一类不确定切换中立型系统的鲁棒滑模控制

针对一类不确定切换中立型系统, 设计相应的积分型滑模面. 基于平均驻留时间方法和线性矩阵不等式技术, 给出滑模动力学系统鲁棒指数渐近稳定的时滞相关性判据. 通过设计滑模控制器, 使闭环系统的状态满足到达条件. 数值仿真表明, 所提出的方法是有效可行的.

     

基于多LPV 模型的调度离线鲁棒预测控制

针对一类具有大工作区域和快时变特性的约束非线性系统, 采用多个线性参数时变(LPV) 模型近似描述原非线性系统. 对于各LPV 模型, 设计基于参数独立Lyapunov 函数的局部离线预测控制器. 构造各局部控制器间的切换策略, 在保证切换稳定性的同时, 使相互重叠的稳定域覆盖期望的工作区域. 仿真结果表明, 相比于已有的调度预测控制方法, 所提出的方法不仅能够保证控制输入在给定的约束范围内, 而且在局部控制器切换次数少的情况下, 获得良好的控制性能.

     

基于输入状态稳定的离散广义系统预测控制

针对一类具有持续扰动和输入约束的离散广义系统, 研究其鲁棒预测控制器的设计问题. 将输入状态稳定的概念引入广义系统预测控制, 在quasi-min-max 性能指标下, 提出了广义系统双模鲁棒预测控制器的设计方法, 证明了基于双模鲁棒预测控制器的闭环广义系统输入状态稳定, 且具有正则、因果性. 数值仿真结果验证了所提出方法的有效性.

     

一类不确定非线性切换系统的鲁棒容错控制

研究一类不确定非线性切换系统的鲁棒容错控制问题.当执行器失效或部分失效时,利用Lyapunov函数法建立切换闭环系统混杂状态反馈容错控制器存在的充分条件;然后运用线性矩阵不等式将鲁棒容错控制器设计问题转化为一组线性矩阵不等式的可行解问题,从而借助Matlab中线性矩阵不等式工具箱求解;最后通过数值算例验证了所提出设计方法的有效性.

     

一类不受控离散事件驱动不确定线性切换系统优化控制

考虑一类不受控离散事件驱动不确定约束线性切换系统, 提出具有任意切换特性的约束优化控制策略. 引入有限时域性能函数, 定义约束最优控制问题. 为降低控制器的在线计算量, 通过参数化方法压缩最优控制问题决策变量的维数. 应用公共Lyapunov 函数和控制Lyapunov 函数理论建立的闭环切换系统, 具有对不确定扰动和不受控切换信号的渐近稳定性和逆最优性. 最后通过算例仿真验证了结果的有效性.

     

一类含有输入时滞的不确定切换系统的鲁棒指数镇定

针对一类含有输入时滞的不确定切换系统,讨论了鲁棒指数镇定问题,提出了可行的切换控制器和切换信号的设计方法．首先,运用还原法将具有时滞的切换系统转化为无时滞的切换系统;然后,基于线性矩阵不等式,给出了系统在切换控制器和切换信号作用下鲁棒指数可镇定的充分条件,并利用多Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数方法给出了定理的详细证明;最后,利用数值仿真例子验证了该方法的有效性．

     

一类扩展结构大系统的分散有限时间鲁棒关联镇定

研究一类扩展结构大系统分散有限时间鲁棒关联镇定问题. 扩展结构大系统是在原结构系统上增加新子系统而构成的, 在原系统分散控制律确定不变的情况下, 设计新加入子系统的鲁棒分散控制律, 使扩展后的系统仍能保持有限时间关联稳定. 利用LMI 方法推导此类系统基于状态反馈和输出反馈的分散有限时间关联镇定的充分条件, 并给出扩展子系统的相应控制器的设计方法. 最后通过仿真实验表明了所提出方法的可行性和有效性.

     

离散LPV重复过程的l2-l∞ 动态输出反馈控制

探究离散线性参数变化(LPV) 重复过程的l₂-l_∞ 动态输出反馈控制问题. LPV 重复过程是一类复杂的时变2D 系统. 对于整个参数变化空间, 传统方法是基于二次稳定框架设计过程的控制器, 具有较大的保守性. 这里利用参数依赖Lyapunov 函数, 设计离散LPV 重复过程的参数依赖鲁棒l₂-l_∞  动态输出反馈控制器, 可确保闭环离散LPV 重复过程沿通道渐近稳定, 且具有一定的l₂-l_∞  扰动抑制水平. 最后, 仿真结果验证了所提出方法的有效性.

     

时变时滞连续切换奇异系统的一致有限时间稳定分析

讨论一类含有时变时滞的连续时间切换奇异系统的一致有限时间稳定、有限时间有界和状态反馈镇定问题. 在给定任意的切换规则下, 运用多Lyapunov 函数和平均驻留时间方法设计使得闭环系统一致有限时间稳定和有限时间有界的状态反馈控制器, 同时给出基于线性矩阵不等式表示的控制器存在的充分条件. 最后通过数值算例表明了所提出方法的合理性和有效性.

     

不确定切换线性系统状态和未知输入估计方法

针对具有未知输入的不确定切换线性系统, 在平均驻留时间切换下, 讨论其状态和未知输入估计方法. 通过等价变换解耦切换系统的未知输入, 以构造降维切换系统. 进而, 设计切换观测器实现对原系统的状态估计, 并求解具有线性矩阵不等式限制的最优化问题, 得到观测器存在的充分条件. 在基于函数微分数值解方法求得系统输出微分的基础上, 提出一种切换系统未知输入的估计方法. 最后通过一个数值实例验证了所提出方法的有效性.

