磁悬浮球系统的滑模变结构鲁棒控制器设计

为了实现对磁悬浮球系统的精确控制,根据变结构理论,设计了一种具有更强鲁棒性的二阶动态滑模控制器。其中新切换面含有系统输入的高阶导数,降低了趋近律中不连续项的影响,改善了普通滑模控制器存在严重抖振的缺陷。通过与普通滑模控制器进行仿真比较,结果表明,所设计的二阶动态滑模变结构控制器能使系统有较好的动态性能并能较好地实现系统稳定悬浮。     

磁悬浮位置跟踪控制器设计及其鲁棒分析

实现被控对象对目标位置的稳定快速跟踪是磁悬浮的关键技术之一。针对悬浮小球的单自由度控制问题,采用时域分析方法,完成了PD控制器的参数设计。在机械受力和电磁电路分析的基础上建立系统的动态数学模型,然后基于劳斯稳定判据测算比例微分参数的基本范围,最后根据给定的性能指标要求完成控制参数的整定。仿真分析表明,所得控制系统能在0.02 s内实现小球向上5 mm的位置跟踪,并且对内部控制电流的衰减和外部的不确定直接位置干扰具有较强的抵抗能力,所设计的系统具有良好的动态性能和鲁棒性。     

非线性系统自适应鲁棒控制器设计

针对非线性系统模型参数具有不确定性的问题,利用二型模糊逻辑控制器特别适合于解决不确定性问题的优点和特点,提出二型模糊自适应滑模控制方法,设计了具有自适应和鲁棒性的非线性系统控制器。首先对非线性系统进行精确线性化,然后选取合适的滑模面,并设计了二型模糊逻辑系统,通过李亚普诺夫稳定性理论分析,得到自适应控制律。通过仿真实例验证,对比分析并验证了该控制方法能够克服不确定性参数的干扰,从而更好地控制非线性系统,使其具有一定的自适应性和鲁棒性。     

基于鲁棒自适应策略的燃气轮机系统控制器设计

太阳能、风能和潮汐能等可再生能源的发电系统,具有间歇性发电的特性.因此,具有快速响应、发电效率高的燃气轮机发电系统,能够在可再生能源发电间歇出现时充当替代系统,不仅稳固电网的负荷能力,还有助于推动可再生能源的发展.由于燃气轮机是一个模型包含未知的复杂非线性系统,目前针对转速环节主要采取传统PID控制技术.然而,实际运行中系统工况发生变化时,控制器参数不能随着这些变化做出相应的调整,使得控制效果欠佳,执行器故障的出现也可能导致系统无法正常工作.因而,本文针对单轴燃气轮机的孤岛发电模式,结合燃气轮机系统特性,基于反步法的设计思路,引入不依赖于系统模型的鲁棒自适应控制策略,并加入容错控制和Nussbaum函数构造转速控制器.在控制器设计过程中融合动态面方法,解决高阶系统中反步法引起的计算爆炸问题.最后,通过仿真,验证了控制器的可靠性.     

一类非线性系统的鲁棒控制器设计

该文研究了一类不确定非线性系统的鲁棒镇定控制器设计问题，该非线性系统的时变参数不确定性满足范数有界条件，非线性不确定项位于有限霍尔维茨角域。首先分析了系统鲁棒稳定的条件，接着基于线性矩阵不等式的方法得到了系统鲁棒镇定控制器设计的充分条件，通过求解一个线性矩阵不等式便得到了鲁棒镇定控制器。最后通过数值仿真例子进行了验证，仿真结果表明了该文所得结果较之已有的结果保守性明显降低。     

离散广义系统的鲁棒控制器设计

利用二次稳定的概念 ,研究了带有外部干扰的离散广义系统鲁棒控制器的设计问题 .在对系统进行二次稳定分析的基础上 ,给出了系统可以鲁棒镇定的条件 ,并且这一条件被表示为线性矩阵不等式 (LMI)的形式 ,从而控制器的设计问题可利用现有的LMI方法解决     

鲁棒稳定控制器设计

提出了一种新的鲁棒稳定控制器设计方法。利用它能够成功地解决当控对角具有极点穿越虚轴时，鲁棒器的设计问题。     

基于遗传算法的鲁棒PID控制器设计

从分析控制系统的性能指标入手,从抗干扰性能和鲁棒性能两方面综合考虑控制器的设计,得到一种鲁棒 PID 控制器的设计思路,把 PID 控制器的设计问题转化为求解一个带鲁棒性能约束的绝对误差积分指标 (IAE) 优化问题。鉴于问题是非凸的,用常规优方法无法得到最优解,采用遗传算法来求解该问题。分别对一阶加纯迟延(FOPDT)和非线性对象进行了仿真,结果表明了方法的有效性,不仅控制系统性能优良,而且抗干扰能力和鲁棒性能也很好。     

机器人系统鲁棒轨迹跟踪控制器设计

针对机器人系统的轨迹跟踪控制问题,考虑实际系统中存在的不确定性,基于动态系统终值有界性引理,采用连续状态反馈的方法,设计出一种鲁棒轨迹跟踪控制器。仿真结果表明,此法设计的控制器对机器人系统的参数不确定性具有较好的鲁棒性,可保证不确定性存在情况下跟踪误差的终值有界性。     

