高阶系统跟踪低阶模型的MRAC方案及在机械手伺服系统中的应用

基于popov超稳定理论，采用滤波器降阶的方法，设计了一种高阶系统跟踪低阶参考模型的模型参考自适应控制（MRAC）方案。使用低阶参考模型简化了系统结构，应用到机械手伺服系统中，验证了方案的有效性。     

AGV路径模糊─变结构滑模─模型参考协调控制

针对自动导向车（ＡＧＶ）的路径跟踪，提出一种新的模型参考－模糊变结构滑模－ＰＩ组合跟踪控制方案。该方案将ＡＧＶ设计成左右轮行走距离跟踪系统，并引进参考模型，组合了模糊控制和变结构滑模控制以及比例加积分（ＰＩ）控制。模糊变结构滑模控制提供了跟踪的快速性和稳定性，ＰＩ控制则消除稳态抖动，提高了稳态精度。仿真及实测结果表明，这种新的设计方案能达到较高的跟踪精度。     

可具有非严格正实参考模型的变结构鲁棒自适应控制

提出了一种可具有非严格正参考模型的变结构鲁棒自适应的控制方案,可去除变结构模型参考自适应控制中普遍要求参考模型为严格正害或相当对阶大于１时参考模型补偿后严格正实的假设,在此基础上提出的变结构控制律可保保证跟踪误差在相对阶为１时于有限时间内收敛到零,而当相对阶大于１时则可使跟踪误差收敛到一个残差集内。     

汽轮机调速系统的一种HMRAC方案

基于混合误差模型，采用滤波器降阶的方法，设计了一种高阶系统跟踪低阶参考模型的混合模型参考自适应控制（HMRAC）方案。使用低价参考模型简化了系统结构。应用HMRAC，避免了系统因数字化而引起的非最小的相位问题及非线性影响，有利于进一步提高系统的鲁棒性，应用到汽轮机调速系统中，验证了方案的有效性。     

基于参考模型的扰动观测器控制系统

为了补偿控制系统的未知动态和外部扰动,论文提出一种基于参考模型的扰动观测器控制系统.首先,分析了二阶理想参考模型控制系统的设计,并通过闭环传递函数证明了参考模型控制系统的稳定性.然后,设计了二阶系统扰动观测器和基于参考模型的扰动观测器控制律,分析了二阶闭环控制误差系统收敛性.并推广到n阶控制系统,证明了n阶闭环控制误差系统稳定性.最后,仿真实验结果表明,与线性自抗扰控制(LADRC)系统相比,基于参考模型的扰动观测器控制系统阶跃响应的跟踪精度和抗扰性能明显优于LADRC系统,扰动的估计精度高,控制输入量小于LADRC系统;基于参考模型的扰动观测器控制系统正弦跟踪精度和扰动的估计精度也高于LADRC系统.该新型控制系统结构简单,抗扰性能好,控制效率高,具有重要的工程应用价值.     

基于力矩补偿与分配的多操纵面飞机飞行控制设计

针对多操纵面飞机舵面冗余和强非线性气动特征, 提出了一种基于力矩补偿与分配的非线性飞行控制系统设计方法, 采用指令－力矩－舵面的间接形式, 外环采用模型跟踪方法生成满足飞行品质要求的力矩指令, 内环采用力矩补偿结合控制分配的设计方法, 控制各舵面实现期望控制力矩. 以革新性操作效率器(ICE)飞机为对象进行了仿真验证, 结果表明力矩补偿与分配系统可实现准确的力矩跟踪, 系统对参数的变化有较强适应能力, 所设计的飞行控制系统能够依据参考模型对控制指令进行跟踪, 各控制通道间耦合被有效抑制.     

