不确定相似组合系统的分散自适应输出反馈控制

本文讨论了不确定组合大系统的分散自适应输 出反馈控制问题,不确定项满足通常的匹配条件．针对不确定项界未知的情形,通过设计自 适应输出反馈控制器,使系统渐近稳定．仿真结果表明本文的设计方法是有效的．     

不确定时滞组合系统的分散鲁棒镇定

讨论不确定时滞组合系统的分散自适应鲁棒镇定问题．外部扰动存在于子系统内部,可以是非线性或时变的,且不确定项和时滞存在于互联项中．不确定项和外部扰动是有界的,但上界未知．利用自适应律估计未知的上界,设计了非线性无记忆控制器．采用非线性控制器可保证闭环组合系统的解一致有界。且系统状态是一致渐近稳定的．仿真结果表明了该设计方法的有效性.     

基于鲁棒模糊控制理论的BTT导弹动态逆控制

将模糊控制理论应用于BTT导弹动态逆系统控制中,设计了BTT导弹控制系统鲁棒模糊控制器.首先应用动态逆系统方法设计BTT导弹控制器,然后用参数化线性模糊逻辑系统逼近动态逆控制器中的不确定项,并设计了自适应律以调整参数的变化,最后根据Lyapunov稳定性定理,证明了所提出的方法能保证BTT导弹控制系统是渐近稳定的,系统的跟踪误差将收敛到零.仿真结果表明,设计的控制器,对参数和外界扰动等不确定因素具有较强的鲁棒性和自适应性.     

基于T-S模型的非线性系统非脆弱极小极大控制

研究一类非线性离散系统的鲁棒非脆弱极小极大控制问题.针对含有不确定项的非线性离散系统,构造T-S模型,引入参数不确定项,使得模糊模型能够更精确逼近原系统.考虑系统和控制器同时含有不确定性,利用线性矩阵不等式(LMI)处理方法和Lyapunov稳定性理论,设计鲁棒且非脆弱的控制器.考虑不确定性使得性能指标最大的情形,得到极小极大鲁棒非脆弱控制器存在的充分条件.引入凸优化算法,求解使闭环系统渐近稳定且性能指标上界最小的最优极小极大鲁棒控制器的参数.最后以著名的truck-trailer模型为例的仿真结果表明所设计的控制器具有良好的鲁棒性和非脆弱性.     

基于EKF滤波的倒立摆神经网络控制研究

为解决一类带干扰的模型不确定倒立摆系统中存在的两类未知项——未知函数和外界干扰,采用了基于Lyapunov函数稳定性的神经网络控制方法设计控制器。控制器设计中利用扩展卡尔曼滤波(EKF)消除系统观测噪声,获取系统状态的估计值,进而利用径向基函数(RBF)神经网络良好的逼近性来近似设计的控制律中的未知项。最后在倒立摆系统中对设计的神经网络控制器进行了仿真研究,仿真结果表明所设计的控制器能有效抑制外界干扰,在精确控制倒立摆的同时可以保证控制系统的稳定性和快速性。     

不确定离散系统的鲁棒非脆弱H∞控制

针对线性不确定离散系统,研究了鲁棒非脆弱H∞状态反馈控制器的设计问题。鲁棒性是研究被控系统模型参数摄动对闭环系统的影响,脆弱性是研究控制器参数摄动对闭环系统的影响。在系统模型和控制器同时存在不确定时,只有鲁棒非脆弱的控制器才能保证闭环系统的稳定和满足给定性能。系统的不确定项参数时变且具有线性分式形式的范数有界,控制器的增益变化也是时变且具有线性分式形式的范数有界。基于线性矩阵不等式方法,给出了具有加性和乘性控制器增益变化的鲁棒非脆弱控制器存在的充要条件。实例表明了该设计方法的有效性。     

基于鲁棒观测器的非线性系统滑模控制

针对一类非线性不确定时滞系统,分别考虑了观测器的设计和控制器的设计问题.首先,基于扩张状态方程,设计鲁棒观测器;其次,基于观测器估计的状态值,融合H∞控制技术,设计了滑模控制器,并且将滑模控制器增益系数的计算问题转化为线性矩阵不等式的求解问题,而且所设计的滑模控制器不要求系统不确定项满足匹配条件,使得控制器具有广泛的使用范围;最后,给出数值算例,将设计的观测器和控制器应用算例中,仿真表明该方法的有效性.     

