非匹配不确定系统的显式反步变结构控制

研究非线性多输入多输出不确定系统在非匹配条件下的鲁棒输出跟踪问题，基于相对阶的假设，给出了多输入多输出不确定系统的标准型，进而结合反步设计方法和变结构控制方法，提出一种非匹配条件下非线性不确定系统鲁棒输出跟踪问题的显式反步变结构控制器设计方法，所给跟踪算法不仅只由不确定性的变化范围直接确定，而且有效地克服了现有反步设计算法因隐式递推关系和复杂偏导数计算给实时控制带来的困难。     

非匹配不确定系统的显式反步变结构控制

研究非线性多输入多输出不确定系统在非匹配条件下的鲁棒输出跟踪问题.基于相对阶的假设,给出了多输入多输出不确定系统的标准型;进而结合反步设计方法和变结构控制方法,提出一种非匹配条件下非线性不确定系统鲁棒输出跟踪问题的显式反步变结构控制器设计方法.所给跟踪算法不仅只由不确定性的变化范围直接确定,而且有效地克服了现有反步设计算法因隐式递推关系和复杂偏导数计算给实时控制带来的困难.     

非线性组合系统的鲁棒分散输出跟踪

研究一类具有结构不确定性的非线性相似组合系统的鲁棒分散输出跟踪控制问题。对于系统中的非匹配不确定性,利用参数摄动法设计出分散滑模控制器,使得跟踪误差收敛到零点的小邻域内。该邻域的半径可表示为设计参数的K类函数,并使系统的状态保持有界。仿真例子进一步验证了所提出设计方法的有效性。     

非匹配不确定非线性系统的自适应反演滑模控制

针对一类具有非匹配不确定性的最小相位仿射非线性系统,研究其在未知扰动作用下的调节问题。基于自适应反演设计方法和变结构控制设计了控制方案,实现不确定系统的鲁棒调节。与经典反演设计相比,本方案允许非参数化不确定性,增强了控制系统的鲁棒性。     

基于非完整移动机器人动态模型的鲁棒输出跟踪

提出一种基于非完整移动机器人动态模型的鲁棒跟踪控制算法。在系统存在模型不确定性但满足“匹配条件”的情况下,设计了一种滑动控制器。仿真结果表明,当系统的质量、转动惯量、结构参数等存在较在误差时仍能实现精确跟踪,具有良好的鲁棒性。     

不确定非线性系统的自适应反演终端滑模控制

针对一类参数严格反馈型不确定非线性系统, 本文提出一种自适应反演终端滑模控制方法. 反演控制的前n-1步结合自适应律估计系统的未知参数, 第n步采用非奇异终端滑模, 使系统最后一个状态有限时间内收敛.利用微分估计器获得误差系统状态的导数, 并设计了高阶滑模控制律, 去除控制抖振, 使系统对于匹配和非匹配不确定性均具有鲁棒性. 同自适应反演线性滑模方法相比, 所提方法提高了系统的收敛速度和稳态跟踪精度, 并且控制信号更加平滑. 仿真结果验证了该方法的有效性.     

高超声速飞行器轨迹跟踪的反步滑模控制

针对高超声速飞行器轨迹跟踪控制问题,基于纵向动力学的输入/输出线性化模型,设计了一种基于反步法与滑模控制相结合的反步滑模跟踪控制器;这种控制器对系统匹配不确定性和非匹配不确定性都具有较强的鲁棒性,跟踪收敛快速性良好;对反步滑模跟踪控制器和一般滑模跟踪控制器进行了控制参数仿真优化,对比研究了速度跟踪、高度跟踪、速度高度同时跟踪和正弦速度跟踪条件下两种控制器的快速性和鲁棒性,证实了文章方法的有效性。     

基于块控原理的变结构控制

针对一类非匹配不确定性的线性系统 ,基于块控原理 ,提出了一种变结构控制设计方法 .利用反演设计方法来处理系统中的非匹配不确定性 ,再用变结构控制方法来改善系统的性能 .仿真实例证明了所提出的方法的正确性和有效性     

非完整移动机器人轨迹跟踪自适应控制器设计

针对轮式移动机器人的非完整运动学模型,将自适应反演控制技术和李亚普诺夫稳定性理论应用于机器人轨迹跟踪控制,设计了具有全局渐近稳定性的自适应轨迹跟踪控制器,并在Matlab环境下实现了移动机器人对直线和椭圆2种轨迹追踪的仿真实验.实验表明:该控制方法在轨迹跟踪控制中有较好的航向跟踪效果,对机器人非完整系统模型的非线性特性...     

附加控制输入反演自适应滑模鲁棒励磁控制

为了提高一类非匹配不确定非线性系统的渐近稳定鲁棒控制能力,简化传统反演自适应变结构控制计算,通过引入变结构附加控制输入量,降低子系统虚拟函数反演设计难度,克服传统反演自适应$L_{2     

具有未知输入增益的非线性系统的跟踪控制

针对具有未知输入增益的非线性系统, 提出了一种可实现系统输出跟踪控制的自适应控制方法. 通过在backstepping设计中引入一种新的Nausbaum增益, 按该方法设计的控制器可以在系统输入增益未知的情况下实现系统输出的渐近跟踪.     

