一类不确定非线性大系统的分散鲁棒控制器设计

基于Backstepping方法，设计了一类具有不确定性扰动和不确定性关联项的非线性大系统的分散鲁棒稳定控制器。非线性大系统的关联项为时变有界非线性函数且不确定性扰动以仿射非线性方程的形式引入。为了提高系统的控制效果。将：Backstepping递推设计方法与L2增益控制相结合，所设计的分散鲁棒控制器不仅使每个子系统的状态向量跟踪一个指定的期望轨迹。而且还使系统的不确定性干扰具有L2增益控制。     

含有不确定性的非线性互联系统的鲁棒分散H_∞控制(英文)

讨论了含有不确定性非线性互联系统的鲁棒分散H∞ 控制问题 ,建立了鲁棒H∞ 控制与H∞ 控制之间的联系 .在这种联系基础上 ,基于Hamilton Jacobi不等式给出了含有不确定性互联系统的鲁棒分散H∞ 控制问题存在的充分条件 .分别构造出状态反馈和输出反馈分散控制器以确保闭环系统从外部干扰输入到控制输出的L2 增益小于或等于一预先给定的正数 .     

带有控制受限的卫星编队飞行六自由度自适应协同控制

针对存在参数不确定性以及干扰的卫星编队飞行六自由度协同控制问题,提出了一种满足控制输入有界的自适应L2增益干扰抑制控制方法.该方法首先在不考虑干扰的条件下,针对卫星编队六自由度协同运动模型存在参数不确定性提出了一种自适应协同控制器;接着,考虑到系统存在干扰,进一步设计了具有L2增益干扰抑制能力且满足输入有界条件的自适应...     

一类非线性系统的神经网络L2鲁棒自适应控制

对于一类具有三角结构的单输入单输出不确定非线性系统的跟踪控制问题,用反步法和动态面控制方法设计了一种神经网络L2鲁棒自适应控制器.控制器设计中没有直接解HJI(Hamilton-Jacobi-Isaac)不等式,而是合理地选择了L2增益性能指标,将被控系统各个状态变量的跟踪误差和神经网络各权值的跟踪误差看作整个控制系统的各个状态变量,并用李亚普诺夫定理和HJI不等式证明了使用提出的摔制器后,这些状态变量具有小于等于事先规定的正实数y的L2增益,并且当所考虑的干扰向量为零向量时,提出的控制器在原点大范围渐近稳定.仿真研究结果表明所提出的控制器具有很好的跟踪性能和很强的鲁棒性.     

并联脉宽调制整流器非线性L2增益环流抑制控制

针对由于模型参数分散和外部干扰引起的并联脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器环流问题,提出了最优L_2增益电流内环控制与非线性L_2增益零序环流外环控制相结合的控制方法.最优L_2增益电流内环控制不仅可以实现干扰对输出的增益最小,还可以灵活实现并联PWM整流器之间的功率平移.非线性L_2增益零序环流外环控制可以有效抑制由于模型参数不确定和外部干扰引起的环流问题.并联PWM整流器双环L_2增益控制仿真结果表明:相对于传统的比例积分控制方法,该方法可以明显降低并联PWM整流器之间的环流,并可提高并联PWM整流器的供电品质,对于增强系统的稳定性具有重要意义.     

挠性卫星姿态跟踪自适应L2增益控制

针对在轨挠性卫星姿态跟踪时存在参数不确定、外部干扰以及控制输入受限等问题,提出了一种自适应L2增益控制方法.首先利用神经网络来逼近系统中的未知非线性动态特性,设计自适应控制律来处理系统中的不确定参数:其次设计了一鲁棒控制器使得干扰力矩对系统性能输出具有L2增益,从而实现对干扰的抑制控制.最后通过引入附加的输入误差系统,...     

