水下运载器非奇异快速终端滑模控制

针对传统基于线性滑模面的滑模控制方法收敛速度慢、易于颤振的难题,提出一种新型多变量非奇异快速终端滑模控制方法. 利用Lyapunov稳定性理论对该方法进行理论分析,结果表明：系统位置跟踪误差和速度跟踪误差将在有限时间内收敛到小球域内, 并且小于相同参数条件下传统基于线性滑模面的滑模控制方法. 以正在开发的北极星号遥控水下运载器的四自由度控制为研究对象, 将该方法和基于指数趋近律的传统滑模控制方法进行仿真对比, 结果表明：当存在较强未知外干扰和较大参数不确定性以及测量噪声时, 该方法相对传统滑模控制方法可以获得更快的动态响应速度、更高的稳态控制精度和更平滑的控制输入．     

基于高增益观测器的SISO非线性系统模糊自适应输出反馈控制

针对一类状态不可测的SISO非线性不确定系统,提出一种新的模糊自适应Backstepping输出反馈控制,利用模糊逻辑系统逼近未知非线性函数,设计模糊自适应高增益观测器对系统未知状态进行观测,利用模糊自适应Backstepping控制方法设计模糊自适应输出反馈控制器。通过理论分析证明了闭环系统是半全局一致最终有界的;观测误差和跟踪误差都分别收敛到零的一个小邻域内。     

一类不确定非线性系统的模糊鲁棒输出反馈控制

用模糊Ｔ－Ｓ模型对一类不确定非线性系统进行模糊建模,在此基础上模糊系统的状态反馈控制器,鲁棒观测器、基于观测器的状态反馈控制器的证明,证明了所设计的模糊状态反馈控制器,鲁棒观测器具有全局渐近性质。     

基于观测器的自适应神经网络Backstepping输出反馈控制

针对一类单输入单输出状态不可测非线性系统,提出一种自适应神经网络bakstepping输出反馈控制方法。首先,用神经网络逼近非线性函数,然后设计神经网络自适应观测器估计系统的状态。其次,在backstepping设计框架下,设计了自适应输出反馈控制器。最终,证明了所提出的自适应神经网络控制方法能够保证系统所有信号有界的同时,跟踪误差趋近于原点的一个小邻域内。仿真结果进一步验证了所提出方法的有效性。     

混合H^2／H∞鲁棒输出反馈控制

研究了一类具有范数有界参数不确定的连续线性系统，在一个Ｈ∞干扰衰减的束下的鲁棒输出反馈控制问题，所得到的输出反馈控制器，对所有不容许的参数不确定，都能满足一个给定的Ｈ＾∞干扰衰减水平，并提供了最坏情形Ｈ＾２性能指标的一个最优上界，而且还给出一种求解最优输出反馈增益的收敛算法。     

基于观测器的单输入单输出非线性系统的模糊自适应输出反馈控制

在假设系统状态不可测的条件下针对一类单输入单输出非线性系统提出了直接模糊自适应滑模控制方案。其主要特点是(i)不需要假设非线性系统的用于反馈的所有状态都是可测的，而是引入观测器来估计它们。(ii)保证了闭环系统的稳定性和跟踪误差的收敛性。     

基于输出反馈控制系统的鲁棒容错控制设计

通过对参数不确定时滞系统的容错控制的研究,针对执行器和传感器的失效故障,利用Riccati方程和Lyapunov稳定性定理,提出一种基于带有时滞项输出反馈控制的鲁棒容错控制器设计方法,并给出各种故障模式下的容错控制条件。仿真结果表明,该方法具有良好的鲁棒容错控制效果。     

非线性参数系统的鲁棒自适应输出反馈控制

采用自适应非线性阻尼和变能量函数的方法来抑制参数和非线性不确定性、未知有界扰动和未建模动态的影响,并用高增益观测器来估计系统的状态。 针对用输入输出模型描述的非线性参数系统提出的一种鲁棒自适应输出反馈控制法,不必对系统的未知参数进行估计,也不必通过产生附加动态信号来抑制未建模动态。 理论证明,所提方法保证闭环系统的所有信号一致有界,且通过选择适当的设计参数,可使跟踪误差任意的小。仿真结果例证了控制法的有效性。     

可重复使用运载器预测制导与鲁棒容错控制

为实现可重复使用运载器(Reusable launch vehicle,RLV)的再入段准确制导与鲁棒容错控制,提出了一种基于改进预测校正制导律和鲁棒容错姿态控制联合的方法.首先,设计改进倾侧角幅值模型和航迹方位角走廊的预测校正制导律,结合标称迎角剖面,在线计算得出姿态系统的输入指令;然后,针对控制系统的不确定/干扰及...     

一种远程自主水下航行器纵向滑模控制研究

根据一种远程自主水下航行器的组成和特点,建立了纵向运动的非线性数学模型,并进行了线性化处理。在此基础上,基于滑模控制理论,分别研究了基于水平舵的纵向低速巡航控制和高速巡航控制及基于前、后垂向推进器的纵向悬停控制。仿真结果初步表明:该控制器可满足水下航行器纵向巡航控制和悬停控制的需要,并对参数不确定性和未建模动态都具有良好的鲁棒性。     

刚体航天器有限时间输出反馈姿态跟踪控制

为提高航天器系统飞行可靠性,研究角速度信息不可测量的刚体航天器有限时间姿态跟踪控制,将姿态导数信息作为未知状态,设计基于改进自适应超螺旋滑模的状态观测器,避免未知状态导数上界需要已知的约束,将姿态运动方程进行扩维,在有限时间内实现对未知角速度估计.同时考虑环境干扰和模型不确定,设计新的有限时间干扰观测器,结合连续自适应方法实现对系统综合不确定上界的估计.在此基础上,基于终端滑模技术,设计有限时间连续姿态跟踪控制器,较好地减小了控制输入抖振,并采用Lyapunov理论证明了观测器和控制器的有限时间稳定性.最后仿真结果说明了所提方法的有效性.     

