具有输入时滞的主动悬挂系统的减振控制

研宄具有输入时滞的汽车主动悬挂系统在路面扰动下的减振控制器设计问题.首先根据汽车悬挂系统的特点,从实用性的角度出发化简了悬挂系统的数学模型.然后提出一种变量代换方法,将具有输入时滞的主动悬挂系统转换为形式上不含时滞的系统.针对转换后的无时滞系统,设计出具有输入时滞的主动悬挂系统减振控制器:又从控制器的成本和易实现性出发添加了一个状态观测器.在这种系统结构下,设计出一种具有记忆和积分特性的主动悬挂系统减振控制策略.仿真结果验证了这种设计控制器的方法是有效的.     

控制时滞系统基于观测器的最优扰动抑制

研究在持续外界扰动作用下含有控制时滞线性系统的最优扰动抑制问题. 首先利用模型转换将控制时滞系统转化为无时滞系统. 然后证明最优控制律的存在唯一性, 并通过求解Riccati方程和Sylvester方程设计含前馈补偿器和控制记忆项的最优控制律, 其中的前馈控制项和控制记忆项分别补偿了扰动和控制时滞对系统的影响. 通过构造扰动状态观测器, 解决了前馈补偿器的物理不可实现问题. 仿真实例验证了所设计的最优控制律的有效性.     

含状态和输入时滞的离散时间系统的近似最优跟踪控制

针对状 态和控制输入均含有时滞的离散时间系统, 提出最优跟踪控制的设计方法. 通 过引入一种新的状态向量, 将含有状态和控制输入时滞的离散时间系统转化为 含有虚拟扰动项的无时滞离散时间系统. 根据最优控制理论, 构造离散Riccati矩阵方 程和离散Stein矩阵方程的序列, 并证明该解序列一致收敛于变换后的离散时间系统的最优跟 踪控制策略. 利用最优控制的逐次逼近设计方法, 得到最优跟踪控制的近似 解, 并给出求解最优跟踪控制律的算法. 仿真算例表明了所提出最优跟踪控制 方法的有效性.     

具有控制时滞的离散系统的无抖振滑模控制

研究含时滞的线性离散系统的变结构控制问题. 首先将之简化为不含时滞项的线性离散系统. 然后对简化系统提出一种新的无抖振滑动模态控制算法. 该算法使滑模控制分为两个阶段,当系统轨迹在滑模某邻域以外时, 利用传统的到达控制律使系统状态轨迹单调趋近滑模面; 当系统轨迹进入该邻域内, 无抖振控制律使其轨迹一步到达滑模面. 该控制律有效地削除了由离散系统解轨迹的不连续性产生的抖振现象. 仿真结果表明了这种方法的有效性.     

线性时滞系统基于观测器的最优输出跟踪控制器近似设计

研究线性时滞系统的最优输出跟踪控制器近似设计过程.首先根据原系统最优输出跟踪控制问题构造了两个分别具有已知初始条件和终端条件的微分方程迭代序列,并证明它们一致收敛于原问题的最优解.然后通过对该解序列的有限次迭代,得到最优输出跟踪控制问题的一个近似解,进一步给出一个计算近似最优输出跟踪控制律的算法.最后通过构造降维参考输入观测器解决了最优输出跟踪控制器中前馈项的物理可实现问题.仿真结果表明该方法是有效的,且易于实现.     

含控制时滞系统的实时故障诊断和最优容错控制

研究含有控制时滞的线性系统的故障诊断方法和最优容错控制问题.给出了最优容错控制律的存在唯一性条件,提出了最优容错控制律的设计算法.通过构造增广的降维状态观测器,设计了在线诊断故障的故障诊断器并同时实现了系统状态的观测,解决了最优容错控制的物理不可实现问题.利用观测器的输出得到物理可实现的动态最优容错控制律.仿真实例验证了故障诊断方法和动态最优容错控制律的有效性.     

带阶跃扰动的线性时滞系统最优无静差控制

研究线性时滞系统在阶跃扰动作用下的最优控制问题．首先基于内模原理构造扰动补偿器，以完全消除阶跃扰动对系统的影响。并将原系统的最优无静差扰动抑制问题转化为无扰动最优控制问题；然后利用灵敏度方法，求得由精确的解析项和伴随向量级数形式补偿项组成的最优控制律，通过截取伴随向量级数的有限项和．可得到次优无静差控制律．仿真实例验证了该方法的有效性．     

受扰非线性离散系统的前馈反馈最优控制

利用逐次逼近法研究含外部扰动的非线性离散系统的线性二次型前馈反馈最优控制问题.首先将系统的最优控制问题转化为非线性两点边值问题族.其次,构造了该问题族的由精确线性项和非线性补偿项组成的解序列,并证明了解序列一致收敛到系统的最优解.最后,通过截取最优控制序列解中非线性补偿项的有限项,得到系统的前馈反馈次优控制(FFSOC)律及设计算法.仿真算例表明,该算法容易实现,且对抑制外部扰动的鲁棒性优于经典的反馈次优控制(FSOC).     

含正弦扰动的离散时滞系统的次优减振控制

研究状态变量含有时滞的线性离散系统在正弦扰动下的前馈-反馈最优减振控制问题．将系统的最优控制问题转化为非齐次线性两点边值问题族，利用逐次逼近法得到了系统的最优控制律．该控制律由解析的前馈。反馈控制律和补偿序列的极限组成．通过截取补偿序列的有限项，得到了系统的前馈一反馈次优减振控制律．仿真结果表明，该方法对抑制正弦扰动的鲁棒性优于经典反馈最优控制．     

Feedforward and feedback optimal control for linear time-varying systems with persistent disturbances

The optimal control problem was studied for linear time-varying systems,which was affected by external persistent disturbances with known dynamic characteristics but unknown initial conditions. To damp the effect of disturbances in an optimal fashion,we obtained a new feedforward and feedback optimal control law and gave the control algorithm by solving a Riccati differential equation and a matrix differential equation. Simulation results showed that the achieved optimal control law was realizable,efficient and robust to reject the external disturbances.