具有输出延迟的网络化切换系统的稳定性分析

为了增强网络化切换系统适应时延的动态性能,利用Lyapunov稳定性理论,设计了一种切换观测器和相应的切换控制器,给出了对任意切换规则和延迟周期数,都能保证整个闭环网络化切换系统稳定的充分条件．并给出了求解切换观测器增益和切换控制器增益的锥补线性化方法,仿真实例说明了所提方法的有效性．     

一类离散Markov跳跃系统基于状态观测器的鲁棒H_∞控制

研究了具有不确定性的模式依赖时滞离散Markov跳跃系统基于状态观测器的鲁棒H∞控制问题。目的是构建依赖于系统模式的观测器和控制器,使得闭环系统是随机稳定的且具有较好的H∞干扰抑制性能。通过选取合适的随机Lyapunov函数,利用线性矩阵不等式,给出了鲁棒H∞控制器存在的时滞依赖条件。基于锥补线性化算法对控制器进行求解,得到了模式依赖观测器和控制器。最后通过数值仿真证明了本文方法的可行性。     

基于观测器的一类离散非线性系统的控制

研究一类离散非线性系统的观测器设计问题,基于Schur补引理和Lyapunov稳定性定理,提出一类离散非线性系统的观测器设计方法.证明了在适当条件下,提出的观测器保证观测误差渐近趋于零.进一步,提出了基于观测器一类离散非线性系统的反馈控制器设计方法.并给出在反馈控制的作用下相应闭环系统达到稳定的充分条件.     

非线性互联系统的自适应模糊分散控制

针对一类带有完全未知关联项的非线性严格反馈互联系统,本文提出一种自适应模糊输出反馈分散控制方案。在控制设计过程中,先设计状态观测器来估计系统中不可测的状态,将研究领域由状态反馈的系统扩展至状态未知的输出反馈系统,然后应用模糊逻辑系统逼近未知的光滑非线性函数,并结合Lyapunov方法和自适应Backstepping技术,设计出一个自适应控制方案,通过仿真算例验证所提控制方法的有效性。仿真结果表明,所设计的观测器较好地估计了未知的系统状态,确保在所提控制器的作用下,整个闭环系统具有良好性能。该方案保证了闭环系统的所有信号半全局一致终极有界。     

带有未知系数的非线性系统的自适应模糊控制

针对具有未知虚拟控制增益的严格反馈系统的输出反馈控制问题,本文首次给出这类单输入单输出严格反馈系统鲁棒观测器的设计方法,进而提出一种基于观测器的自适应模糊输出反馈控制设计方案。利用凸组合方法建立系统的鲁棒观测器,进而结合模糊自适应控制方法和Backstepping技术构造出理想的控制器,同时基于李亚普诺夫稳定性理论证明了在所提出的输出反馈控制器作用下,闭环系统的所有信号是半全局一致最终有界的,并用实际例子进行验证。验证结果表明,本文设计的观测器能很好的估计系统的状态,表明闭环系统最终是有界的。该研究易于在实际工程中实施。     

滑模观测器在卫星姿控系统故障诊断中的应用

为提高卫星系统的可靠性,研究了基于观测器的卫星姿态控制系统执行机构故障诊断问题.考虑卫星姿态控制系统的不确定性及外界干扰,设计一种鲁棒自适应滑模观测器,采用Lyapunov函数作为稳定观测器的判别条件,保证了观测器的存在,利用设计的观测器对执行机构的故障进行重构从而达到故障诊断的目的.建立卫星闭环姿态控制系统模型并对算...     

带有未知系数的非线性系统的自适应模糊跟踪控制

针对带有未知虚拟控制增益的严格反馈系统的输出反馈控制问题,给出一类单输入单输出严格反馈系统鲁棒观测器的设计方法,提出一种基于观测器的自适应模糊输出反馈跟踪控制设计方案。同时,利用模糊自适应控制方法和Backstepping技术,构造理想的控制器,并在李雅普诺夫稳定性理论的基础上,证明所提出的输出反馈控制策略能保证,闭环系统的所有信号是半全局一致最终有界,且使跟踪误差能够收敛到原点的一个小邻域内。并通过实际例子验证所提控制方法的有效性。验证结果表明,本文设计的观测器能很好的估计系统的状态,而且闭环系统的所有信号最终是有界的。本文所提出的控制方案,保证了闭环系统的稳定性,跟踪误差能够收敛到原点的一个小邻域内。本研究简单易行,在实际工程中具有广阔的应用前景。     

基于观测器的网络控制系统均方指数稳定控制器设计

针对具有随机时延、状态难以测量等问题的网络控制系统,提出一种基于状态观测器的均方指数稳定控制器设计方法.使用变采样周期的方式将网络控制系统离散化,将系统建模为马尔科夫跳变系统,然后设计了基于状态观测器的反馈控制器,证明了闭环系统的均方指数稳定性,通过求解线性矩阵不等式给出了观测器和控制器反馈增益设计方法.仿真结果验证了所提设计方法的有效性.     