一类非线性不确定系统的鲁棒自适应控制

针对一类含有未知参数和动态不确定的非线性系统，基于Lyapunov递推设计方法设计了状态反馈控制器，并提出了鲁棒自适应控制算法。所设计的控制器不仅可保证闭环系统的全局稳定性。而且使得系统对于所有允许的不确定系统状态全局一致终值有界。仿真结果表明了本文方法所设计的控制器的有效性和可行性。     

时滞不确定组合系统的鲁棒分散输出控制

讨论了时滞不确定组合系统的鲁棒分散输出控制问题．不确定项存在于子系统内部,可以是非线性或时交的：而且时滞存在互联项中,并满足匹配条件．不确定项是有界的,但界是未知的．利用自适应律来估计未知的上界,设计出分散无记忆输出控制器．基于Lyapunov稳定性理论和Lyapunov-Krasovskii函数,该控制器能够保证闭环系统的解是终极一致有界的．最后的仿真结果说明该设计方法是有效的．     

飞行器姿态控制系统中的一种计算机仿真研究

针对飞行器姿态控制系统的参数时变性和不确定性干扰等特点,本文给出了一种基于Ackermann规则的滑模变结构控制器,并在设计滑模面时,引入积分项来消除干扰等因素给系统带来的稳态误差;为消除抖动,在控制器中引入模糊系统来实现去抖;同时设计灰色补偿控制项来抵消不确定项对系统造成的不利影响。最后进行了计算机数字仿真,结果表明本文所设计的控制器具有很好的效果。     

Propagation of uncertainties in deterministic systems

This paper addresses the propagation of uncertainties in deterministic systems, i.e. the system definition is known but the system parameters and input to the system contain uncertain information. The effect of the uncertain information on the system response is to be assessed. Three models of uncertainties corresponding to differing degrees of knowledge about the uncertainty are considered: interval, fuzzy and random. A method to propagate uncertainties expressed as intervals is described; the method, called the Vertex method, is based on a generalization of combinatorial interval analysis techniques. It is shown how the Vertex method can be extended naturally to treat the propagation of uncertainties modeled as fuzzy sets. Finally, propagation of random uncertainties is described using the classical probabilistic technique of derived distribution functions. The computational implications of the three models of uncertainties and the corresponding methods of propagation are contrasted. It is suggested that when the available information is too crude to support a random definition, the interval or fuzzy model should be used to take advantage of the expediency with which interval and fuzzy uncertainties can be propagated and processed.     

线性多变量系统的鲁棒耗散控制

Robust quadratic dissipative control for a class of linear multi-variable systems with parameter uncertainties is considered, where the uncertainties are expressed in a linear fractional form. For the nominal system without uncertainties, the equivalence between quadratic dissipativeness and positive realness is established, and conditions are derived for linear systems to be quadratic dissipative. As for uncertain systems, it is shown that the robust quadratic dissipative control problem for the uncertain system can be reduced to the corresponding problem for a related system without uncertainties. The control problem concerned can be solved using LMI approach. The results of the paper unify existing results on H1 control and positive real control and provide a more flexible and less conservative control design method.     

不确定未知界的相似组合系统分散自适应输出反馈控制

研究一类具有加性振动的不确定相似组合大系统的分散自适应输出反馈镇定问题,给出了该系统输出反馈镇定的条件。受控系统的不确定项可以是非线性的或时变的,输入通道不确定性满足一般限制,系统的不确定项的界是存在的但却是未知的。所设计的确定性非线性控制器能保证受控系统渐近收敛于系统的平衡点,并且自适应律保持有界。最后进行了仿真研究,表明所得结论是正确脯效的。     

Sliding control of non-linear systems containing time-varying uncertainties with unknown bounds

