连续系统极点配置设计方法的研究

介绍了单输入单输出连续系统极点配置设计的几种方法.证明了多输入多输出系统可以转化为单输入单输出系统,这样多输入多输出系统极点配置可以参照单输入单输出系统的极点配置方法进行设计.     

基于极点配置的多模型自适应控制

基于极点配置技术对单输入单输出离散时间被控对象提出多模型自适应控制算法，在保证稳定性的前提下，算法对被控对象参数跳变时能进行有效的控制，并提高了系统的瞬态响应。     

多输入系统变结构控制的一种新方法

给出了多输入系统变结构控制的一种新方法，把多输入系统滑动模态的构造转化为单输入系统，用输出动态反馈和频域技巧配置动模态极点，保证了系统有较好的动态性能。最后用实例说明了方法的有效性。     

多重系统同时极点配置的动态补偿器的设计

本文研究了多重系统同时稳定或极点配置的控制器设计问题。同时稳定或极点配置是出于设计容错控制系统之所需。本文推导了由一个动态补偿器对多重系统进行同时极点配置的充分条件。对于单输入或单输出的情况,上述充分条件也是必要的。文章的最后给出了设计方法以及一个实例。     

双率系统极点配置自校正控制算法

针对控制输入频率是输出采样频率整数倍的双率系统,研究了极点配置自校正控制方法.由于双率采样数据系统存在未知的采样间输出(即损失输出),所以传统输入输出等周期单率系统极点配置自校正控制方法不适用于双率系统.为了解决这一困难,本文直接利用双率输入输出数据估算系统模型参数和采样间输出,进一步把估计的模型参数代入极点配置方程,通过求解多项式Diophantine方程.推导了被控系统控制律,给出了双率极点配置自校正控制算法.一个仿真例子说明双率系统极点配置算法的控制效果.     

设计最低阶多线性函数观测器的新方法

本文讨论为连续线性时不变多输入多输出系统设计多线性函数观测器的时域方法.用此 法设计的观测器具有最低动态阶数,且极点可以任意配置.本文提供的算法不仅可用于设计 多输出系统的最低阶多线性函数观测器,而且也可用于设计多输出系统的降阶状态观测器.     

多变量自适应极点配置对偶控制的研究

针对参数未知的多变量差分方程形式的系统,首先利用Kalman滤波器进行参数辨识,根据确定性等价原理对系统进行极点配置;然后利用极点配置得到的非对偶控制器作为标称输入,其对应的输出作为标称输出,进而根据双指标准则进行对偶控制器的设计;最后给出一个仿真实例,验证该算法的可行性和有效性.     

基于高阶干扰观测器的极点配置控制器及应用

本文设计了一种可以对外部干扰进行估计的高阶干扰观测器,并针对一类具有外部干扰的单输入单输出离散时间线性系统,提出了一种基于高阶干扰观测器的极点配置控制方法.该方法由常规极点配置控制器和高阶干扰观测器组成.常规极点配置控制器用来保证闭环系统稳定,并将闭环系统的极点配置到理想位置,高阶干扰观测器用来补偿外部干扰对闭环系统的影响.理论分析以及仿真和水箱液位系统中的实验结果表明了所提方法的有效性和优越性.     

输入多采样率数字控制系统的同时极点配置

在利用提升(lifting)技术所构造出来的多采样率数字控制系统的线性时不变状态空间模型的基础上, 讨论l个被控对象通过输入多采样率数字控制系统的同时极点配置问题. 分别引入了解决这一问题的状态空间方法和多项式矩阵插值方法. 通过适当的变换, 将同时极点配置问题归结为一系列线性方程组的求解问题. 指出, 当系统的输入采样率满足一定条件时, 可以利用输入多采样率的输出静态反馈控制系统, 实现对l个被控对象的同时极点配置.     

极点配置的新方法

本文运用 Grassmann 代数和 Coates 流图对单输入-单输出闭环系统的极点配置提出了一种新方法,并论证了一个定理,即 M 方阵行列式的分子多项式是该闭环系统的特征方程.     

PID controller synthesis for a class of unstable MIMO plants with I/O delays

Conditions are presented for closed-loop stabilizability of linear time-invariant (LTI) multi-input, multi-output (MIMO) plants with I/O delays (time delays in the input and/or output channels) using PID (Proportional+Integral+Derivative) controllers. We show that systems with at most two unstable poles can be stabilized by PID controllers provided a small gain condition is satisfied. For systems with only one unstable pole, this condition is equivalent to having sufficiently small delay-unstable pole product. Our method of synthesis of such controllers identify some free parameters that can be used to satisfy further design criteria than stability.     