模型参考自适应控制系统的两种简化方案

基于波波夫超稳定理论进行模型参数自适应控制系统设计,分别采用参考模型极点和零点做滤波器,设计了两种不用线性补偿器的简化模型参考自适应控制方案,避免了分解系统的繁琐工作,仿真验证本方案能实现渐进跟踪,且控制效果令人满意。     

基于扰动补偿的无微分模型参考自适应控制系统设计

针对一类含有参数不确定性和未知非线性扰动的系统,本文提出一种基于扰动补偿的无微分模型参考自适应控制方法,实现系统输出对参考模型输出信号的高精度跟踪.首先,利用被控对象模型信息设计扰动估计器,对系统非线性扰动进行在线估计;其次,基于非线性扰动估计值设计参考模型和无微分参数更新律,构建无微分模型参考自适应控制器,建立基于扰动补偿和状态反馈的自适应控制律,以消除参数不确定性和非线性扰动对系统输出的影响,保证系统输出对参考模型输出的准确跟踪;然后,给出闭环系统误差信号收敛条件和控制器参数整定方法;最后,通过数值仿真验证所提方法的有效性和优越性.     

动态不确定输入多输出系统的变结构鲁棒控制

本文仅利用输入输出数据给出了一种动态不确定多输入多输出系统的变结构控制器设计机制。控制系统的设计中引入了一个严格正实的模型，应用适当逻辑切换的状态变量滤波器实现变结构控制。证明了所提方案能保证全局输出有界稳定并能实现滑模控制和渐近跟踪参考模型的输出。该设计方案对结构不确定性具有一定的鲁棒性。仿真结果表明了所提方案的有效性。     

基于CGT的自适应模型输出跟踪控制及其应用北大核心CSCD

基于CGT(Command Generator Tracker)理论的模型输出跟踪控制可实现对低阶理想参考模型的性能跟踪。然而,当被控对象会随环境变化而改变时,控制系统的跟踪性能会有所下降。为了进一步提高控制系统的适应性,提出了一种基于CGT的自适应模型输出跟踪控制方法。该方法通过在线辨识系统参数,自动调整前馈输入,从而提高控制系统的跟踪性能。随后,针对网络化铝板温度系统应用了提出的基于CGT的自适应模型输出跟随控制器。实验验证了控制方法的有效性,实现了对铝板温度的网络化跟踪控制。     

不确定性系统的局部模型跟踪控制

针对线性失配不确定性系统，提出了局部模型跟踪、复合参考模型和控制系统匹配度等概念，研究了局部模型跟踪控制系统的设计方法和复合参考模型的特定结构，证明了系统的最大匹配度。本研究突破了完全模型跟踪条件的苛刻限制，能确保被控对象的输出等关键状态稳态无误差地跟踪参考模型，复现系统的指今输入。     

高空飞艇飞行控制系统的线性模型跟随设计

研究飞艇高空定点优化控制问题,针对飞艇在高空时空气舵面操纵不足、舵效控制力低,为解决上述问题,提出了采用气动力舵面和偏转螺旋桨复合控制的操纵模式对高空飞艇的姿态进行控制的方法.首先给出了采用气动力和螺旋桨拉力矢量组合控制的高空飞艇横侧向数学模型,把气动力舵面和偏转螺旋桨复合控制看作一个双输入单输出系统,采用线性模型跟随方法设计了姿态控制系统,使控制系统的性能尽可能地跟随给定的理想参考模型系统的性能.通过仿真表明偏转螺旋桨操纵控制可以有效弥补空气舵面效率的不足,所设计控制系统具有良好的动态品质,并验证了方案的可行性和方法的有效性.     

变结构局部模型跟踪控制研究

本文针对线性失配不确定性系统，提出了一种新的模型跟踪概念－局部模型跟踪，基于变结构控制理论，研究了实现此跟踪的系统特定结构和设计方法，并证明了设计中的分离定理以及变结构局部模型跟踪控制系统的最大跟踪能力。本文突破了变结构不变性条件的苛刻限制，大大提高了系统的稳态跟踪特性。     

The preview control of a class of linear systems and its application in the fault-tolerant control theory

In the fault-tolerant control theory based on model following control, the desired signal of the control system is the output of a reference system. This paper is concerned with the design of the preview controller for a class of fault systems. A composite vector is introduced by including error vector, fault system state vector and reference system state vector. Then, we derived an augmented system from the known system equation, in which the reference input has equal status with the desired signal in the traditional preview control theory. Therefore, we can use the known theory to design the preview controller for the augmented system, then the preview controller of the original fault system can be obtained by the integration method. This paper strictly discusses the connection between stabilisation and detectability of the augmented system and the corresponding characteristics of the original system. Finally, by applying this theory to a real steam generator water level control system, it is found that the actions of the reference input preview and the fault signal preview can effectively eliminate the effect of the fault signal on the water level of the steam generator. The simulation shows the effectiveness of the controller designed.     

