时滞非线性参数系统有限时间状态约束控制

研究了具有输入时滞、有界外部干扰以及全状态约束的严格反馈连续时间参数化非线性系统的自适应有限时间跟踪控制问题. 通过使用Barrier Lyapunov函数和自适应反步法,保证了系统所有状态都被约束. 针对输入时滞问题,采用pade近似法消除其带来的负面影响. 所设计的有限时间控制器使闭环系统内的所有信号都有界且所有状态都被约束在给定的范围内,同时输出信号能很好地追踪给定参考信号. 最后通过仿真实例验证了该控制方法的有效性.     

基于滑模观测器的异步电动机速度传感器故障诊断及容错控制

针对异步电动机矢量控制系统中速度传感器故障问题,提出基于滑模观测器的故障诊断及容错控制方法。通过坐标变换的方法建立异步电动机的状态空间模型,从而构造滑模观测器,并使用李雅普诺夫稳定性理论求解稳定性条件并给出转速自适应律;设计矢量控制系统的转速切换策略,当残差信号大于给定阈值时使系统切换到无速度传感器矢量控制方式,保持异步电动机稳定运行。仿真结果表明该方法可以在0.2 s内实现故障检测,并使系统稳定运行,体现出该方法的快速性和有效性。     

基于状态约束的直流电动机有限时间位置跟踪控制

本文提出了一种基于状态约束的直流电动机神经网络自适应有限时间控制方法.首先采用障碍李雅普诺夫函数对直流电动机的状态量进行约束,确保直流电动机的角位置和角速度限制在给定的约束区间内,引入神经网络逼近系统中未知的非线性函数.此外,通过引入有限时间控制技术,提高了系统的收敛速度和控制精度.仿真结果验证了该方法能够实现对直流电动机快速有效的位置跟踪控制.     

网络切换模糊时滞系统的容错控制

研究了一类网络切换模糊时滞系统的容错控制问题。当系统的执行器失效时,利用切换技术和Lyapunov函数方法,给出了各个子系统的状态反馈控制器及切换律的设计。通过预先给定的失效集,使得闭环系统对于发生在给定失效集的执行器失效,在所设计的控制器及切换律下是渐近稳定的。最后,通过仿真例子验证了设计方法的有效性。     

单电磁悬浮系统的神经网络模糊滑模控制

为实现单电磁悬浮系统悬浮气隙的精确控制,提出一种基于神经网络的模糊滑模控制方案.根据单电磁悬浮系统的动态非线性数学模型,设计使系统状态在有限时间内到达稳定点的滑模面,同时根据滑模切换状态,通过引入神经网络的模糊控制方法对滑模切换控制量的增益进行评估,实时对滑模控制量进行调整,实现切换控制信号的柔化.基于神经网络的模糊滑模控制系统不仅能很好地跟踪给定信号,而且能削弱滑模控制抖振,对外部扰动具有完全的鲁棒性.仿真结果表明,所设计的控制系统零超调,具有速度跟踪性能,对外部扰动具有很强的鲁棒性.     

网络化不确定模糊系统的混杂状态反馈控制

针对一类网络化不确定模糊系统,研究了在单包传输且没有丢包情况下的稳定控制问题。假设存在有限个备选的控制增益己知的模糊状态反馈控制器,在每个控制器均不能镇定系统的情况下,使用控制器切换技术及多Lyapunov函数方法,给出切换律设计和使系统渐近稳定的矩阵不等式条件,并将此条件转化为求解线性矩阵不等式（LMIS）问题。最后仿真结果表明方法的有效性。     

一类网络切换模糊系统的跟踪控制

研究了一类网络切换模糊系统的跟踪控制问题,利用模糊控制理论及Lyapunov函数方法,设计了跟踪控制器和切换律,在此控制器和切换律下,不仅保证了系统渐进稳定,而且使系统跟踪参考状态变量。最后,通过仿真验证了设计方法的有效性和正确性。     

一类不确定非线性系统基于Backstepping的自适应跟踪控制

研究了一类非匹配不确定性非线性系统自适应跟踪问题,在假设系统模型不确定参数未知时,结合Backstepping的递推方法和鲁棒控制技术,经过多步递推设计了输出反馈控制器和参数自适应控制律.通过控制参数调节,对存在非匹配不确定性和未知干扰的非线性系统实现了输出跟踪.基于Lyapunov稳定性理论所设计的控制器不仅使系统的输出跟踪给定的期望输出,而且使得系统对于所允许的不确定系统状态全局一致有界.与经典反演设计相比,本方案允许非参数化不确定性,增强了控制系统的鲁棒性.最后的仿真算例验证所设计控制方法的有效性.     

