基于李雅普诺夫(Lyapunov)方法的稳定性证明和仿真模拟实验.验证了该方法在复杂情况下的可行性,实现船舶起重器系统在平衡点的渐进稳定性.可见所提的控制方法具有良好的控制性能、适应性和鲁棒性.对于运输过程中摆角抑制、系统定位和效率提高具有良好的效果.     

能量分离控制算法中参考模型的构造方法

针对能量分离控制算法提出一种基于动静参数Ｗ，Ｖ相等原则构造参考模型的方法，并对其鲁棒性进行了仿真研究，结果表明此方法比采用辨识方法获得的参考模型更简便，实用。     

不确定多时滞广义系统的鲁棒控制器设计

研究了针对一类不确定性多时滞广义系统的鲁棒控制问题,系统的奇异矩阵满足一定假设条件的。提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒控制器的设计方法,并证明了该鲁棒控制器可以保证原系统与其组成的闭环系统是全局一致指数稳定的。该控制器既消除了多时滞所带来的不良影响,又使系统具有很强的鲁棒稳定性,设计方法简单,求解容易。通过一个数值算例,说明了所给方法的有效性。     

时变时滞奇异摄动Lurie系统的控制器设计

为进一步加强对洛尔系统的鲁棒控制,基于前期稳定性分析理论基础上,研究含有不确定性结构的时变时滞奇异摄动Lurie 系统在扇形区域［V1,V2］内的控制器设计问题。通过构造新的李雅普诺夫泛函利用新的交叉项界定法,由Lurie 系统的特性,设计含有不确定性结构的时变时滞奇异摄动Lurie 系统在一般的扇形区域［V1,V2］内的状态反馈控制器,推出时滞依赖和时滞独立两种情形下新的状态反馈控制率。最后,通过数值样例证明所设计方法的有效性和可行性。     

高超声速飞行器的鲁棒变增益跟踪控制器设计

针对含有时变不确定参数的高超声速飞行器模型,提出了一种新颖的鲁棒变增益跟踪控制方法.该方法可以解决传统固定增益鲁棒控制器难以处理时变大摄动的难题,进而提高高超声速飞行器的鲁棒性和抗干扰能力.跟踪控制器设计条件在鲁棒优化技术框架中给出,同时控制器增益按照所设计的切换律而变化.所提出的设计方法在保证高超声速飞行器鲁棒稳定性的同时,也实现了飞行器对指令信号的跟踪.最后,针对高超声速飞行器的仿真结果进一步验证了方法的有效性.     

一类连续非线性系统的动态输出反馈H_∞控制器设计

针对一类具有非线性不确定性的连续非线性系统研究了动态输出反馈H∞控制器的设计问题.所设计的控制器不仅使得闭环系统渐近稳定,而且满足H∞性能要求.提出了一种基于S-过程解决该类非线性不确定性的设计方法.基于李亚普诺夫稳定性和线性矩阵不等式技术给出了控制器存在的充分条件,并利用基于线性矩阵不等式的凸优化方法求解控制器.最后,通过一个仿真例子验证所提方法的有效性.     

模糊控制与PID控制方法的比较

研究了常规模糊控制器与ＰＩＤ控制器的关系．基于Ｔ－Ｓ模型,在一定的附加条件下,对这些模糊控制器进行了分析,理论上给出了这类模糊控制器与ＰＩＤ控制器参数间的定量关系式,并指出两者间的本质联系．仿真结果表明了模糊控制器与ＰＩＤ控制器的相似性,多个规则的模糊控制器要优于ＰＩＤ控制器,同时给出了一类模糊ＰＩＤ复合控制器（ＴＳ－ＰＩＤ）的设计方法．该类复合控制器兼有模糊控制器与ＰＩＤ控制器优点,具有较深远的应用前景．     

不确定多时滞广义系统的鲁棒H∞控制

研究了一类具有范数有界不确定性和多状态滞后的广义系统的鲁棒H∞控制问题。利用Lyapunov函数方法和线性矩阵不等式工具,首先得到广义闭环系统渐近稳定且具有H∞范数界γ的时滞相关充分条件,然后基于相应的线性矩阵不等式,给出了无记忆H∞状态反馈控制器的设计方法,进一步,通过求解一个凸优化问题得到最优H∞状态反馈控制器。最后,用数值例子说明了该方法的有效性。     

数控系统的自适应鲁棒控制器设计

基于李雅普诺夫稳定理论与动态逆方法，将自适应鲁棒控制与连续监督控制策略应用于数控系统的控制器设计中，用来补偿摩擦非线性、参数不确定性以及模型不确定性的影响，能显增强系统的稳定性和性能鲁棒性。对该方法进行了理论分析并与基于扰动观测器的控制器进行了对比仿真，仿真结果证明了理论分析的正确性。     

线性系统的鲁棒H∞柔性状态反馈控制器设计

考虑控制器实现中的不确定性,基于LMI方法,给出了系统的鲁棒H∞柔性反馈控制器存在的充分条件,和柔性控制器增益的设计方法。所设计的控制器增益是一范围,从而当控制器增益在容许范围内波动时,均可保证闭环系统的稳定性和性能要求。具有更高的可靠性。算例分析表明文中方法设计的柔性控制器有良好的抗控制器参数偏移和干扰抑制性能,是有效和可行的。     

搅拌机的分散鲁棒控制

基于鲁棒频域响应近似设计方法与序列控制器设计方法，提出了一种线性多变量系统分散鲁棒控制器的设计过程，在序列控制器设计的每一步，单个鲁棒控制器用鲁棒频域响应近似法获得，并使用频域响应近似法进行控制器降价，整个过程应用于非最小相应搅拌机系统的分散鲁棒控制器设计。