基于参考模型法的双闭环调速系统参数优化

调节器是双闭环调速系统的核心,传统的工程设计方法不仅烦琐、复杂,而且不够精确.为解决上述问题,提出了基于参考模型法的调节器参数优化方法:首先根据系统指标要求选择典型的最佳模型作为参考,然后以改进单纯形法为优化算法,通过比较控制系统和参考模型在同一输入信号下的输出偏差对调节器参数进行优化,使得在某种意义下偏差尽可能小,实现控制系统的输出响应跟踪或逼近参考模型特征.实验表明,方法不仅使设计工作大为简化,并且使控制系统较好地复现参考模型的特征,有效地提高了系统的性能.     

Set-theoretic model reference adaptive control with time-varying performance bounds

One of the fundamental problems in model reference adaptive control design is the ability of the controlled system to achieve not only stability but also a user-defined performance in the presence of exogenous disturbances and system uncertainties. To this end, we recently proposed a set-theoretic model reference adaptive control framework, which guarantees the norm of the system error to be less than a user-defined constant performance bound. The contribution of this paper is to generalise the set-theoretic model reference adaptive control framework for enforcing user-defined time-varying performance bounds on the system error, which gives the control designer a flexibility to control the closed-loop system performance as desired on different time intervals (e.g. transient time interval and steady-state time interval). Two adaptive command following control architectures are proposed and their stability and performance properties are rigorously established using system-theoretic methods.     

一种模型参考鲁棒控制的跟踪性能改善

This paper considers the tracking performance problem of a model reference robust control (MRRC) for plants with relative degree greater than one. A new algorithm is proposed based on the earlier research. It is shown that by applying a special transformation to the tracking system, the L1 bound of the tracking error can be achieved even when the high frequency gain is unknown, and both the tracking performance and the control effort can be improved significantly. Furthermore, the strictly positive real (SPR) condition, which is an essential assumption of the earlier design, can be removed.     

一种新型访问控制技术研究

使用控制（UCON）是对访问控制的一种概述,它包含授权、职责、条件、连续性（正在进行的控制）和易变性。通常来说,访问控制只是对主体访问的目标资源进行授权,作为访问的结果并没有进行系统的分析研究。文章根据使用控制的需求,研究了一种ABC模型,该模型定义为使用控制的核心模型,并且说明了它是怎样包含了传统的访问控制。例如强制的、自主的、基于角色的访问控制。另外,也讨论了它的体系结构。引入了一种全新的对使用控制及其变化的监控方法。     

一类非线性多变量对象的解耦内模控制

针对化工行业中常见的多变量非线性问题,提出了基于全局多模型的解耦内模控制方案。将非线性对象在工作区域的顶点线性化得到线性化模型,内部模型采用其加权形式,再用每个顶点模型求局部解耦控制器,最后加权得到全局控制器。与分散控制方案相对比,只需少数几个局部线性化模型就可设计解耦控制器,计算量小,并且实现了系统的解耦,有更好的实用性。仿真结果证明了该设计方法的可行性及其优点。     

Model selection approaches for non-linear system identification: a review

The identification of non-linear systems using only observed finite datasets has become a mature research area over the last two decades. A class of linear-in-the-parameter models with universal approximation capabilities have been intensively studied and widely used due to the availability of many linear-learning algorithms and their inherent convergence conditions. This article presents a systematic overview of basic research on model selection approaches for linear-in-the-parameter models. One of the fundamental problems in non-linear system identification is to find the minimal model with the best model generalisation performance from observational data only. The important concepts in achieving good model generalisation used in various non-linear system-identification algorithms are first reviewed, including Bayesian parameter regularisation and models selective criteria based on the cross validation and experimental design. A significant advance in machine learning has been the development of the support vector machine as a means for identifying kernel models based on the structural risk minimisation principle. The developments on the convex optimisation-based model construction algorithms including the support vector regression algorithms are outlined. Input selection algorithms and on-line system identification algorithms are also included in this review. Finally, some industrial applications of non-linear models are discussed.