一类受扰旋转单摆系统的建模与跟踪控制设计

本文考虑一类受扰旋转单摆系统的建模与跟踪控制问题. 首先, 利用动静法和相对运动原理建立受扰情形下空间旋转摆系统的动力学模型. 然后, 分别以实际跟踪和渐近跟踪为控制目标, 给出相应的控制设计方法. 具体地,利用向量式的反推控制设计方法与不确定性动态补偿机制, 给出自适应实际跟踪控制器, 保证闭环系统所有状态都有界且在有限时间内系统输出到达并保持在参考信号给定的邻域内. 利用反推设计方法, 并结合扰动的学习、切换补偿机制设计自适应切换渐近跟踪控制器, 通过在线调节控制器参数, 保证闭环系统所有状态都有界且系统输出渐近跟踪到给定的参考信号. 最后, 仿真实验验证所提理论结果的有效性. 值得指出的是, 与相关文献相比, 本文所给出的控制设计方法允许系统同时含有未知参数和扰动, 并且扰动不必有已知上界, 因而具有更强的抑制不确定性的能力.     

一类不确定变速风力涡轮机系统的实际跟踪控制

本文研究一类不确定变速风力涡轮机系统的实际跟踪控制问题. 与现有文献对系统不确定性和参考信号的严格限制(系统参数已知, 扰动光滑或上界已知, 参考信号二阶可导)不同, 本文允许系统参数全部未知, 扰动不必可导且上界不必已知, 参考信号仅需一阶可导, 因此传统控制设计方法无效. 为此, 本文首先给出误差系统, 将原系统的跟踪控制问题转化为误差系统的镇定控制问题. 然后, 对误差系统选择适当的李雅普诺夫函数, 将自适应动态补偿技术融入反推控制设计框架, 给出自适应状态反馈控制器显示形式. 性能分析表明该控制器保证闭环系统所有信号有界且转子转速实际跟踪到期望转速, 即在某个时刻之后到达并保持在期望转速的任意给定邻域内. 值得指出的是, 所设计的控制器仅依赖于参考信号本身而不依赖其导数, 因此降低了相关文献对参考信号可量测性的限制. 最后, 仿真实验验证理论结果的有效性.     

具有未规范化自适应律的直接型模型 参考自适应反推控制器

对于相对阶m>3的系统,给出了具有未规范化自适应律的直接型模型参考自适应反推控制器的设计和性能分析,从而解决了对于任意相对阶系统,具有未规范化自适应律的直接型模型参考自适应控制器的设计和性能分析问题.     

具有未知高频增益的鲁棒自适应反推控制器

在高频增益未知的情况下,对一类带有未建模动态和输入、输出干扰的系统,给出了一种基于反推技术的鲁棒自适应控制器的设计方法.通过修正传统鲁棒自适应控制中的动态规范化信号和切换-σ算法,证明了闭环系统的所有信号都有界,同时可以取得较好的跟踪性能.仿真结果表明了该方法的有效性.     

鲁棒自适应反推控制器的降阶设计

For a class of systems with unmodeled dynamics, robust adaptive stabilization problem is considered in this paper. Firstly, by a series of coordinate changes, the original system is re-parameterized. Then, by introducing a reduced-order observer, an error system is obtained. Based on the system, a reduced-order adaptive backstepping controller design scheme is given. It is proved that all the signals in the adaptive control system are globally uniformly bounded, and the regulation error converges to zero asymptotically. Due to the order deduction of the controller, the design scheme in this paper has more practical values. A simulation example further demonstrates the efficiency of the control scheme.     

具有动态和静态关联项大系统的鲁棒分散自适应镇定

对于一类具有动态和静态关联项的大系统，利用MT-滤波器和反推设计方法设计了一种鲁棒分散自适应输出反馈控制器．在各子系统为最小相位、静态关联项满足Lipschitz条件、动态关联项稳定且严格正则的假设下，证明了闭环系统的所有信号全局一致有界，且除了参数估计外的其他信号皆以指数速率收敛到零，该结果好于其他相关文献中的结果，仿真结果进一步验证了该方法的有效性。     

时变系统具有MT-滤波器的反推自适应控制

研究线性时变系统具有MT-滤波器的反推自适应控制问题。给出了具有MT-滤波器和σ修正自适应律的反推自适应控制器的设计，分析了闭环系统的稳定性和跟踪性能。同已有文献相比，难点在于误差系统的构造，并且稳定性的证明更加复杂。     

受多随机噪声和多随机脉冲干扰的非线性系统稳定性分析

针对一类受多有色噪声和多随机脉冲干扰的非线性系统(其中系统连续动态中的多随机噪声包含乘性和加性有色噪声且离散动态中多随机脉冲幅值的类型由一个齐次不可约非周期Markov链决定),分别提出概率意义和矩意义下的噪声-状态稳定性、概率意义下的全局渐近稳定性、矩意义下的指数稳定性判据.在脉冲数量受模态依赖平均脉冲区间约束下,首先基于乘性随机噪声的估计和Lyapunov函数方法,分别研究系统在矩意义下的噪声到状态稳定性和指数稳定性判据;然后基于乘性随机噪声满足大数定律的假设和Lyapunov函数方法,分别给出系统在概率意义下的噪声-状态稳定和全局渐近稳定的充分条件;最后通过仿真结果验证所提出稳定性判别准则的有效性.