Robust controller design based on reduced order plants

Two dual controller design methods are proposed for linear, time-invariant, multi-input multi-output systems, where designs based on a reduced order plant robustly stabilizer higher order plants with additional poles or zeros in the stable region. The additional poles (or zeros) are considered as multiplicative perturbations of the reduced plant. The methods are tailored towards closed-loop stability and performance and they yield estimates for the stability robustness and performance of the final design. They can be considered as formalizations of two classical heuristic model reduction techniques. One method neglects a plant-pole sufficiently far to the left of dominant poles and the other cancels a sufficiently small stable plant-zero with a pole at the origin.     

基于输入输出线性化方法的一类多输入多输出非线性系统的观测器设计

研究一类多输入多输出仿射非线性系统的状态观测器设计问题. 基于输入输出线性化方法提出了一类多输入多输出仿射非线性系统的状态观测器设计的新方法, 并给出保证状态估计误差渐近趋于零的充分条件. 算例表明了所得结果的有效性.     

MIMO网络控制系统的控制器设计

研究了长时延有界的情况下,多输入多输出网络控制系统发生传感器故障时的控制器设计问题。首先,利用容错控制的思想建立了多输入多输出网络控制系统发生传感器故障时的模型。在此基础上,借助切换系统的理论,分析了闭环网络控制系统的稳定性,用线性矩阵不等式（LMI）形式给出了多输入多输出网络控制系统渐近稳定的充分条件和控制器的设计形式。仿真结果表明,该方法可以对多输入多输出网络控制系统中传感器故障问题进行有效的容错控制。     

Subspace identification for non-linear systems with measured-input non-linearities

This paper uses subspace methods to identify a class of multi-input multi-output discrete-time non-linear time-varying systems. Specifically, we identify systems that are non-linear in measured data and linear in unmeasured states. Numerical examples are presented to demonstrate the efficacy of the method.     

Necessary and sufficient conditions for the controllability andobservability of a class of linear, time-invariant systems with intervalplants

We establish necessary and sufficient conditions for the controllability of single-input/multi-output linear time-invariant systems with interval plants and for the observability of multi-input/single-output linear time-invariant systems with interval plants. In arriving at our results, we determine allowable plant uncertainty bounds for controllability and observability. Two specific examples are considered to demonstrate the applicability of our results     

Reliable stabilization of linear plants using a two-controller configuration

A reliable controller design method is developed for linear, time-invariant, multi-input multi-output control systems; two controllers are designed to stabilize the closed-loop system when acting together and acting independently if one fails. All reliable controllers which achieve closed-loop stability are characterized for strongly stabilizable plants using a factorization approach.     

二维直线电机的多入多出无模型自适应轮廓控制

针对传统的单入单出控制器无法解决二维直线电机存在的非线性,不确定性以及强耦合作用等问题,依据无模型自适应控制不依赖于被控系统精确数学模型,仅需受控系统输入输出数据便能实现自适应控制这一特点,采用多入多出的紧格式动态线性化无模型自适应控制算法对二维直线电机XY轴进行整体控制器设计.同时,针对二维直线电机这种含有纯二阶积分环节的非自平衡系统,提出了多入多出无模型自适应控制改良方法,并进行严格的稳定性和收敛性证明.为了提高二维直线电机的轮廓精度,在多入多出无模型自适应控制改良方法的基础上,加入交叉耦合控制器,与传统的交叉耦合控制方法相比较,提高了跟踪精度和轮廓精度.最后通过仿真和实物实验证明了所提方案的有效性.     

Feedback controls for pole subset assignment

A pole assignment problem for multi-input linear systems is discussed. In conventional pole assignment problems, an input is concerned with all poles simultaneously or it assigns only a specified subset of poles. Here we propose a design method which makes each input assign an arbitrary subset of poles. Thus when we replace a pole by using this method, it is enough to reconstruct only the corresponding input.     

拟线性对称超松弛形两步递推辨识算法

本文提出一种线性系统拟线性对称超松弛两步递推辨识新算法，并对其收敛性应用常微分方程的方法进行了分析。仿真结果表明算法和本文的收敛定理是一致的。