一类非线性系统的鲁棒H∞控制

研究一类可部分反馈线性化且具扰动三角结构的非线性参数不确定系统的鲁棒H∞控制问题,不确定参数属于已知紧集并以非线性形式进入系统.在输入到状态稳定的理论框架下,基于李雅谱诺夫函数和反演法构造出状态反馈控制器,使得闭环系统对所有允许的参数不确定性是内稳定的,且从扰动输入到输出有有界的L2-增益.控制器的设计不需解任何H am ilton-Jacob i方程,并给出仿真算例说明了该结论的可行性和有效性.     

不确定关联网络系统分散H_∞量化控制

研究同时具有状态和控制输入的两量化器的不确定关联网络系统分散H∞状态反馈控制器和量化器参数的设计问题.由于状态在传送到控制器之前,以及控制器输入到系统时信号需要被量化,使系统的性能不能得到保证.为此,提出了一种依赖于状态调节量化器参数的策略,使得所得的闭环系统渐近稳定,并且能获得在没有量化器情况下相同的H∞扰动抑制水平.控制器的设计和量化器的参数都是根据子系统信息以分散的方式构造的.     

非线性系统有输入饱和时基于平方和的鲁棒模型预测控制器

本文针对带有参数不确定和输入饱和的单输入单输出(SISO)仿射非线性系统,利用反馈线性化,将非线性系统转化为带有扰动和状态依赖输入饱和的多胞线性参变(LPV)模型,进而提出一种基于平方和(SOS)的鲁棒模型预测控制器(RMPC)设计方法.基于多胞RMPC控制器,设计加权状态反馈控制律,通过引入范数有界定理,确保扰动下预测状态收敛到不变集内,并利用勒让德多项式近似和SOS技术,将状态依赖输入饱和约束转化为多项式凸优化问题,以获得实际和辅助状态反馈律,所设计的SOS-RMPC控制器能够保证闭环系统的稳定性.通过与常规多胞RMPC控制器的仿真比较,验证了本方法的有效性,并进一步仿真分析了勒让德多项式阶次对控制器性能的影响.     

永磁同步电机高效非线性模型预测控制

永磁电机控制器要求电机有很强的转速跟踪能力,并且要保证系统参数变化及负荷扰动下系统的鲁棒性. 永磁电机包含很多不确定因素,是强耦合的非线性系统,传统的线性控制器很难对其进行控制. 针对永磁电机的转速控制构造非线性模型预测控制方法. 非线性永磁电机模型通过输入-输出反馈线性化策略解耦成为新的线性系统. 为保证可行解的收敛性,提出一种迭代二次规划方法来处理由输入-输出反馈线性化导致的非线性约束. 仿真结果表明,控制器能有效降低计算负担,具有很好的动态控制性能,能抑制转矩脉动,并保证在参数变化和负荷扰动下控制系统的鲁棒性.     

具有非匹配扰动的非线性变参数系统模型参考跟踪控制

本文研究了一类含有非匹配扰动的非线性变参数系统的跟踪控制问题.首先,设计非线性扰动观测器用于估计系统所受到的未知扰动.其次,在前馈–反馈跟踪控制器中引入扰动补偿控制项,提出一种基于扰动观测器的跟踪控制策略.利用依赖于状态和时变参数的线性矩阵不等式,导出保证闭环系统输入–状态稳定的充分条件,进而运用平方和凸优化技术解析地构造出扰动观测器和跟踪控制器.通过理论证明,所设计的控制策略能够实现非线性变参数系统输出对参考模型输出的跟踪,消除输出通道中非匹配扰动的影响.最后,由数值仿真例子验证了所提方法的有效性.     

关联量化系统参数稳定性与控制器设计

量化问题广泛存在于计算机控制系统和数字通信的传输通道中. 本文研究一类非线性关联量化系统的参数稳定性及分散状态反馈控制器的设计问题. 每个控制器的输出经过对数量化器量化后输入到子系统中,其量化密度的大小会影响系统的稳定性. 首先,设计分散状态反馈控制器,使得无量化器存在时的关联闭环系统参数稳定,并确定参数稳定的区域;然后,对每个子系统的控制输入采用对数量化器进行量化,通过局部信息确定子系统中对数量化器量化密度的下界,使得整个闭环关联量化系统在参数稳定域内仍然保持稳定;最后,对给定量化密度,优化控制器使系统能容许最大的非线性. 仿真结果表明,本文所设计的分散量化控制器在参数稳定域内能够镇定关联大系统.     

一类非线性系统的H∞鲁棒控制

考虑了在实际中具有工程应用背景的一类非线性不确定系统的H∞鲁棒控制问题.基 于Hamilton-Jacobi不等式,给出了这类非线性系统渐近稳定且L2增益有限的充分条件.在这个 条件下,得到了确保闭环系统满足H∞鲁棒扰动衰减性能准则的状态反馈控制器.     

一类具有非三角结构的不确定非线性系统的自适应扰动抑制

研究一类不确定非线性系统的自适应扰动抑制问题.借助自适应技术与连续占优方法,所提出的控制策略能够处理多种不确定性的严重耦合,这些不确定性包括未知非线性参数、外部扰动和具有未知下界的时变控制系数.自适应状态反馈控制器是一维的,且其性能可以借助于$L_2-L_{2p     

一类状态/输入受限的不确定非仿射非线性系统 鲁棒自适应backstepping控制

针对一类状态/输入受限的不确定严格反馈非仿射非线性系统跟踪控制问题,提出一种鲁棒自适应backstepping控制策略.在保证系统精度的前提下,对状态/输入受限的非仿射系统进行Taylor级数在线展开,得到其仿射形式;为保证系统复合扰动在线准确逼近,提出基于投影算子的递归扰动模糊神经网络干扰观测器(RPFNNDO);在考虑不确定系统存在状态受限和输入饱和等因素下,结合障碍Lyapunov函数、tanh函数及Nussbaum函数,利用backstepping方法设计控制器,并采用Lyapunov稳定理论分析闭环系统稳定性.应用于无人机航迹控制的仿真结果验证了所提方法的有效性.     

含不匹配扰动非严格反馈系统的输出反馈补偿控制

针对一类非严格反馈非线性系统,系统中包含不确定函数和未知外部扰动,提出一种带不匹配扰动补偿的输出反馈模糊控制器.采用模糊逻辑系统逼近未知的非线性函数,同时构造模糊状态观测器观测系统未知状态.考虑观测器和控制器会受到外部扰动和模糊逼近误差构成的不匹配总扰动信号影响,采用改进的扰动观测器对不匹配扰动进行估计和补偿,使扰动观测误差能够在有限时间内平缓地收敛到任意小的范围,消除不匹配扰动信号对模糊观测器设计的影响.同时在控制器设计中进行扰动的精确补偿,提高系统的抗扰动性.通过Lyapunov函数证明了闭环系统所有信号都是有界的.最后,通过数值仿真进一步验证了所提出方法的有效性.