基于观测器的一类连续非线性系统的采样控制

首先使用反演方法分别设计了系统的连续时间状态反馈控制器、连续时间观测器和基于连续时间观测器的连续时间控制器. 接下来, 利用零阶保持法对连续时间状态反馈控制器进行离散化, 获得了状态反馈采样控制器; 利用零阶保持法对基于连续时间观测器 的连续时间控制器离散化, 获得了基于连续时间观测器的采样控制器; 利用Euler法对连续时间观测器离散化, 同时利用零阶保持法对控制器离散化, 从而获得了采样观测器和基于采样观测器的采样控制器. 本文论证了上述状态反馈采样控制器和基于连续时间观测器的采样控制器可以保证闭环系统渐近稳定, 而基于采样观测器的采样控制器可以保证被控对象的状态是有界的, 其最终边界依赖于设计参数与采样周期. 最后, 通过选择适当的采样周期, 完成了闭环采样控制系统的设计. 一个船舶航向控制的例子表明应用本文 所提方法设计出的三种采样控制器具有良好的控制效果.     

混合动态系统中连续状态系统用离散事件系统描述的一致性

混合动态系统起因于离散事件系统用于监控连续状态系统的行。本文用抽象语言方法描述连续状态系统，研究状态离散事件系统描述的一致性。基于输入输出观点简要地 讨论了离散控制器综合。     

连续及采样异结构混沌同步控制

研究了一类异结构混沌全状态同步控制问题。分别以Coullet系统与Rossler系统为目标和响应系统,采用backstepping方法设计了保持两系统之间所有状态同步的连续时间控制器,为了把连续控制器更好地应用到计算机采样控制系统中,在连续控制器设计的基础之上,基于采样系统实用半局渐近稳定理论,又进行了采样同步控制器的再设计研究。仿真结果证明了所设计的连续及采样同步控制器的有效性,并进一步表明所设计的采样同步控制器,与由连续控制器直接离散化所得的控制器相比,具有更快的收敛速度,而且在保证系统稳定的前提下还具有更宽的采样周期选择范围。     

基于连续时间模型的多智能体系统采样数据一致性

讨论了一般线性模型的多智能体系统具有时变采样间隔的采样数据一致性问题.首先基于连续时间模型,利用采样数据的离散时间特性分析时变采样间隔允许的上界.由于不考虑采样间隔之间的状态,Lyapunov函数仅需要在每个采样时刻保证递减.由此得到了一个利用线性矩阵不等式求解更低保守性的时变采样间隔上界的方法.接着通过参数化矩阵变量得到了基于线性矩阵不等式的控制器设计方法.最后数值仿真展示了理论结果的正确性.     

计算机控制系统中采样周期的选择

提出在连续域—离散化设计方法中利用系统的相位裕量确定采样周期的最大值的方法。该方法具有一定应用价值。     

离散时间系统采样零动态的稳定分布

为解决采样过程中离散系统零动态的稳定性通常不能保存,影响了镇定控制器设计的问题,针对相对阶为2的线性连续时间系统,分析了零阶保持器(zero-orderhold,ZOH)条件下的离散时间系统描述,并且导出了相应离散化采样零动态的关于采样周期T的近似幂级数表达形式.给出的结果包括关于采样零动态渐近性质的线性近似公式,以及保证其稳定的条件,提升了采样零动态的精确程度.特别地,该稳定条件还可用于一类非线性控制系统采样零动态稳定性的判别.     

一类混杂系统的建模与控制器设计

研究一类离散事件系统和连接时间系统相混合的混杂系统建模与控制器设计问题。首先用不同的模型方法建立混杂系统的层次模型，分析连续时间系统状态空间的离散化和系统的可控性；在此基础上利用ＤＥＳ监控理论设计控制器，以规范系统的时域和逻辑行为。最后的示例表明了层次模型与控制算法的有效性。     

一种带有动态输出反馈控制器的网络控制系统的Markov跳变模型

对于网络控制系统(Networked control systems, NCS)中的随机延迟时变有界, 其上界大于一个采样周期的情况, 建立了带有动态输出反馈控制器的连续时间系统模型. 以此为基础, 应用连续时间系统模型离散化与增广状态空间方法, 建立了受控于有限状态Markov链的离散时间跳变系统模型. 在该系统的稳定性控制器设计中, 给出了一种求内点法的初始可行解的方法, 从而解决了所建模型的可解性问题. 理论分析和车载倒立摆上的仿真计算表明, 由上述模型与改进算法所给出的动态输出反馈控制器能使系统稳定.     

基于δ算子离散化模型的连续时间系统满意控制

通过δ算子离散化模型,研究了连续时间线性定常随机系统的具有极点配置和稳态方差指标的满意控制问题.利用线性矩阵不等式理论,给出设计满意控制器及优化采样周期的方法.数值算例验证了所提出方法的有效性.     