     

连续切换LPV系统的鲁棒H∞滤波

探究连续切换线性参数变化(LPV)系统的鲁棒H∞滤波问题.对于整个参数变化空间,传统方法是设计单一LPV滤波器,具有较大的保守性.为此,利用多参数依赖Lyapunov函数设计了切换LPV系统的多参数依赖鲁棒H∞滤波器,以降低设计的保守性.考虑了平均驻留时间切换逻辑,所设计的鲁棒H∞滤波器能够确保滤波误差系统指数稳定且具有一定的H∞扰动抑制水平.数值仿真实例验证了所提出方法的有效性.     

连续线性切换系统的镇定慢切换设计

针对含有两个不稳定子系统的线性切换系统,设计一种包含时间驱动和状态驱动两个环节的切换法则,使线性切换系统稳定.在该切换法则下,系统的类Lyapunov函数在两个环节都不需要严格单调递减,使得系统在每个子系统有更长的驻留时间,从而有效降低系统的切换频率.在适当的假设条件下,带时变扰动的线性切换系统在该切换信号下具有良好的鲁棒稳定性.基于此,当系统可观测时,进一步设计了基于观测器的混合切换法则,实现了系统的鲁棒稳定.     

基于多目标控制的变体飞行器切换线性变参数控制器

变体飞行器在不同的机体构型有不同的控制目标,针对变体飞行器的多目标控制问题,提出了一种切换线性变参数(linear parameter varying,LPV)控制方法.该方法根据变体飞行器的任务模式及性能指标要求把后掠角变化范围分成不同的区域,在不同的区域根据相应的控制目标求出系统满足控制性能指标的有解条件及相应的LPV控制器,并用参数依赖多Lyapunov函数和公共Lyapunov函数两种方法保证变体过程的稳定性及快速性.仿真结果表明:在飞行器参数大范围快速变化的情况下,运用本文设计的控制器具有良好的操纵性能.     

The design of smooth switching control with application to V/STOL aircraft dynamics under input and output constraints

This paper presents a smooth switching gain‐scheduled control approach for linear parameter varying (LPV) system dynamics, indexed by a scalar varying parameter. The proposed approach is demonstrated by application to the planar vertical/short takeoff and landing (V/STOL) aircraft dynamics subject to input and output constraints. In the design of switching control, the switch logic determines the switching process between control laws. The usual switching logics use the instantaneous switching manner, which can cause discontinuous chattering control signal. By performing convex weightings between two individual control laws for neighboring subsystems, the proposed smooth switching gain‐scheduled control approach can provide improved performance but does not arouse control signal chattering. For the studied application, the nonlinear aircraft dynamics are represented in the form of LPV systems with parameter dependence on attitude angle. The resulting design is verified by the obtained relative stability and time response simulations. Copyright © 2011 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society     

互联大系统动态输出反馈多重叠鲁棒分散关联镇定

针对一类具有网型拓扑结构的互联大系统,提出一种动态输出反馈多重叠鲁棒分散关联镇定方法.该方法将系统状态空间加以扩展,在扩展空间中将其分解为按循环逆序排列的一系列两两子系统对,并为每个子系统对分别设计使其关联稳定的鲁棒分散动态输出反馈控制器,将这些多重叠设计的控制器再收缩回原空间,实现控制律的协调.将该方法应用到一个四区域网型电力系统控制设计中,仿真结果验证了所提出方法的可行性和优越性.     

基于均匀设计的张量积分布补偿控制系统设计

现有的张量积分布补偿控制方法计算负荷会随着变参数维数的增加而迅速增大,这使得该方法在中高维LPV系统上的应用受到限制.针对此问题,提出一种基于均匀设计的张量积分布补偿控制方法,该方法通过均匀设计获取LPV系统的离散张量,使离散数据与变参数维数弱相关.仿真结果表明,基于均匀设计的张量积分布补偿控制可以在控制效果基本不变的情况下,有效降低控制算法的计算负荷.     

非线性扩展结构大系统自适应神经网络跟踪控制

针对一类非线性关联大系统在结构扩展时的跟踪控制问题, 提出一种采用自适应神经网络的控制方法. 该方法要求在不改变原结构系统控制律的前提下设计新加入子系统的控制律和自适应律, 使扩展后所有子系统都具有很好的跟踪性能. 这里主要利用神经网络的逼近功能以及Backstepping 技术来设计自适应律和控制律, 通过Lyapunov 理论证明在该控制器的作用下闭环系统的所有信号均是有界的, 并可使系统准确跟踪. 仿真结果验证了所提出方法的有效性.

     

基于参数依赖滚动时域H∞控制的高超声速飞行器控制

针对输入受限的高超声速飞行器强耦合、强非线性以及严重不确定性的特点,提出一种参数依赖滚动时域?∞控制(PD-RHHC)的方法.首先在考虑控制输入约束的条件下,引入参数依赖Lyapunov函数和松弛因子并提出了基于LMI优化的PD-RHHC;然后采用函数替换方法,结合张量积模型转换方法实现高超声速飞行器(HSV)纵向非线性弹性模型的LPV描述,并将PD-RHHC应用到高超声速飞行器纵向控制中,以实现HSV在大飞行包线内的机动飞行;最后通过仿真实验验证了所提出算法的有效性.     

考虑参数和负载不确定性的内置式永磁同步电机自适应反步控制

提出一种??_?? = 0 的内置式永磁同步电机的自适应反步控制方法. 通过定义虚拟控制变量和选择适当的Lyapunov 函数, 导出系统控制律及参数自适应律. 该方法能够根据自适应参数估计器实时估计出的负载转矩和定子电阻对控制输出进行动态校正, 从而提高转速控制精度和系统的抗扰能力. 仿真结果表明, 系统能够快速跟踪参考转速, 并对负载扰动和参数变化具有较强的鲁棒性.