直接力/气动力复合控制导弹鲁棒驾驶仪设计

针对防空导弹性能问题,为了有效抑制侧向喷流干扰效应的影响,提高操纵效率和快速响应性,提出了基于L2增益理论进行了直接力/气动力复合控制导弹的导弹自动驾驶仪设计方法.根据L2增益的标准设计线性系统的L2增益设计思想,给出基于代数Riccati方程的求解方法.按直接力/气动力复合控制导弹的法向过载自动驾驶仪结构给出系统的状态空间,将侧向喷流干扰效应作有界干扰,利用全维状态反馈将自动驾驶仪设计问题转换成一个L2增益的标准设计问题,并进行了仿真.结果表明设计的自动驾驶仪指令跟踪精度高,鲁棒性强,实现了干扰的抑制.     

一类不确定系统的神经网络L2--增益鲁棒控制

对于一类具有三角结构的单输入单输出的不确定非线性系统, 用反步法(backstepping)和动态面控制方法(dynamic surface control technique)设计了一种使用神经网络补偿未知非线性的L2--增益鲁棒控制器. 控制器设计中没有直接解HJI(Hamilton-Jacobi-Isaac)不等式. 合理的选择了L2--增益性能指标, 将被控系统各个状态变量的跟踪误差和神经网络各权值的跟踪误差看作整个控制系统的各个状态变量, 并用Lyapunov定理和HJI不等式证明了使用提出的控制器后, 这些状态变量具有小于等于事先规定的正实数γ的L2--增益. 当系统的扰动信号为零向量时, 提出的控制器在原点是大范围渐近稳定的. 仿真研究结果表明所提出的控制器具有很好的跟踪性能和很强的鲁棒性.     

一种基于模糊神经网络的双足机器人混杂控制

针对双足机器人控制问题,提出了一种基于模糊神经网络的混杂控制方法.该种方法将模糊神经网络融入了逆系统和H∞控制方法中,一方面将模糊神经网络的构造误差看作系统的干扰,利用H∞控制对干扰进行抑制.另一方面利用模糊神经网络对系统模型进行逼近,为逆系统的构建和H∞控制率的设计提供了有效的系统信息.本文分析了闭环系统的稳定性问题,证明了在采用本文提出的模糊神经网络和自适应算法后可以抑制L2增益.     

含K类函数和附加控制量的自适应L2励磁控制

为了简化常规非线性自适应L_2增益控制计算和加快控制系统状态变量的稳定收敛速度,通过引入附加控制变量和K类函数,克服了每次虚拟函数设计时都要考虑γ–耗散不等式的不足,保证了L_2增益控制能力随误差变量的增加而增强,给出了一种含附加控制变量和K类函数的非线性自适应L_2增益控制的通式,并以具体军用电站谐波励磁系统为对象,进行了仿真实验.仿真结果表明,相对于传统L_2增益控制,该方法可提高状态变量的收敛速度,并可加强军用电站励磁系统的动态稳定性.     

带有界扰动的一类大型互联非仿射非线性系统\=的鲁棒分散控制

对带有界扰动的一类大型互联非仿射非线性系统进行了分散状态反馈控制设计．通过子系统状态的线性变换,得到分散状态反馈控制律．当状态反馈控制律作用于该系统时,无扰动的闭环系统是渐近稳定的;当扰动较小时,系统的状态能够收敛到原点的一个小邻域内．     

全状态参数最优控制的鲁棒自适应励磁控制

在backstepping励磁设计中,虚拟控制函数的参数缺乏最优约束,为了克服此不足,通过坐标变换得到了新的励磁系统动态模型和参数替换律,结合反馈线性化和最优控制策略,在不确定参数和外部干扰两种条件下,给出了具有全状态参数最优控制的鲁棒自适应励磁控制设计方法.为了验证所提方法的正确性,以具体军用电站励磁系统模型为例,进行了仿真实验.仿真结果表明该方法在保证系统鲁棒稳定性和L2增益干扰抑制的同时,可明显提高状态参数的收敛速度和优化控制能力.     

