On control of discrete-time state-dependent jump linear systems with probabilistic constraints: A receding horizon approach

In this article, we consider a receding horizon control of discrete-time state-dependent jump linear systems, a particular kind of stochastic switching systems, subject to possibly unbounded random disturbances and probabilistic state constraints. Due to the nature of the dynamical system and the constraints, we consider a one-step receding horizon. Using inverse cumulative distribution function, we convert the probabilistic state constraints to deterministic constraints, and obtain a tractable deterministic receding horizon control problem. We consider the receding horizon control law to have a linear state-feedback and an admissible offset term. We ensure mean square boundedness of the state variable via solving linear matrix inequalities off-line, and solve the receding horizon control problem on-line with control offset terms. We illustrate the overall approach applied on a macroeconomic system.     

一类高阶非线性不确定系统自适应稳定控制

研究了一类高阶非线性不确定性系统的自适应稳定控制设计问题.因该系统的非线性程度高,其控制系数不等同、符号已知、但数值未知,故在此之前其稳定控制设计问题没有得到解决.本文应用自适应技术,结合设计参数的适当选取,从而得到了设计该类非线性系统状态反馈稳定控制器的新方法,并基于反推技术,给出了稳定控制器的设计步骤.所设计的状态反馈控制器使得闭环系统的状态全局渐近收敛于零,其余闭环信号一致有界.最后通过一个仿真例子说明了控制设计方法的有效性.     

具有TCSC 的单机无线总线系统非线性阻尼浸入与不变控制

针对带有晶闸管控制串补(TCSC) 的单机无限总线系统, 利用浸入和不变思想设计了基于状态反馈的非线性阻尼控制器. 通过选定一个特定的二维目标系统和映射函数, 将所研究的对象浸入其中, 使得所设计的非线性阻尼控制器在不需要构造Lyapunov 函数的情况下即可保证闭环系统的渐近稳定性和轨迹的有界性. 仿真对比结果表明了采用所提出方法设计的控制器是有效的, 且能够明显提高闭环系统的暂态稳定性.

     

切换线性系统的聚合优化

分析了切换线性系统的稳定性和优化问题,提出了一个Armijo步长优化的共轭梯度算法来寻找适当代价函数下的优化切换时间点集.为了确保优化切换路径是可压缩的,提出了代价函数需要满足的受限表达式.设计了几种优化分段状态反馈切换律来搜索聚合系统的最优切换路径,同时这些切换路径就是对应原始切换线性系统的次优化切换路径.最后,一个实例演示了不同切换律下的切换策略和优化代价.     

带时变时滞高阶随机非线性系统的状态反馈控制

研究了一类高阶随机系统,该系统有时变时滞,为系统设计了合适的状态反馈控制器。利用增加幂次积分,然后选择适当的Lyapunov函数,进而得到相应的状态反馈控制器。在此状态反馈控制器作用下,原系统依概率全局渐近稳定,系统状态均可调节到原点。文章在末尾处给出了数值实例。     

离散动力系统混沌化——配置若干个Lyapunov指数

对确定性离散时间动力学系统,提出了一种配置Lyapunov指数为正的混沌化和超混沌化方法.得到的受控系统所有Lyapunov指数均不为零,而其中至少一个为正,并且受控系统满足Devaney的混沌定义.此外说明了算法可以配置至少两个或者更多个Lyapunov指数为正,并给出了证明和两个混沌化实例,仿真结果显示了算法的良好效果.     

参数不确定线性系统混合H2/H∞状态反馈控制

对一类含有范数有界参数不确定线性系统的混合H2/H∞状态反馈控制问题进行了研究.给出了系统一个输出在满足给定的H∞干扰衰减约束条件下,其另一个输出的H2性能指标所满足的上界,并利用Lagrange乘子法导出了使得该界达到最小的"最优的"状态反馈控制器.结果仅需求解一个含有两个尺度参数的修正代数Riccati方程.而且数值结果表明该方法是非常有效的.     

Finite-time Sliding Mode Control Design for a Class of Uncertain Conic Nonlinear Systems

This paper studies the sliding mode controller design problems for a class of nonlinear system. The nonlinear function is considered to satisfy conic-type constraint condition. A novel finite-time boundedness (FTB) based sliding mode controller design theory is proposed. And then a sufficient condition is obtained in terms of linear matrix inequalities (LMIs), which guarantees the resulted sliding mode dynamics to be FTB wrt some predefined scalars. Thereafter, a FTB-based sliding mode control (SMC) law is synthesized to ensure the state of the controlled system is driven into a novel desired switching surface s(t)=c (c is a constant) in a finite time. Simulation results illustrate the validity of the proposed FTB-based SMC design theory.      

三相电压型PWM变流器的线性化状态反馈解耦控制

三相电压型PWM变流器在实现能量变换的同时可以消除谐波、实现单位功率因数运行,是一个多输入多输出的非线性系统。文章建立了基于开关函数的变流器数学模型,采用非线性变换以及引入变流器交直流侧的动态功率平衡两种方案相结合,得到了线性化的变流器数学模型。在线性化数学模型的基础上,提出了电压型PWM变流器的线性化状态反馈解耦控制。仿真结果表明该控制策略能较好地实现三相电压型PWM变流器有功功率和无功功率的解耦控制,具有较好的动态特性,而且网侧电流谐波含量很低。