多输入-多输出线性系统有限时间观测器设计方法

基于有限时间稳定理论,给出了完全能观测的多输入-多输出线性系统的有限时间观测器的设计方法.所设计的观测器在有限时间后实现了对系统状态的精确重构.数值仿真实验验证了本方法的正确性.     

一类非线性系统有限时间函数观测器设计方法

研究了一类非线性系统的有限时间函数观测器设计问题,发展了现有文献中的相关结果：（1）得到了非线性系统的渐近收敛函数观测器设计方法;（2）在所设计的非线性系统渐近收敛函数观测器的基础上,并结合有限时间观测器理论,给出了将要研究的非线性系统的有限时间函数观测器的设计新方法.所设计的有限时间函数观测器在任意给定的时间段内实现了对将要研究的非线性系统状态函数的精确重构.仿真例子验证了理论结果的正确性.     

具有未知输入的线性系统观测器

针对实际系统中存在未知输入量或未知输入分量的情况，提出了一种简单的具有未知输入的线性系统全阶观测器设计方法，给出了观测器存在的充要条件，并通过实例证明了本方法的正确性．     

一类非线性系统有限时间函数观测器设计方法

研究了一类非线性系统的有限时间函数观测器设计问题,发展了现有文献中的相关结果:(1) 得到了非线性系统的渐近收敛函数观测器设计方法;(2) 在所设计的非线性系统渐近收敛函数观测器的基础上,并结合有限时间观测器理论,给出了将要研究的非线性系统的有限时间函数观测器的设计新方法.所设计的有限时间函数观测器在任意给定的时间段内实现了对将要研究的非线性系统状态函数的精确重构.仿真例子验证了理论结果的正确性.     

一类链式系统部分变元渐近稳定、有限时间稳定观测器设计

设计了链式系统部分变元渐进稳定、有限时间稳定观测器。给出了链式系统部分变元渐近稳定观测器和部分变元有限时间稳定观测器的定义,构造部分变元渐近稳定观测器和部分变元有限时间稳定观测器,利用齐次理论和Lyapunov稳定理论证明观测误差的渐近收敛性和有限时间收敛性。仿真结果验证了该方法的有效性。     

区间线性系统的有限时间稳定性

研究区间线性系统的有限时间稳定性问题.首先将系统分解为对称结构系统和反对称结构系统,然后借助于边界值矩阵的定义和凸函数的性质,利用数值代数的方法,提出一个充分条件,当一类边界值矩阵的特征值满足一定条件时,区间线性系统是有限时间稳定的.最后,通过一个例子说明文中方法的可行性和有效性.     

一类非线性齐次切换系统的有限时间稳定性

研究了一类非线性齐次切换系统的有限时间稳定问题。假设每个子系统均存在齐次Lyapunov函数,对于切换律未知、切换律已知但是切换顺序未知、切换律和切换顺序均已知等3种情况,分别构造了子系统族的公共的齐次Lyapunov函数,并分别给出了其有限时间稳定的条件。     

一类基于自适应状态观测器的混沌同步方法

依据Lyapunov稳定理论,结合控制理论中的状态反馈及输出反馈理论,讨论了一种基于自适应状态观测器设计的混沌同步的方法.同时根据持续激励条件讨论了参数估计的收敛性,设计驱动系统的输出及响应系统,使两个同结构的混沌系统状态渐近同步.经过数值仿真证明该方法有效的实现了响应系统与驱动系统的同步并估计出未知参数.     

一类多输入多输出系统的有限时间整定适应观测器

在这篇论文中,所探讨的是关于多输入多输出系统的有限时间整定适应观测器的一种设计方法。这一方案的提出是以多变量系统规范状态空间表示法为基础的,而且它是从描述线性时不变系统的差分算子矩阵中获得的。这种参数的计算和状态估计源出于一种连续算法。这种算法利用求伪逆矩阵方法获得了线性代数方程AX=Y的最小平方最小范数的解。用一个简单的例子就可说明所提出算法的优越性。     

输出反馈控制器和输出观测器的设计方法

作者提出一个输出反馈配置特征值的新方法。对具有m个输入和r个输出的n阶线性动态系统,特征值的配置问题可以看成是如何找到一个由线性代数方程描述的简单系统来表示(n-m)阶状态反馈控制。将输出反馈配置n个特征值的问题看成由n m阶系统的状态反馈配置n m个特征值,输出反馈的设计就很简单了。     

基于有限时间干扰观测器的鲁棒积分跟踪控制

针对电液位置伺服系统同时存在的参数不确定和不确定非线性（统称为干扰）,导致传统非线性控制精度不高、跟踪性能不好等问题,提出基于有限时间干扰观测器（FTDO）的鲁棒积分跟踪控制策略. 通过将误差符号鲁棒积分（RISE）控制策略与FTDO融合,实现对未观测干扰的抑制. 考虑到实际系统中噪声对跟踪精度的影响,该控制策略结合期望补偿手段,提高跟踪精度. 通过Lyapunov稳定性理论,证明了闭环系统的全局渐进稳定性. 对比实验结果显示,利用该方法能够有效提高电液位置伺服系统在干扰作用下的跟踪性能,在相同的测试工况下,与速度前馈PI控制器相比,跟踪精度提高了25%左右.     

