氮磷化肥用量与棉花产量性状的关系研究

采用二次饱和D--最优设计,在粘质潮土上进行田间试验.结果表明,棉花4个产量性状和籽棉产量与氮磷化肥用量之间均可用二元二次回归方程描述,并达极显著水平.经计算,要获得籽棉250kg/亩的目标产量,应施N 12.2～～9.11kg/亩和P2O5 6.09～11.5kg/亩.     

控制饱和约束下的自主水面船编队

针对含模型不确定与海洋环境干扰的自主水面船编队时的控制饱和约束问题,提出了一种基于广义饱和函数的编队控制算法.首先,采用虚拟领航–跟随编队策略,并基于反步法以及更为通用的广义饱和函数设计了编队控制器,突破了采用特定饱和函数的局限性.再针对自主水面船的特点,利用单隐层神经网络对模型不确定和海洋环境干扰进行了在线逼近.然后根据Lyapouv稳定性理论证明了闭环系统所有状态的有界性,并可通过选择合适的设计参数使跟踪误差为任意小.最后,通过对比仿真结果验证了本文所提出的抗饱和编队控制算法的有效性.     

一类饱和不确定非线性系统静态抗饱和控制设计

研究一类执行器幅值与速率饱和的不确定非线性系统静态抗饱和控制问题.采用线性微分包含的方法处理系统模型中的非线性项.给出了抗饱和补偿器设计方法,该方法能同时保证闭环鲁棒稳定及鲁棒性能.给出了此类非线性系统代数环良定的充要条件,从而将抗饱和补偿器设计问题转化为线性矩阵不等式约束的凸优化问题.最后通过仿真算例说明了所提出方法的有效性.     

带宽化调节下的抗扰PID退饱和控制方法

比例–积分–微分(PID)控制的抗饱和设计是一类经典非线性控制问题, 理论研究丰富, 但工程中广泛使用的 仍是积分退饱和这类简易策略. 究其原因, 现有理论方法过于依赖系统模型和状态空间理论, 稳定性条件与调参机 制之间关系复杂. 本文基于经典退饱和控制结构, 首次阐述了“退饱和带宽”概念及退饱和参数调节机理, 在此基础 上讨论了两类低阶退饱和补偿器的带宽化设计方法. 在抗扰PID反馈控制下, 结合小增益定理得到退饱和控制的稳 定性条件, 给出控制参数与退饱和带宽之间的调节关系, 实现退饱和控制的带宽化整定. 最后, 通过数值仿真验证 了所提方法的有效性.     

基于系统输出的嵌套饱和系统抗饱和补偿器设计

针对嵌套输入饱和系统的吸引域扩大问题,本文提出了一种基于系统输出的抗饱和补偿器激发策略,将被控系统输出信号经性能补偿器馈入到抗饱和补偿器激发环节中,形成蕴含系统实时性能信息的抗饱和激发新机制,克服了传统抗饱和激发机制无法直接反映系统性能的缺点.基于上述抗饱和控制新框架,本文建立了抗饱和补偿器及性能补偿器存在的充分条件,并依此构建了优化问题求解最优补偿器增益以实现扩大闭环系统吸引域的目的.仿真结果表明本文方法的有效性.     

具有输入饱和的近空间飞行器鲁棒控制

针对近空间飞行器这一类存在外部扰动,输入饱和和参数不确定的多输入多输出线性系统,提出了一种基于干扰观测器的抗饱和鲁棒控制方案.将干扰观测器与抗饱和控制技术相结合,从而消除系统存在的未知外部扰动、输入饱和和不确定性对系统控制的影响.首先,设计干扰观测器对线性外部系统产生的未知扰动进行估计.然后根据干扰观测器输出,通过超前抗饱和方法设计抗饱和补偿器,并将其加入到鲁棒控制器的设计中,保证闭环系统存在输入饱和、未知外部扰动和参数不确定情况下的稳定性.为便于设计,干扰观测器、抗饱和补偿器和控制器设计矩阵均通过求解线性矩阵不等式得到.最后,将提出的鲁棒抗饱和控制方法应用于近空间飞行器,仿真结果验证了该控制方案的有效性.     

运用线性反馈分析设计饱和线性系统

给出了状态反馈控制饱和单输入系统以及动态输出反馈单输出饱和线性系统是全局渐近稳定还是区域渐近稳定的充分性条件,并在区域渐近稳定的情况下计算其不变吸引椭球.对于控制饱和系统,运用Ricatti方程迭代法设计控制器,以使所得椭球尽量大.仿真算例说明了所提出方法的有效性.     

饱和约束控制系统的吸引域估计

饱和约束控制系统的吸引域估计是非线性系统领域的一个基本问题,主要涉及到饱和约束的处理和Lyapunov函数的选取.围绕这两个关键问题,梳理了解决饱和约束控制系统吸引域估计问题的一系列方法,总结了文献及最近的一些研究结果.     

基于LMI的小时滞饱和系统稳定域估计方法

基于Pade近似变换,将小时滞饱和系统的稳定域估计转化为估计奇异摄动饱和系统的稳定域问题.证明了此奇异摄动饱和系统的稳定域具有可解耦性,并在此基础上建立LMI优化模型并提出小时滞饱和系统稳定域估计的降阶方法.算例仿真验证了方法的正确性和有效性.     

一类具有执行器饱和的非线性系统抗饱和方法研究

针对一类具有执行器饱和的非线性控制系统, 提出了一种双环路的动态抗饱和补偿方案, 为执行器输出受限的非线性系统提供了新思路. 与现有结果相比, 所提方案能更好地改善闭环系统控制性能. 考虑执行器饱和约束, 通过优化执行器饱和发生前后控制器的状态误差的积分性能指标, 综合设计一类同时包含传统抗饱和及延迟抗饱和补偿器两个环路的改进抗饱和补偿器, 这类补偿器有效地抑制了饱和现象对控制器的影响, 从而降低了执行器饱和对控制系统性能的影响. 当系统存在高饱和度现象时, 利用该双环路抗饱和补偿器, 可以最大程度弱化饱和对系统性能的影响. 最后, 利用输入状态稳定 (Input state stability, ISS) 定理分析和证明了该闭环系统全局一致有界稳定. 并通过舵机执行器受约束的舵减横摇系统的仿真试验, 验证了该方案的有效性及优越性.