Adaptive output feedback control for uncertain nonholonomic chained systems

An adaptive output feedback control was proposed to deal with a class of nonholonomic systems in chained form with strong nonlinear disturbances and drift terms. The objective was to design adaptive nonlinear output feedback laws such that the closed-loop systems were globally asymptotically stable, while the estimated parameters remained bounded. The proposed systematic strategy combined input-state-scaling with backstepping technique. The adaptive output feedback controller was designed for a general case of uncertain chained system. Furthermore, one special case was considered. Simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed controllers.     

输出测量延时系统基于降阶观测器的鲁棒控制

针对具有输出测量延时且状态不完全可测的一类非线性不确定系统,研究了基于降阶观测器的鲁棒输出反馈控制策略。首先给出了渐近稳定降阶观测器的构造,然后根据Lyapunov-Krasovskii泛函稳定性理论给出了系统存在基于降阶观测器的鲁棒镇定控制器的充分条件。最后给出了一个数例以及一个液压伺服驱动的冷带轧机厚度系统实例的仿真研究,仿真研究结果验证了所提出控制策略的有效性。     

高超声速飞行器动态输出反馈最优跟踪控制

采用非线性前馈加线性反馈控制结构,利用伴随法生成最优上升轨迹,设计输出反馈控制律与输出跟踪控制律,证明其有条件渐近稳定;实现高超声速飞行器上升段的最优跟踪控制,将系统能观测和不能观测部分分离,降低了对传感测量系统的要求.仿真结果表明,该组合方法能够实现高超声速飞行器的最大能量爬升,同时能够实现对最优上升轨迹的稳定跟踪.     

离散时间PWS的分段广义H2动态输出反馈控制

基于分段二次李雅普诺夫函数．对离散时间分段系统提出了广义H2稳定控制器的设计方法．通过构造分段动态输出反馈控制器。使闭环系统广义H2全局稳定．利用线性矩阵不等式理论。给出了闭环系统广义H2全局稳定的一个充分条件．     

一类控制系数未知非线性参数化系统的 输出反馈实际跟踪控制

研究了一类控制系数未知的非线性参数化系统的输出反馈实际跟踪控制问题。通过引入适当的坐标变换,将原始系统转换成不带有控制系数的新系统。为新系统设计了合理的高增益观测器,进而利用反推技术,设计了输出反馈跟踪控制器。仿真结果表明,通过选择合适的设计参数,所设计的输出反馈跟踪控制器可以保证系统所有的状态全局有界,并且当时间足够大时,跟踪误差收敛到零点的既定小领域内。     

基于LMI的范数有界不确定采样系统的输出反馈鲁棒镇定

将采样控制系统转化为等价的跳变系统,设计目标为对所有容许的参数不确定性设计一个输出反馈采样控制器,使得闭环系统渐近稳定。以线性矩阵不等式的形式给出了鲁棒镇定问题可解的充分条件,并由可行解构造输出反馈采样控制器的参数矩阵。对短周期飞行器动态模型的仿真结果验证了所提方法的有效性和正确性。     

线性切换系统基于观测器的输出反馈镇定

切换系统是一类重要的混合系统，具有广泛的应用背景．针对许多实际切换系统状态不可测的特点，将多Lyapunov函数方法和线性矩阵不等式技术相结合，设计了线性切换系统基于观测器的输出反馈镇定控制器，给出了系统可镇定的充分条件，同时给出了该条件下切换观测器和反馈控制器的参数化表示，以及基于重构状态的稳定化切换律构造方法．最后的算例和仿真结果表明该方法简单、有效、便于应用．     

基于迭代线性矩阵不等式的模糊静态输出反馈控制

对于一类状态矩阵、输入矩阵和扰动输入矩阵中均含有不确定项的离散T-S模糊系统,研究了静态输出反馈控制的二次稳定性问题。以矩阵不等式的形式给出的充分条件保证了基于该模糊系统的静态输出反馈控制器的存在性。该充分条件不但简单,而且考虑到了各个模糊子系统之间的相互作用。最后,使用迭代线性矩阵不等式(ILMI)的方法,通过数值仿真算例证明了该设计方法的正确性及有效性。     

全驱动式自主水下航行器有限时间编队控制

为了研究了全驱动式自主水下航行器有限时间编队控制问题。针对多AUV编队控制过程中的可变通信拓扑情形,首先通过预定义AUV间的通信距离,将多AUV系统建模为通信拓扑可变系统。其次对AUV三维运动学和动力学进行建模;为实现多AUV编队控制的有限时间控制,提出一种有限时间的二阶一致性控制算法,对AUV的速度(线速度和角速度)和位置(平移和角度)进行一致性协同控制,利用一致性协同后的速度量和位置量以及各AUV的动力学方程,求解各AUV的推力和推力矩。最后通过对可变通信拓扑情形下的多AUV编队控制进行了数值仿真,验证了所提有限时间编队控制策略的有效性。