无刷直流电机参考模型自适应控制系统研究

通过对参考模型自适应控制的研究,采用popov理论设计参数辨识自适应律,最后设定辨识转动惯量自适应PI调节器,实现给定速度的自适应跟踪。通过与模糊自适应PI控制控制器相比较,通过实验仿真表明模型参考自适应控制系统对外界负载变化具有较强的适应性和抗干扰能力。     

基于Stateflow技术多模态飞行控制律仿真

Stateflow是有限状态机原理的图形实现，能在仿真过程中进行连续状态间的切换。无人机飞行过程正是多模态飞行控制律的切换过程，是由飞行任务驱动的有限状态机系统。该文描述了如何用Stateflow实现控制模态间的切换，按无人机自主导航的控制逻辑建立了Stateflow仿真模型。仿真结果说明采用Stateflow实现多模态飞行控制律仿真的有效性。     

航天器自适应有限时间反步控制

针对存在转动惯量不确定以及外部干扰的航天器姿态跟踪问题,提出基于反步法的自适应有限时间控制方法。建立四元数描述的系统模型,设计有限时间命令滤波器用以逼近虚拟控制律导数,从而避免反步法设计中的复杂性爆炸和奇异值问题。采用神经网络估计未知非线性函数,设计自适应有限时间控制器,保证系统跟踪误差有限时间收敛。仿真结果验证所提方法的有效性。     

一类含有非线性项的不确定系统的有限时间输出跟踪控制

讨论了一类含有非线性项的不确定系统的有限时间输出跟踪控制问题．首先,采用变结构控制理论,给含有非线性项的不确定系统设计了滑模控制率,使辅助系统状态在有限时间到达切换面并维持在切换面上运动;其次,给出了辅助系统有限时间稳定的充分条件,使系统输出有限时间跟踪参考模型输出信号．最后,通过数值算例演示了该方法的可行性及有效性．     

基于自适应动态控制的无人车轨迹跟踪控制器设计

针对无人车系统存在干扰和故障影响的问题,文中设计一种基于滑模观测器的自适应轨迹跟踪控制方法。考虑无人车在运行过程中存在系统参数摄动和执行器传动机构加性故障的情况,同时结合系统非线性结构特性,设计自适应滑模观测器估计故障信号,并在此基础上设计自适应控制律对系统时变参数进行在线估计,保证闭环系统稳定且满足给定路径跟踪性能要求。仿真结果表明,在系统时变参数和执行器加性故障影响下,应用文中设计的控制方法可以取得期望的轨迹跟踪性能且鲁棒性较好。     

气动人工肌肉关节的饱和自适应鲁棒控制

为了实现脉宽调制(PWM)高速开关阀控制的气动人工肌肉单关节的轨迹跟踪,采用了一种基于不连续映射函数的饱和自适应鲁棒控制(SARC)策略.针对非线性系统中存在的参数不确定性和未建模特性,结合确定性鲁棒控制和自适应控制,保证了控制系统全局稳定性,减小了由于参数的不确定造成的系统不确定性.仿真结果表明,在多组不同建模误差和外加干扰影响下,闭环系统状态都能在有限时间内到达并保持在期望的收敛域内,施加参数自适应律能显著提高跟踪性能     

