弹性高超声速飞行器多胞鲁棒变增益控制

现有的高超声速飞行器控制系统设计方法在处理大包线飞行参数变动时计算复杂度较高,且较少考虑结构弹性的影响。针对上述问题,提出了一种基于张量乘积(TP)模型转换和可测状态反馈的多胞鲁棒变增益控制方法。其首先使用TP模型转换方法获取系统的多胞模型,然后基于线性矩阵不等式求解系统的多胞鲁棒变增益控制器。在求取控制器时,为简化控制器结构及降低控制器阶数,将弹性模态视为外部干扰,仅通过实际可测的刚体状态参数作为反馈量来设计控制器。仿真结果表明,所设计的多胞鲁棒变增益控制器可实现参考指令的有效跟踪,并保证整个包线范围内弹性模态稳定。     

近空间可变翼飞行器小翼切换自适应控制方法

针对近空间可变翼飞行器在小翼切换时存在参数不确定性的问题,本文设计了基于矩阵下三角对称(LDS)分解的小翼伸缩自适应切换控制器,以实现小翼伸缩的平滑切换。对近空间可变翼飞行器的非线性模型进行线性化处理,建立含有小翼伸缩变化的不确定线性模型;依据线性化的近空间可变翼飞行器模型,设计状态反馈控制器,并确定参考模型。然后设计自适应补偿控制器,消除参数不确定性的影响。将小翼切换自适应控制问题转换为参数不确定性问题,并且从理论上证明了小翼切换过程的稳定性。研究结果表明:提出的基于矩阵分解的自适应控制方法能够有效地解决小翼切换时飞行器参数不确定性问题,该方法有较强的鲁棒性,为飞行器参数不确定性问题提供了可靠地解决思路。     

吸气式高超声速飞行器控制的最新研究进展

随着超燃冲压发动机技术的快速发展,吸气式高超声速飞行器正受到世界范围内的高度关注,而其控制系统的设计则是重中之重.首先简要回顾了吸气式高超声速飞行器建模的发展,表明了对其进行控制器设计的复杂性;然后着重阐述了几种广泛应用于吸气式高超声速飞行器的控制方法:基于线性化模型的控制方法、反向递推法、T-S模糊控制方法、自适应控制和滑模变结构控制;最后指出了在控制器设计环节需要考虑的若干问题,例如:执行机构的非线性、容错控制、多目标控制、切换控制等,同时也是今后吸气式高超声速飞行器控制系统设计的研究方向.     

基于神经网络补偿的主汽温多模型控制

针对过热汽温对象的特性参数随机组运行工况的变化而有较大变化的特点,设计了基于神经网络补偿的多模型切换的串级控制系统．基于不同工况点设计的固定控制器可根据运行工况进行切换,补偿控制器在此基础上补偿控制作用的不足．仿真结果表明,这种控制方案实现了系统全工况运行的满意控制．     

一类切换LPV系统的鲁棒H_∞控制

研究一类切换线性参数变化系统的鲁棒H∞控制问题,假定各切换子系统的状态空间数据实时可测,且为在某一紧集上有界变化的参数.采用多参数依赖Lyapunov函数方法,设计相应切换线性参数变化系统的多参数依赖增益调度H∞控制器,与传统的共同Lyapunov函数方法相比,降低设计的保守性.考虑平均驻留时间切换逻辑,所设计的鲁棒H∞控制器确保闭环系统指数稳定,且具有一定的H∞扰动抑制水平.通过数值仿真验证文中方法的有效性.     