一类欠驱动系统的非线性输出跟踪控制

针对一类模型结构为非下三角的欠驱动系统,在反步法的框架下研究了其非线性输出跟踪控制问题．鉴于在此类欠驱动系统的反步法设计中,沿用一般下三角系统的偏差难以镇定全部的偏差动态,由此引入了“联系函数”的概念．在反步法设计中,构造了异于下三角系统的偏差,设计了状态反馈跟踪控制器,保证了系统偏差的全局一致渐近稳定性．仿真结果表明...     

基于强化学习的一类具有输入约束非线性系统最优控制

针对部分系统存在输入约束和不可测状态的最优控制问题,本文将强化学习中基于执行–评价结构的近似最优算法与反步法相结合,提出了一种最优跟踪控制策略.首先,利用神经网络构造非线性观测器估计系统的不可测状态.然后,设计一种非二次型效用函数解决系统的输入约束问题.相比现有的最优方法,本文提出的最优跟踪控制方法不仅具有反步法在处理n阶系统跟踪问题上的优势,而且保证了所有虚拟控制器均为最优,同时,该方法可以简化控制器设计过程.最后,基于李雅普诺夫稳定性理论,证明了闭环系统中的所有信号一致最终有界.通过仿真结果验证该方法的有效性.     

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.     

干扰下的无人直升机自适应反步法鲁棒跟踪控制

针对无人直升机干扰下的鲁棒轨迹跟踪问题,设计了一种自适应反步控制方法.鉴于作用在直升机上的干扰是产生跟踪误差的主要原因,该方法的主要思想是寻求一种方法来补偿这种干扰.首先,将未建模动态如外部阵风干扰、配平误差、机身、垂尾、平尾以及其他可忽略的动态产生的力和力矩看成一种组合干扰,从而建立了一个方便反步法控制器设计的简化模型.当设计好反步法控制器后,设计了一个非线性自适应律来估计这种组合干扰,并通过将干扰估计值整合到反步控制器中,使得闭环跟踪系统的鲁棒稳定性得到了保证,即基于李雅普诺夫稳定性理论证明了所设的控制器对于干扰主动阻隔,特别是低频干扰的主动阻隔是有效的.最后,两个仿真研究验证了该方法是优于常规反步法和积分反步法的.     

一类非匹配不确定非线性系统的鲁棒跟踪控制制

针对一类半严格反馈型不确定非线性系统,提出一种鲁棒反演滑模变结构控制方法.采用反演控制方法设计了使前n-1阶子系统稳定的虚拟控制律,抑制非匹配不确定性的影响;在第n步设计了一种连续可导的滑模变结构控制律,消除控制抖振,实现了对存在未知不确定性及扰动系统的鲁棒输出跟踪.通过Lyapunov定理证明了闭环系统所有信号最终有界.仿真结果验证了该方法的有效性.     

一种基于MT-波波器的连续自适应反推控制的数字实现方法

研究了基于MT-滤波器的连续自适应反推控制的数字实现问题.首先用δ-算子将连 续系统离散化.利用MT-滤波器和反推设计方法给出了自适应反推控制器的设计,然后分别 分析了离散和混杂自适应控制系统的稳定性和跟踪性能.同已有文献相比,本文的主要工作在 于:1)基于MT-滤波器的离散自适应反推控制器的设计;2)误差系统状态向量的构造.由于 MT-滤波器的阶次比K-滤波器的阶次低,因此,误差系统的构造更加复杂,这也使得适应系统 的稳定性分析更加困难.     

一类符号反对称结构系统的稳定性及其应用

结合矩阵论中的可反对称条件, 提出一种稳定的具有符号反对称结构的系统, 并将其作为非线性系统的镇定控制目标. 面向符号反对称结构系统的控制方法存在递推构造法和直接设计方法两种: 递推构造法面向具有上三角结构的系统, 包括已有逆推控制和逆推自适应控制, 并可具有更多的可调参数; 直接设计法适用于低维系统, 对于一些系统可以设计出更简单的控制器. 对于Lorenz混沌同步系统的仿真说明了面向反对称结构系统直接设计法有效性.     

Adaptive output control of a class of uncertain chaotic systems

In this paper, a new observer-based backstepping output control scheme is proposed for stabilizing and controlling a class of uncertain chaotic systems. The controller is designed through the use of a robust observer and backstepping technique. We firstly show that many chaotic systems as paradigms in the research of chaos can be transformed into a class of nonlinear systems in the feedback form. Secondly, the synchronization problem is converted to the tracking problem from control theory, thereby leading to the use of state observer design techniques. A new observer is utilized to estimate the unmeasured states. Unlike some existing methods for chaos control, no priori knowledge on the system parameters is required and only the output signal is available for control purpose. The Lyapunov functions are quadratic in the state estimates, the observer errors and the parameter estimation error based on the backstepping technique. It is shown that not only global stability is guaranteed by the proposed controller, but also both transient and asymptotic tracking performances are quantified as explicit functions of the design parameters so that designers can tune the design parameters in an explicit way to obtain the desired closed-loop behavior.     

基于反演算法的严格反馈非线性系统固定时间跟踪控制

针对一类严格反馈非线性系统,研究固定时间跟踪控制问题.基于反演控制策略及Lyapunov稳定性理论,给出使系统全局固定时间稳定的充分条件和设计步骤.所提出的反演控制方案可以消除控制器存在的奇点问题,保证系统的跟踪误差在固定时间内收敛于原点的一个小邻域内,且收敛时间与系统的初始状态无关.最后,通过一个数值仿真示例验证了所提出设计方案的有效性.