无抖振离散滑模输出反馈控制方法及仿真研究

针对离散时间系统,提出了一种基于多速率采样输出反馈和幂次函数趋近律的离散滑模控制方法;理论分析表明,通过引入幂次函数可消除离散滑模控制系统的抖振;采用多速率采样技术,运用不同采样速率下的系统输出值表示系统状态,实现了仅用系统输入输出采样值完成离散滑模控制器的设计,减轻了控制系统设计的复杂性;仿真结果表明,控制器的输出、切换函数、系统的输出均不存在抖振现象,而且控制系统表现出了良好的动态特性。     

模拟控制器的一种离散化方法

本文将系统辩识的方法应用于模拟控制器的离散化,考虑零阶保持器对系统的影响,在建立控制器离散时间模型时,对数据做了必要的修正。仿真结果表明:这种方法使离散控制系统的性能更接近于连续系统。     

一种改进的连续属性模糊离散化方法

连续属性离散化是知识系统中的一个重要环节,一个好的离散化方法能够简化知识的描述和便于对知识系统的处理。而求取连续属性值的最优断点集合是一个NP难题。提出一种连续属性模糊离散化的Norm-FD方法：根据正态分布特点采用正态离散化算法（Norm-D算法）,使其离散结果达到需要离散区间数,根据属性值和与其相邻的区间关系将具体属性值用F-Inter算法转化为用隶属度、分区号和偏向系数三个参数表示。     

一种改进的连续属性模糊离散化方法

连续属性离散化是知识系统中的一个重要环节,一个好的离散化方法能够简化知识的描述和便于对知识系统的处理。而求取连续属性值的最优断点集合是一个NP难题。提出一种连续属性模糊离散化的Norm-FD方法:根据正态分布特点采用正态离散化算法(Norm-D算法),使其离散结果达到需要离散区间数,根据属性值和与其相邻的区间关系将具体属性值用F-Inter算法转化为用隶属度、分区号和偏向系数三个参数表示。     

一类具有量化误差的多步长非线性采样系统的镇定

基于连续时间系统模型进行控制器设计,离散化后执行采样控制的方法,研究一类具有量化误差的多步长非线性采样系统的镇定问题.由于非线性因素而无法使用提升技术以及系统状态仅在采样时刻可检测的事实,控制器中不可检测的系统状态被以采样时刻的状态为初始状态的欧拉叠代近似所获得的近似状态所替换.在采样系统的保持周期可调节的情况下,运用此修正控制器来镇定整个多步长非线性采样系统,可得系统近似误差和采样量化误差可分离的结果;同时利用李雅普诺夫函数方法,克服近似误差和量化误差的双重影响,得到系统实用镇定的结果.最后,仿真例子验证了本文的结果有效.     

《自动控制原理》课程中闭环脉冲传递函数算法研究

针对一般方法推导离散系统闭环脉冲传递函数过程繁琐费时的问题,给出一种先连续化求出闭环传递函数再离散化求解的简便方法,并给出使用本方法的单一化条件。对于满足该条件的系统,可直接求用简便方法求取系统的闭环脉冲传递函数,不满足该使用条件的系统,对其中间变量的求取可使用本方法,因而大大简化求解闭环脉冲传递函数的过程,为采样控制系统的分析和设计提供了很大的方便。     

数字仿真应用科学

数字仿真应用科学,如同其它学科的应用科学一样,也是包括应用理论和应用技术(工程技术、生产技术等)两部分.数字仿真应用理论,按仿真对象不同,可分为连续系统仿真、离散事件系统仿真、连续一离散混合系统仿真、复杂系统仿真来分别加以阐述,而数字仿真应用技术可按构造仿真、实况仿真、虚拟仿真来分别给以说明.如今数字仿真的应用,日益广泛,正在向普适化迈进.     

采样控制系统中线性二次型最优控制器的设计

在计算机控制系统中,受控对象是连续的,相应的二次型性能指标函数也是连续函数,而 控制器则由于计算机的参与而属离散型.本文给出了这种采样控制系统的线性二次型最优设 计的一整套算法.计算的关键在于性能函数及对象模型的离散化.本文导出了离散化的公式 及适合计算机计算的算法,同时也给出了用于采样周期加倍时的计算公式,从而保证了计算机 可按该算法及相应的计算程序可靠地运行.最后举例说明了这套算法的应用.     

具有均匀量化器的非线性网络控制系统的一致有界性

建立一种非线性连续被控对象、系统总时延小于一个采样周期的网络控制系统连续模型.通过线性化及离散化的方法将非线性系统转换一种离散化的模型.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,设计控制方法使系统稳定.在系统包含均匀量化器的情况下,设计控制方法使系统一致有界.通过调节量化器的误差范围,可以将系统状态控制在一定的范围内.实际中,据此可设计相应的量化级别及编码长度等参数.通过仿真验证控制方法的有效性,并分析了量化误差对系统收敛性的影响.     

基于改进遗传算法的连续属性离散化方法

粗糙集中的离散化要求在保持原有决策系统的不可分辩关系情况下,用尽量少的断点进行离散化,而求取连续属性值的最优断点集合是一个NP难题.把连续属性值离散化问题作为一种约束优化问题,采用一种改进的遗传算法来获得最优解,并针对离散化问题设计了相应的编码方式和交叉方法.实验结果表明,采用改进的遗传算法求解连续属性值最优断点集合是可行的.     

带输入延时的连续时间系统的离散化

含多项式插值的Runge-Kutta方法应用于对带输入延时的连续时间系统的离散化中. 与传统的离散化方法相比, 本文提出的方法是有效且精度高阶的. 此方法的精度与Runge-Kutta法及插值多项式的精度紧密相关. 本文讨论了离散化方法的近似精度阶及最大可达的精度阶. 除此之外, 也分析了方法的输入状态稳定性. 为保证相应离散系统的稳定性, 可通过考察RK法的绝对稳定域来选择采样时间. 特别当RK法是A-稳定时, 可以不受稳定性的约束选择采样时间. 最后提供了一个数值例子来证明方法的优越性.