基于扩张状态观测器的永磁同步电机转速环连续螺旋控制

针对传统矢量控制策略在保持系统动态性能的基础上无法消除系统扰动的问题,为进一步提高系统的控制精度及抗扰能力,提出了一种基于扩张状态观测器(Extended State Observer, ESO)的连续螺旋滑模控制(Continuous Twisting Sliding Mode Control, CTSMC)方法。首先,该方法以双闭环矢量控制结构为基础,在转速环部分采用连续螺旋控制方法,与传统控制方法相比,可以将误差收敛到一定的区域,不仅提高了负载扰动的鲁棒性,还有效减少了系统的抖振。其次,在此控制器的基础上加入扩张状态观测器,估计系统的总扰动,并将此信号用于前馈补偿,以进一步提高系统的动态性能。最后,利用Lyapunov稳定性理论进行了闭环稳定性分析。通过仿真和实验,验证了基于扩张状态观测器的连续螺旋滑模控制方法的正确性及可行性。     

半闭环交流伺服系统滑模观测器研究

研究了半闭环交流伺服系统的开环位移观测器数学模型 ,在传统伦伯格观测器基础上设计了滑模变结构观测器 .计算机仿真研究结果表明滑模变结构观测器可以较好地估计开环位移 ,提高了观测器的抗干扰能力 ,对于改进半闭环伺服系统的位置控制精度具有重要意义 .     

异步化同步发电机定子磁链的最小维观测和转子转速的估计

论述了定子磁链和转子转速的观测问题,分析比较了定子磁链的开环观测和闭环观测的优劣,构造了定子磁链最小维观测,并在DSP控制器中实现,仿真研究和试验研究表明,闭环观测对参数测量(给定)的偏差具有抑制作用.同时借助于李亚普诺夫稳定理论,给出了转子转速估计的递推模型.仿真和试验研究表明,该观测器有较好的收敛性.     

基于观测器的永磁电机转子位置和速度估计方法

永磁同步电机运动控制系统中，机械传感器的存在使系统的成本增加，可靠性降低，易受外部环境的影响.为了降低系统的成本，提高可靠性，提出了一种无传感器控制方法，将磁链估计法与观测器法相结合，给出了一种基于观测器理论的永磁同步电机转子位置和速度估计方法.转子位置通过对磁链的估计而获得，速度反馈信息则通过一个闭环状态观测器进行估计.仿真和实测结果表明，该方法切实可行，能够可靠地进行转子磁极位置和速度的估算.     

降维观测器系统的鲁棒容错控制

对于使用降维观测器的反馈系统，基于矩阵扰动理论，将传感器故障和模型不确定性造成的参数扰动对系统的影响归结为对系统闭环矩阵的扰动，提出了使系统对传感器失效具有完整性并对非确定性参数扰动具有鲁棒性的设计方法。仿真结果表明，该方法是简单有效，具有能够达到预期的控制目标，且在正常状态下对系统性能没有不良的影响。     

基于扰动观测器的时滞非线性系统的跟踪控制

研究了具有输入时滞和未知外部扰动的单输入单输出非线性系统的跟踪控制问题. 针对系统中未知扰动,设计了扰动观测器对其进行良好的监测,针对输入时滞问题,采用pade近似和增加中间变量的方法消除其带来的影响. 在系统具有未知外部扰动的情况下,利用反步法和扰动观测器的技术提出了鲁棒跟踪控制. 在基于扰动观测器的鲁棒跟踪控制下,通过李雅普诺夫分析,保证了闭环系统中所有信号的一致渐近收敛性. 最后通过一个仿真实例验证了该控制方法的有效性.     

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.     

基于一致渐近稳定观测器的模块化多电平变流器控制系统设计

为了实现模块化多电平变流器(MMC)各模块之间电容电压均衡,减少电压传感器数量,设计非线性的降维状态观测器,并提出基于该观测器的系统控制方法.依据三相MMC拓扑结构,以三相环流、交流输出电流和所有模块电容电压为状态变量,建立状态空间模型. 结合模型,提出观测器的设计方法,该观测器通过测量MMC电路中6个桥臂电流和6个桥臂投入模块总电压,结合开关信号观测得到各模块电容电压. 利用无源理论和持续充分激励条件,证明在载波移相调制策略和最近电平调制策略下,观测器误差模型是一致渐近稳定的. 以该观测器为基础,设计MMC功率电流双闭环控制器. 通过搭建的仿真模型验证所设计观测器的观测值能够准确跟踪实际值,系统鲁棒性和动态性能较好.     

PMSM无位置传感器控制的系统延迟补偿方法

提出了一种基于系统延迟补偿的永磁同步电机位置观测方法,以避免在高速下滑模位置观测器精度受永磁同步电机驱动系统中的模拟延迟和数字延迟影响而产生位置估计误差。首先,建立了用于位置估计的典型滑模观测器,并分析了滑模运动的可达性。其次,研究了模拟电路对定子电流的影响,推导了采样电路中的有源滤波、无源滤波及偏置电路的传递函数,计算了采样电路对定子电流造成的总延迟相位。再次,分析了滑模观测器的数字实现过程造成的电流相位延迟。又再次,提出了基于直接信号补偿的方法,补偿了以上因素造成的电流相位误差。所提延迟补偿方法不仅提高了位置估计精度,还改善了闭环控制的电流调节性能。最后,在8 000 r/min电机驱动平台上进行了实验,结果表明所提系统延迟补偿方法提高了位置估计精度。     

用观测器在位置系统闭环内实现状态反馈控制

针对位置控制系统的特点，提出了一种用状态观测器在位置系统闭环内实现状态反馈控制的方法，仅需位置传感器，而无需测速机和加速度计，即可实现全状态反馈控制。并应用MATLAB进行了仿真，仿真结果表明设计是有效的。     

基于模糊观测器的非线性系统的故障调节

研究了基于模糊观测器的非线性系统的故障调节问题.通过设计模糊自适应诊断观测器估计出系统的故障,根据估计出的故障给执行器以相应的补偿,恢复系统的性能.将提出的算法对F-16歼击机进行纵向控制仿真,结果表明提出的算法是有效的.