高阶非线性系统自适应模糊有限时间状态约束控制

针对一类具有状态约束的非严格反馈高阶非线性系统,研究一种自适应模糊有限时间跟踪控制问题.首先,利用模糊逻辑系统逼近不确定性非线性函数,在此基础上,采用障碍Lyapunov函数,解决状态约束问题,通过障碍加幂积分方法和反步递推技术,提出了一种有限时间控制设计方法.在有限时间Lyapunov稳定意义下,严格证明闭环系统半全...     

一类不确定线性系统的基于观测器的鲁棒控制器设计

针对一类在系统矩阵、输入矩阵以及输出矩阵中均含有不确定项的线性系统,用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式（Linear Matrix Inequality--LMI）处理方法研究基于观测器的鲁棒控制器的设计问题,给出相应闭环系统指数稳定的一个充分条件。     

部分状态反馈有限时间调节LQR直接次优设计

提出了部分状态反馈有限时间调节的LQR直接次优设计的方法。结合协态方程,通过正反向积分,形成Newton-Raphson迭代。指标泛函中的状态、控制加权阵可任意选择,且可考虑非常规项,推广了LQR并避免了求解RDE或ARE。     

随机Markov跳跃系统有限时间稳定性

研究了一类随机线性It(^overo)Markov跳跃系统的有限时间稳定性问题。首先,定义了系统的有限时间随机稳定和有限时间有界;其次,给出了系统有限时间随机稳定的充分必要条件,利用线性矩阵不等式技术设计了状态反馈能稳控制器;最后,通过数值例子和系统仿真验证了方法的有效性。     

一种有攻击角约束的三维有限时间导引律

为解决目标加速度信息未知且存在攻击角约束的三维末端制导问题,提出一种基于非线性观测器的有限时间导引律,使得弹目视线角可在有限时间内收敛至期望攻击角.首先,提出一类非线性观测器,利用导引系统中易测量的位置和速度等信息来估计目标加速度,理论分析给出了观测器稳定的充分条件;然后,利用目标加速度估计值,基于有限时间稳定理论和滑模变结构控制理论设计一种有限时间导引控制律,使三维末端导引系统的弹目视线角可以在有限时间内收敛到期望攻击角.通过分析观测误差对导引系统有限时间特性的影响,表明该方法满足工程实践需求;最后,分别对加速度为匀变速和变加速的两类变速目标进行了数值仿真,并与传统比例导引法进行了对比,仿真结果验证了所提方法的可行性与有效性.研究表明,利用非线性观测器可以稳定地估计目标加速度信息,进而利用该观测器给出的目标加速度信息设计滑模变结构有限时间三维导引律,利用该方法可以有效地解决三维末端制导过程中存在目标加速度信息未知且存在攻击角约束的难题.     

有限时间收敛的滑模自适应控制器设计

针对一类非线性不确定系统不确定边界未知但有界的情况,提出一种设计滑模自适应控制器算法。利用几何齐次性理论和积分滑模面设计了滑模自适应控制器,使其能够在有限时间内镇定,并设计相应自适应律估计控制增益,利用Lyapunov理论分析证明了闭环系统能在有限时间镇定。最后,仿真实例验证了所设计的滑模自适应控制器在不确定的情况下具有鲁棒性和自适应性。     

基于Lyapunov方法的Lipschitz非线性系统状态观测器设计

选取新型Lyapunov函数,采用Lyapunov方法综合讨论了一类Lipschitz非线性系统状态观测器设计问题,分2种情形给出了观测器渐近收敛的充分条件。结果表明,稳定观测器的存在直接与误差动态的稳定性矩阵测度及增益矩阵的范数有关。当输出相对于状态为线性时,借助于LMI技术进行了观测器增益矩阵的选取。仿真实例验证了结论的有效性。     

带有输入死区的航天器姿态有限时间控制

死区非线性是航天器姿态控制系统中一种普遍存在的执行机构非线性,它的存在会降低姿态控制系统的性能,甚至可能破坏系统的稳定性.为了解决带有输入死区非线性的航天器的高精度姿态控制问题,给出了一种有限时间控制方法,并且考虑航天器姿态控制模型中含有有界的不确定性且输入死区非线性仅部分信息已知.通过引入一个在指定时间内收敛到零的期望姿态变化曲线,并基于时变滑模控制理论设计鲁棒控制算法使得实际姿态和期望姿态之间的偏差始终保持足够小,从而保证实际姿态在指定的时间内收敛到原点附近.严格的理论分析表明,所设计控制律不仅可以保证闭环系统的信号有界而且可以使得实际姿态在指定的时间内收敛到并以指定的精度保持在原点附近.数值仿真结果表明,所提控制方法是有效的,该方法不仅能够保证系统状态具有很快的收敛速度、很高的控制精度,而且对于系统的不确定性具有很强的鲁棒性和抗干扰能力,因而在航天器的姿态控制中具有良好的潜在应用价值.