线性周期系统特征指数的配置

本文研究性周期系统的特征指出的配置问题，为了配置特征指数，需要用旋转变换将原系统化简成块能控标准形，在块能控标准形的基础上文章给出了线性周期系统特征指数任意配置的方法，最后文章还给了仿真例子说明此方法的有效性。     

一种用磁力矩器控制卫星姿态的新方法

本文研究用磁力矩器控制极地轨道上对地指向卫星姿态的方法。由于地磁场的方向在轨道上周期变化，卫星的姿态动力学方程是一个线性周期系统。本文采用块能控标准形和滑模态的设计思想，提出了一种开关控制方法，可以保证线性周期系统的稳定性。文中给出一个具体例子验证了此方法的有效法。     

高阶系统方法—Ⅱ.能控性与全驱性

本文首先简述了基于状态空间模型的一阶动态系统的能控性进展, 指出了一阶系统方法中卡尔曼能控性体系的一些问题.然后证明了线性定常系统能控的充要条件是它能化成一个高阶全驱系统, 同时还在一定程度上将这一结果推广到非线性系统的情形.基于这一发现, 本文定义了一般动态系统的完全能控性, 明确其意义在于存在控制律使得闭环系统为一线性定常的高阶系统, 并且可以任意配置闭环特征多项式的系数矩阵, 同时还指出其多方面相关结论.     

MIMO系统转化为Luenberger能控规范型的条件

线性系统化为Luenberger能控规范型后可以很方便地进行极点配置.本文证明,在完全能控的情况下,MIMO系统能否化为Luenberger能控规范型与系统的最大能控性指数和最小能控性指数之差有关.如果两者之差大于1,就可能在控制矩阵B中除第l行(l=sum from i=1 to m μi,1≤m≤r)以外的位置上出现非零元.结果表明,用Luenberger能控规范型方法进行极点配置有一定的局限性.     

基于无退化混沌系统的序列密码研究

针对连续时间混沌系统的退化问题,提出一种基于矩阵特征值配置的方法来构造具有多个正Lyapunov指数的连续时间混沌系统。提出一种基于特征值定义的特征值配置方法,通过设计一个线性反馈控制器,可以配置任何系统为以稳定焦点为原点的渐近稳定线性系统;通过设计一个非线性反馈控制器来配置多个正Lyapunov指数。相比于现有算法,对于任意受控系统,该方法都能系统地配置该受控系统的Lyapunov指数,使之成为无退化混沌系统。将该方法得到的无退化混沌系统转换为二进制序列,对得到的混沌序列进行分析后证明该序列具有良好的加密特性。     

基于Butterworth标准传递函数设计状态反馈系统

本文首先给出了Butterworth标准传递函数,然后提出了一种设计状态反馈系统的方法,该方法包括利用线性变换将能控系统化为能控标准形,使能控标准形系统的闭环传递函数等于Butterworth标准传递函数,通过比较法来求得能控标准形系统的状态反馈增益阵,再通过变换得到一般能控系统的状态反馈增益阵.设计示例表明该方法设计的状态反馈系统具有良好的阶跃响应特性.     

高阶系统方法—Ⅲ.能观性与观测器设计

平行于第Ⅰ部分中提出的非线性系统的全驱性概念, 本文提出了非线性系统的全量测性概念.首先给出了非线性系统的一种能观规范型, 并证明了任何与该类非线性系统能观规范型等价的系统, 以及任何能观的线性系统, 都等价于一个高阶全量测系统.然后据此提出了一般动态系统的完全能观性定义, 同时指出线性系统的完全能观性等同于其通常意义下的能观性.最后提出了非线性全量测系统观测器设计的一种简洁方法.基于这种设计, 可以使观测误差系统为线性定常系统, 并且可以任意配置其特征多项式的系数矩阵.     

离散线性周期系统的模型匹配

考虑离散线性周期系统的模型匹配问题, 提出一种基于参数化极点配置的模型匹配方法. 该方法从时域的角度出发, 采用周期状态反馈, 使得闭环系统充分接近目标系统. 由于所采用的参数化极点配置算法提供了充分的自由度, 所提出的方法能够实现零误差匹配. 数值算例验证了所提出算法的有效性.

     

多变量鲁棒自适应极点配置算法

在系统具有一般不确定结构的情况下,提出了一种多变量自适应极点配置算法,解 决了多变量自适应极点配置算法的奇异性问题,证明了它的全局收敛性和稳定性.该算法构 造了一个估计参数的修正策略，保证估计模型的一致能控性,并且得到能控度的一个下界.所 需要的先验知识仅为系统的能观性指数和能控性指数的上界以及干扰上界.     

基于Butterworth标准传递函数设计状态反馈系统

本文首先给出了Butterworth标准传递函数,然后提出了一种设计状态反馈系统的方法,该方法包括:利用线性变换将能控系统化为能控标准形,使能控标准形系统的闭环传递函数等于Butterworth标准传递函数,通过比较法来求得能控标准形系统的状态反馈增益阵,再通过变换得到一般能控系统的状态反馈增益阵。设计示例表明该方法设计的状态反馈系统具有良好的阶跃响应特性。     

一个新超混沌系统及其线性反馈控制

为提高混沌吸引子的拓扑结构的复杂性,构造了一个新的四维超混沌系统.用数值模拟的方法研究了该系统的超混沌吸引子的相图、系统的分岔图、Lyapunov指数谱图和Lyapunov维数等.分析结果表明,新的四维系统当参数满足一定条件时,具有两个正的Lyapunov指数,是一个超混沌系统,系统的分岔图与Lyapunov指数谱是完全吻合的,随着参数变化呈现周期、混沌及超混沌动力学行为.利用线性反馈控制法镇定了超混沌系统的不稳定平衡点,数值模拟结果表明该方法的可行性和有效性.     