基于T-S模糊系统的鲁棒容错控制器的设计

研究了部分执行器可能失效的T-S模糊系统鲁棒容错控制问题。对于所给系统,给出了鲁棒容错控制器存在的一个新的稳定条件。在此条件下所设计的控制器,可使闭环系统渐近稳定。通过矩阵分解把系统的非严格矩阵不等式约束转化为严格矩阵不等式,可以直接使用LMI工具箱求解器,仿真例子说明了所给方法的可行性和有效性。     

时滞不确定系统基于观测器的鲁棒控制器设计

讨论线性时滞不确定系统的鲁棒控制器设计问题，其中不确定性是时变的，满足范数有界条件,通过构造广义系统，并利用Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式方法得到了不确定时滞系统基于状态观测器的鲁棒控制器的充分条件，并给出系统基于该观测器状态的反馈控制嚣设计方法。     

基于参数化的二阶动力学系统鲁棒控制器设计

研究了一类受扰二阶动力学系统的鲁棒渐近跟踪问题,即采用一种参数化方法来设计具有干扰抑制的模型跟踪控制器.利用模型跟踪控制器所满足的矩阵方程的完全参数化解,给出了跟踪控制器增益的一种参数化表示,从而提供了该模型跟踪设计的所有自由度.然后利用参数化方法所提供的自由度最小化扰动到跟踪误差传递函数的范数来实现干扰抑制.最后通过一个数值例子验证了所提方法的有效性.     

时滞不确定系统基于观测器的鲁棒控制器设计

讨论线性时滞不确定系统的鲁棒控制器设计问题,其中不确定性是时变的,满足范数有界条件.通过构造广义系统,并利用Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式方法得到了不确定时滞系统基于状态观测器的鲁棒控制器的充分条件,并给出系统基于该观测器状态的反馈控制嚣设计方法.     

非线性系统的多模型鲁棒控制器设计

在互质分解框架下,定义了闭环系统中算子的图及其鲁棒边界的概念,并给出了反馈系统稳定的充要条件.通过对非线性系统中多个平衡点的线性化模型进行最优鲁棒控制器设计,使之具有最大的广义稳定裕度.将各线性闭环系统的鲁棒稳定边界用于对子控制器输出信号的加权,从而得到全局控制器的输出.仿真实验表明,该方法不仅可以较好地跟踪设定值,而且具有较强的抗干扰能力.     

多重状态滞后系统的鲁棒控制器设计

本文针对多重状态时滞的不确定性线性系统提出一种鲁棒稳定化控制器的设计方法。构造Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数，并考虑到系统的不确定信息，从而使所设计的控制系统具有一定的鲁棒度。文中通过数字例子仿真说明该方法的有效性。     

一类复杂非线性系统的鲁棒控制器设计

基于向量Lyapunov函数方法,针对一类复杂的非线性系统,在考虑外部有界扰动的情况下,设计了鲁棒控制器.首先对每个子系统进行分析,通过一定的变换,使得各个子系统之间形成广义的分块串级形式.然后对每个子系统设计一个Lyapunov函数形成一个维数较低的比较系统,通过研究低维比较系统的稳定性,得到原结构复杂的非线性系统的稳定性质.最后仿真结果验证了所提出控制器的有效性.     

不确定性AMD系统的鲁棒控制器设计研究

任何控制系统的数学模型只是真实动力学系统的一种近似,在系统模型中总是存在一些不确定性,系统模型的不确定性会影响结构的减振效果。以主动质量阻尼器控制系统为例,考虑系统的质量、刚度和阻尼存在不确定性时,提出H无穷鲁棒控制器的设计方法。为便于控制器的设计,采用基于线性不等式的求解算法。利用一个安装主动质量阻尼器的两层结构模型的振动台实验来验证所提出的H无穷鲁棒控制器的有效性。在结构的底层安装一对形状记忆合金丝,通过电流加热形状记忆合金丝来调整结构的刚度,以引入结构的刚度不确定性。在结构的各层放置质量块,以引入质量的不确定性。试验结果验证了所提出的H无穷鲁棒控制器能有效处理结构参数中的不确定性。     

混合动力装载机变频泵控转向液压系统的鲁棒控制器设计

首先论述了混合动力装载机变频泵控转向液压系统的基本结构。之后对IPMSM数学模型进行精确反馈线性化,并结合H∞混合灵敏度控制方法,采用改进的量子行为粒子群算法对混合灵敏度问题加权函数的系数进行优化;依据优化后的加权函数,通过求解LMI得出IPMSM的鲁棒控制器。最后对装载机实际V形铲装作业时转向系统的负载状况进行仿真研究,基于实地铲装作业测试数据的仿真结果表明：所设计的控制器可以使IPMSM驱动定量泵输出适量的液压油,以满足装载机正常转向时对油液的需求;同时,与阀控及一般泵控转向系统相比,变频泵控转向系统更加节能。     

用MATLAB设计鲁棒PID压力控制器系统

利用可重复执行的交互式MATLAB软件,给出了鲁棒PID压力控制器的设计方法。研究结果表明,所设计的PID压力控制器的调节时间Ts≤0 5s,当输入为阶跃信号时,系统能达到ITAE最优。仿真结果表明,通过串联一个增益放大器,当C0在0 1～10范围内变化时,所设计的PID压力控制器具有很强的鲁棒性。     

基于LMI的倒立摆系统鲁棒H∞控制器设计

利用线性矩阵不等式方法设计状态反馈H∞控制器，给出系统具有H∞性能的线性矩阵不等式的条件，并用倒立摆系统实例及其仿真来验证设计方法的有效性和优越性。