一类不确定线性系统的混杂状态反馈H_∞鲁棒控制

在许多实际控制问题中,控制行为由若干个控制器之间相互切换所决定。利用混杂状态反馈控制策略研究一类不确定线性系统的H∞镇定问题。假定所考虑的系统存在有限个备选的静态状态反馈控制器,并且每个控制器的增益矩阵均已知。在每个单一的控制器均不能使系统稳定且具有H∞扰动衰减度的条件下,基于凸组合条件,通过切换律的设计,在这有限个控制器之间进行切换完成了对该系统H∞意义下的镇定。所得结果为线性系统H∞状态反馈控制的综合问题提供了更深的视角,混杂状态反馈控制有利于控制系统其它性能的实现。     

非匹配不确定非线性系统的鲁棒输出跟踪

针对一类非匹配不确定非线性系统,提出一种鲁棒自适应渐近输出跟踪控制方法,该方法无须已知不确定性函数及其各阶导数上界。基于Lyapunov函数方法,给出了鲁棒自适应控制律以及GCMAC神经网络权值调整算法,通过后一个状态镇定前一个状态,最终达到了对期望输出的渐近跟踪,同时系统状态有界。应用于电液位置伺服系统的仿真结果表明该控制策略是有效的,对系统不确定性和未知干扰具有较强的鲁棒性。     

一类不确定线性系统的混杂状态反馈H∞鲁棒控制

在许多实际控制问题中，控制行为由若干个控制器之间相互切换所决定。利用混杂状态反馈控制策略研究一类不确定线性系统的H∞镇定问题。假定所考虑的系统存在有限个备选的静态状态反馈控制器，并且每个控制器的增益矩阵均已知。在每个单一的控制器均不能使系统稳定且具有H∞扰动衰减度的条件下，基于凸组合条件，通过切换律的设计，在这有限个控制器之间进行切换完成了对该系统H∞意义下的镇定。所得结果为线性系统H∞状态反馈控制的综合问题提供了更深的视角，混杂状态反馈控制有利于控制系统其它性能的实现。     

具有未知死区的SISO非仿射非线性系统间接自适应模糊控制

为了解决含有未知死区输入特性的SISO非仿射非线性系统的跟踪控制问题,提出了基于模糊自适应方法的控制器设计方案,把未知死区分解为一个线性项和一个扰动类似项,当系统状态可测时,利用模糊逻辑系统设计间接自适应模糊控制器,并结合跟踪误差信息设计自适应律;系统状态不可测时,通过引入误差观测器估计的状态变量,设计了间接自适应模糊输出反馈控制器．理论论证过程说明两种控制器能使系统的跟踪误差最终收敛到零的某一邻域,且闭环系统所有信号均有界. 仿真实验结果表明利用所设计控制方案可以使系统完成跟踪控制任务．     

欠驱动船舶自适应神经网络有限时间跟踪控制

针对受动态不确定性和外界未知干扰影响下欠驱动水面船舶的轨迹跟踪控制问题,设计一种有限时间轨迹跟踪控制方案。采用神经网络重构船舶的动态不确定性,通过引入最小学习参数降低计算复杂度,设计自适应律逼近由不确定项和外界干扰组合而成的复合扰动的上界,并基于此设计一种基于最小学习参数的欠驱动船舶自适应神经网络有限时间轨迹跟踪控制方案。通过严格的理论分析后得出,该有限时间轨迹跟踪控制方案能够使闭环系统的所有信号都趋于有界,欠驱动船舶的位姿误差和速度误差都在有限时间内收敛到一个集合。仿真和比较验证了本研究所提出的有限时间控制方案的有效性。本研究中的有限时间控制方案不仅提高了船舶的瞬态性能和稳态性能,且控制器结构简单,更容易应用在工程中。     

多时滞离散广义不确定系统的变结构控制

研究一类离散多时滞广义不确定系统的变结构控制的综合与设计问题.首先把所给系统受限等价分解成两个低维的不确定子系统.其次设计了带有差分补偿器的切换函数,使得系统在准切换流形上的运动渐近稳定.然后设计了离散变结构控制律,使得在此控制作用下,系统从状态空间中任意一点出发的解的轨迹,或者在有限步内到达准切换流形,此后在其上渐近滑向原点;或者在有限步内进入准切换流形的一个较小的邻域内并稳定于原点附近的某个小抖振.给出数值例子说明该综合方法的有效性与实用性.