非线性广义系统的变结构控制设计

从线性定常广义系统出发，研究非线性广义系统的变结构控制设计问题。其主要思想为：选取一具有指定性能的线性定常广义系统作为参考模型，根据所控系统与参考模型的误差方程设计变结构控制，使系统的状态（输出）向参考模型的状态（输出）逼近，由参考模型的性能即得所研究的非线性广义系统所希望的性能。仿真例子验证了所建立方法的有效性。     

PID控制的应用与理论依据

PID控制是自动控制中产生最早，应用最广的一种控制方法，从PID控制的结构形式，实际控制工程需求和实现条件分析了PID控制的独特优点，同时又介绍了二阶线性定常系统PID控制器的设计方法，叙述了高阶线性定常系统的特征建模原理，重点分析和推导了基于特征模型的带消除静差的二次型最优控制设计方法，证明了高阶线性定常系统和一大批非线性系统能用PID控制器实现位置恒值控制的基本原理，为随输出状态不同而选择不同P，I，D参数等各种人工调节方法提供了合理性解释，最后说明了PID控制器结构是智能控制的一种最基础单元。     

非匹配不确定系统的终端滑模分解控制

针对非匹配多变量模型不确定系统,提出了一种终端滑模分解控制方法.通过状态变换和去耦合处理将系统转换为块能控标准型,它由匹配扰动的值域空间子系统和稳定的非匹配扰动的零动态子系统组成.提出了特殊的终端滑模超曲面,采用滑模控制策略,使值域空间子系统的状态在有限时间内收敛至平衡点,随后非匹配扰动的零动态子系统渐近收敛至平衡点附近的邻域内,且建立了该邻域的范围与系统的非匹配不确定性范围之间的数学关系,并用于系统的设计与分析.所提方法对于维数较高的非匹配不确定系统的控制具有较大的意义,可简化设计,实现递阶控制.仿真实     

Satisfactory control of discrete-time linear periodic systems

In this paper satisfactory control for discrete-time linear periodic systems is studied. Based on a suitable time-invariant state sampled reformulation, periodic state feedback controller has been designed such that desired requirements of steady state covariance, H-infinity rejection bound and regional pole assignment for the periodic system are met simultaneously. By using satisfactory control theory, the problem of satisfactory periodic controller can be transformed into a linear programming problem subject to a set of linear matrix inequalities （LMIs）, and a feasible designing approach is presented via LMI technique. Numeric example validates the obtained conclusion.     

多变量线性模型不确定系统终端滑模分解控制方法

针对线性多变量模型不确定系统系统,提出了一种终端滑模分解控制方法.通过状态变换和去耦合处理将系统转换为块能控标准型,它由值域空间子系统和稳定的零空间子系统组成.提出了特殊的终端滑模超曲面,采用滑模控制策略,使值域空间子系统的状态在有限时间内收敛至平衡点,随后稳定的零空间子系统渐近收敛至平衡点.所提出的方法对于维数较高系统的控制具有较大意义,可简化设计,实现递阶控制.仿真验证了该方法的有效性.     

Control System Design Automation for Mechanical Systems

In this paper, a user-friendly and comprehensive control system design package called Control System Design Automation (CSDA) is described. The system consists of five main blocks: a requirement interpretation block, a modeling block, an analysis/design block, a database management and knowledge base block, and a verification block. The requirement interpretation block transforms the specifications in terms of the application to those in terms of control. The analysis/design block selects an optimal control structure and determines the controller parameters. In addition to the conventional design methods, CSDA also contains the more recent design methods such as the LMI design approach and the Kessler/Manabe method. The LMI approach can obtain a controller which satisfies multiple specification items at the same time. The configuration of the system as well as the analysis/design block are described in detail in this paper.     

特征结构下多变量预测控制系统的闭环反馈结构及其应用

文献[1]把多变量频域设计方法和单变量预测控制结合起来,提出了在特征结构下的多变量预测控制算法。本文在此基础上提出了特征结构下多变量预测控制系统的闭环反馈结构。利用此反馈结构不仅可有效地减少多变量预测控制算法的计算量及所需的存贮空间,而且还可以方便地判别此类预测控制系统的闭环稳定性。文中以火力发电厂中带汽-汽换热器的20万千瓦火电机组汽温系统为例进行了预测控制的仿真,仿真结果表明,用本文所提出方法设计的多变量预测控制系统,具有良好的控制效果。     

滞后线性定常广义不确定系统的变结构控制设计*

本文首次引入了滞后广义系统的受限等价分解形式，利用滞后正常系统的理论和无滞后广义系统的理论，研究了滞后线性定常广义系统的变结构设计问题，所提供的的研究方法为进一步研究滞后文义系统的其它问题（例如调节，跟踪）开创了一条新的途径。