一类非线性欠驱动移动系统的加速度反馈增强的H∞扰支抑制控制

In this paper, a generalized acceleration feedback control (AFC) design method, named AFC enhanced H∞ controller, is proposed for both fnllactuated and underactuated nonlinear autonomous vehicle systems. The AFC is designed as a robust enhancement to the normal control based on known dynamics. First, in order to reject the uncertainties and external disturbances, a linear prefilter is used in the new AFC design method to replace the high gain in the normal AFC. Then, backstepping algorithm is applied to the AFC design of underactuated systems. The analysis of both the disturbance attenuation in frequency domain and input-output finite gain L2 stability shows the new controller design method is applicable. In the end, simulations are conducted with respect to the tracking control of unmanned model helicopter. The results are compared with those obtained by the tracking control without AFC to verify the feasibility of the new method.     

含任意拓扑和通信故障的关联系统分散控制

针对一类含任意拓扑结构连接以及不可靠通信连接而引起的关联系统子系统间信息交换故障情况问题,提出了一种关联系统分析以及分散控制器设计方法。该方法首先把关联系统子系统间通信故障的随机变量看作是关联系统模型不确定性来源,并且用分式线性变换形式建立关联系统。然后,借助鲁棒控制理论推导出在最大通信连接故障情况下关联系统均方稳定的充分条件。在给定某一通信故障率下,基于线性矩阵不等式理论,通过设计分散状态反馈控制器来保证整个大系统是均方稳定的。最后,通过中国南方电网局部缩减模型作为仿真实例说明所提出模型和方法的有效性。仿真结果表明,当南方电网局部电力元件之间的通信发生故障时使用本文的方法能够很好地进行电网设计和广域控制,并使整个局部电网是均方稳定的。     

含非匹配互联项的一类大型互联非线性系统的鲁棒分散控制

本文对带有界扰动的一类含非匹配互联项的大型互联非线性系统进行了分散状态反馈控制设计, 通过子系统状态的线性变换, 得到分散状态反馈控制律. 当状态反馈控制律作用于该系统时, 无扰动的闭环系统是全局渐近稳定的, 当扰动有界时, 系统的状态能够收敛到原点的一个与扰动的界相关的邻域内, 并给出仿真算例说明该结论的可行性和有效性.     

计及螺旋桨负载的船舶电力系统协调控制设计

推进负载对船舶电网的暂态稳定性影响是船电系统的主要特征之一.本文基于非线性鲁棒L2干扰抑制控制方法,研究了具有螺旋桨负荷的船舶电力系统中的励磁与调速的协调控制问题,在充分分析了柴油发电机组的非线性数学模型及其螺旋桨负载的相互耦合的非线性动态结构特性的基础上,提出backstepping控制技术与L2干扰抑制相结合的综合协调控制策略来设计控制器.该控制器在保证系统稳定的条件下,有效地抑制干扰对发电机系统电压和频率的影响.仿真表明,在给系统突加螺旋桨负载的情况下,该控制器能有效地抑制负载对系统性能的影响,验证了控制器的有效性.     

双重强跟踪滤波励磁及速度非线性鲁棒控制

针对传统移动电站存在励磁、调速控制相互独立、缺乏联系的不足,研究和建立了励磁及机电复合调速非线性模型,提出了基于状态参数双重强跟踪滤波估计的非线性鲁棒综合控制策略.采用双重强跟踪滤波的方法,实现了模型中关键状态参量的间接获取,依据多输入多输出系统的精确反馈线性化、非线性鲁棒控制理论,对励磁、机电复合调速综合控制律进行了推导,并进行了仿真验证.仿真结果表明:负载突变时,强跟踪滤波能够快速跟踪和估计状态参数;在外部干扰存在情况下,通过求解线性矩阵不等式,本文得到的控制律在保证励磁、转速控制系统稳定的同时,能够实现L2增益干扰抑制.     

分布式多输入系统的自律鲁棒自适应分散控制

为了实现一类分布式多输入系统的分散鲁棒自适应控制, 基于状态扩张和反演干扰抑制控制, 提出一种自律鲁棒自适应分散控制的新方法. 结合直接反馈线性化和最优控制, 给出了自律最优鲁棒自适应分散控制的设计方法. 仿真结果表明, 所提出方法能够有效实现各子系统的自律鲁棒稳定、全系统整体鲁棒稳定和不确定参数自适应, 同时通过求解LMI, 具备了最优干扰抑制的功能.