一种不确定性线性大系统的分散变结构鲁棒控制新方法

基于变结构控制中的单位向量控制方法，利用系统的复合滑动模态运动渐近稳定条件，推导出了一种适用于存在变化的子系统关联、系统参数摄动和外界干扰的不确定性线性大系统的分散变结构鲁棒控制新方法．与前人工作相比较，该控制方法成倍地减少了分散控制器中的切换变量，并大大减少了所需控制量的大小．该控制算法简单易行，便于工程实现．     

四旋翼无人机增稳混合控制器设计

为了改善四旋翼无人直升机在不同环境下的飞行稳定性,应用混合控制的方法设计了无人机增稳混合控制器．它有多个PID控制器可供选择,并根据无人机飞行高度和倾角大小选择当前合适的控制器,有效的降低了无人飞行器的坠毁机率和其他潜在危险的发生．并且通过Matlab中的Simulink工具箱搭建仿真系统,模拟了四旋翼无人机在起降、无风、有风和失控的情况下的控制器切换过程．仿真结果表明:应用混合控制器的四旋翼无人机在起降和有风情况下可有效抑制飞行器倾斜和水平漂移,提高稳定性．     

基于比例切换变结构控制的倒立摆系统研究

针对于倒立摆系统不稳定、建模存在误差且有干扰的非线性控制问题，研究了基于比例切换的变结构控制方法，建立了系统的数学模型，设计了控制系统的切换面和基于比例切换函数的滑模变结构控制器，经仿真后在实验系统上进行了物理实现。结果表明，该控制方法能有效抑制倒立摆系统参数摄动引起的扰动和外加干扰，能有效提高倒立摆控制系统的稳定性、控制精度和响应速度，系统鲁棒性强。     

饱和切换系统鲁棒H∞静态输出反馈控制

研究一类具有饱和输入的多胞不确定性离散切换系统,在平均驻留时间切换方式下的鲁棒H∞静态输出反馈控制问题.基于参数依赖间断切换Lyapunov函数和几个基本引理,通过求解LMI最优问题,设计出在平均驻留时间切换信号下,使闭环系统达到局部指数稳定的鲁棒H∞静态输出反馈控制器.仿真结果表明了所提设计方法的有效性.     

磁悬浮平台电磁悬浮系统的模糊滑模控制

为实现开环不稳定且高度非线性的磁悬浮平台悬浮气隙的精确控制,采用模糊滑模控制方案,根据电磁悬浮系统的动态非线性数学模型,设计使系统状态在有限时间内到达稳定点的滑模面,通过等效控制和切换控制律实现对参数摄动和外部扰动的完全鲁棒性.根据滑模切换状态,利用模糊推理方法柔化切换控制.基于模糊滑模控制器的控制系统能够有效地削弱滑模控制抖振,并较好地抑制外部扰动,且对参数变化具有完全鲁棒性,实现磁悬浮平台的高刚度稳定悬浮.结果表明,所设计的控制系统对参数变化及周期性扰动具有很强的鲁棒性.     

一类不确定性离散切换线性系统的鲁棒H_∞控制(英文)

论述了一类指数不确定性离散切换线性系统的鲁棒H∞控制问题.利用泰勒级数逼近和凸多面体技术,将上述系统转化为等价的具有模有界的多项式不确定模型.对于这个模型,设计一个切换规则和与其相应的状态反馈控制器,采用多Lyapunov函数技术和线性矩阵不等式方法,使得该系统是H∞扰动抑制渐进稳定的.     

有界扰动饱和不确定切换系统鲁棒控制器设计

为了避免具有“饱和输入”和“持续有界干扰”的控制系统对性能指标的负面影响,研究了一类有界扰动饱和多胞不确定性切换系统在分段Lyapunov函数切换方式下的稳定鲁棒性.在给定的切换函数作用下,根据分段Lyapunov函数和几个相关引理,推导出使饱和切换系统具有稳定鲁棒性的若干个矩阵不等式约束条件.通过求解矩阵不等式约束条件下的稳定吸引域最优解,设计出使系统达到局部指数收敛的状态反馈控制器,并给出了系统最大吸引域.在持续的扰动条件下,仿真结果表明,该设计方法具有较强的稳定鲁棒性.     

基于LMI的离散时滞切换系统反馈镇定

针对一类子系统为离散时滞系统的切换系统，提出了一种系统稳定性与反馈镇定的控制方法.通过状态变量的转换，将时滞切换系统变为不含时滞项的切换系统.在系统中增加等式约束，将具有双线性矩阵不等式（BMI）形式的综合问题转换为线性矩阵不等式（LMI）的凸优化问题.在任意切换信号作用下离散线性切换系统渐近稳定理论基础上，以线性矩阵不等式形式给出了离散时滞切换系统渐近稳定的充分性条件，并且给出了切换系统状态反馈镇定和输出反馈镇定的控制器设计方法.两个数值算例结果表明，所设计控制方法是可行的，在控制方法的作用下，闭环系统是渐近稳定的.     

一类网络切换模糊系统的跟踪控制

研究了一类网络切换模糊系统的跟踪控制问题,利用模糊控制理论及Lyapunov函数方法,设计了跟踪控制器和切换律,在此控制器和切换律下,不仅保证了系统渐进稳定,而且使系统跟踪参考状态变量。最后,通过仿真验证了设计方法的有效性和正确性。     

一类切换系统的稳定性分析与镇定控制

利用基于切换二次Lyapunov函数的存在性证明切换系统的渐近稳定性,研究了一类离散时间切换系统的稳定性分析与镇定控制问题.对一些子系统的状态分区采用外部的椭圆体或者退化的椭圆体加以近似,因而能够利用S-Procedure降低方法的保守性.指出切换系统稳定性的证明及状态反馈控制器的设计都可看作线性矩阵不等式(LMI)的可行性问题而进行有效的求解.     

不确定网络切换模糊系统的非脆弱保性能控制

根据切换技术,研究由T-S模型描述的不确定网络切换模糊系统的非脆弱保性能控制问题.当控制器增益存在摄动的情况下,使用多Lyapunov函数方法,给出了系统鲁棒保性能控制律存在的充分条件,同时设计可以实现系统渐近稳定的切换律.最后通过仿真例子验证了设计方法的有效性.     

Output Feedback Controller Design for Discrete-time Switched Singular Systems

This paper is concerned with the problems of robust admissibility and static output feedback （SOF） stabilization for a class of discrete-time switched singular systems with norm-bounded parametric uncertainties.The objective is to design a suitable robust SOF controller guaranteeing the regularity,causality and asymptotic stability of the resulting closed-loop system under arbitrary switching laws.Based on the basic matrix inequality sufficient condition for checking the admissibility of switched singular systems,together with some matrix inequality convexifying techniques,the SOF controller synthesis is developed for the underlying systems.It is shown that the controller gains can be obtained by solving a set of strict linear matrix inequalities （LMIs）.A simulation example is given to show the effectiveness of the proposed method.     

通讯受限不确定网络化控制系统鲁棒H_∞滤波

针对一类通讯受限的不确定网络控制系统,结合切换Lyapunov函数和参数依赖Lya-punov函数方法,提出了一种基于模态切换构造的鲁棒H∞滤波器设计方法。通过引入两个附加的松弛矩阵使Lyapunov矩阵和系统矩阵分离,得到了一个新的具有更低保守性的鲁棒H∞性能判据,并基于该判据给出了系统的鲁棒H∞滤波器的设计方法。设计的滤波器不但保证闭环系统的二次稳定性,同时使误差系统的H∞范数小于一个给定的衰减水平γ。当将其应用于具有凸多面体不确定性的网络控制系统时可以得到与系统不确定性相关联的Lyapunov函数,有效降低了设计的保守性。数值算例验证了本文所提出的算法的有效性。     

输入饱和非线性切换Hamilton系统镇定与H∞控制

研究了输入饱和非线性切换Hamilton系统在任意切换路径下镇定与H_∞控制问题。设计合适的状态反馈并提出充分条件,实现输入饱和非线性切换 Hamilton 系统的镇定问题。 设计系统的 H_∞控制器,进一步研究带外部干扰的输入饱和非线性切换 Hamilton 系统 H_∞控制问题,在该控制器作用下,系统存在外部干扰时,γ-耗散不等式成立,无外部干扰时,闭环系统全局渐近稳定。仿真实例验证了研究方法和结果的有效性。