The sliding controller is very effective in dealing with system uncertainties defined in compact sets. If the bounds of the uncertainties are not available, the adaptive sliding controller might be designed. One restriction for the adaptive sliding scheme is that the unknown parameter should be constant, which is not always satisfied in practice. For a non-linear system with general uncertainties (i.e. time varying with unknown bounds), both the traditional sliding control and adaptive sliding control do not work properly. This paper proposes a new sliding control scheme for non-linear systems containing time-varying uncertainties with unknown bounds. The uncertainties are assumed to be piecewise continuous functions of time and satisfy the Dirichlet conditions. By representing these uncertainties in finite-term Fourier series, they can be estimated by updating the Fourier coefficients. Since the coefficients are time-invariant, update laws are easily obtained from the Lyapunov approach to guarantee output error convergence. Computer simulations are performed to show efficacy of the proposed schemes.     

非匹配不确定系统的终端滑模分解控制

针对非匹配多变量模型不确定系统,提出了一种终端滑模分解控制方法.通过状态变换和去耦合处理将系统转换为块能控标准型,它由匹配扰动的值域空间子系统和稳定的非匹配扰动的零动态子系统组成.提出了特殊的终端滑模超曲面,采用滑模控制策略,使值域空间子系统的状态在有限时间内收敛至平衡点,随后非匹配扰动的零动态子系统渐近收敛至平衡点附近的邻域内,且建立了该邻域的范围与系统的非匹配不确定性范围之间的数学关系,并用于系统的设计与分析.所提方法对于维数较高的非匹配不确定系统的控制具有较大的意义,可简化设计,实现递阶控制.仿真实     

不确定性R¨ossler 系统的自适应鲁棒跟踪控制

研究具有外部不确定性R¨ossler 混沌系统的鲁棒跟踪控制问题. 基于动态面控制原理设计自适应鲁棒控制器, 给出了系统参数的自适应更新律, 使得被控闭环系统的各误差变量一致有界. 系统输出曲线渐近跟踪任意期望轨道, 且跟踪误差能被控制在任意小的范围内, 而无须知道系统的参数及外部不确定性的界限. 基于稳定理论给出了具体的稳定性分析, 并通过数值仿真验证了该方法的有效性及鲁棒性.

     

高阶不确定系统的线性串级自抗扰控制

自抗扰控制是我国著名学者韩京清原创的先进控制技术,本文针对自抗扰控制(ADRC)在高阶系统应用中控制器设计和参数整定问题,提出了串级自抗扰控制(CADRC). CADRC把高阶被控对象分解为含确定性部分和含总扰动的低阶部分的串联组合,采用由内环和外环组成的串级控制系统来完成控制.该CADRC方案的内环采用内模控制,外环采用经典ADRC.外环ADRC的被控对象是一个等效的低阶系统,可以采用带宽法进行整定,而内环的内模控制采用高阶低通滤波器进行回路成形设计和参数整定.仿真研究表明,所提出的方法是有效的,具有良好的工程应用前景.     

基于模糊神经网络运算法则的并联机器人自适应控制研究

针对并联机器人数学模型不完全确知并包含外部扰动的非线性多变量系统,提出一种基于模糊神经网络运算法则（FNNA）的自适应控制策略。将各个支链的模糊规则通过神经网络进行在线训练并得出模糊规则的权重并将此运用于在线辨识非线性自适应控制系统的未知动态,有效抑制了系统的数学模型不精确所产生的误差及外部扰动。仿真结果表明该控制方法明显提高了控制系统的轨迹跟踪性能,并对外部干扰及系统的非线性具有很强的鲁棒性。     

Adaptive fuzzy sliding mode controller for linear systems with mismatched time-varying uncertainties

A new design approach for an adaptive fuzzy sliding mode controller (AFSMC) for linear systems with mismatched time-varying uncertainties is presented. The coefficient matrix of the sliding function can be designed to satisfy a sliding coefficient matching condition provided time-varying uncertainties are bounded. With the sliding coefficient matching condition satisfied, an AFSMC is proposed to stabilize the uncertain system. The parameters of output fuzzy sets in the fuzzy mechanism are on-line adapted to improve the performance of the fuzzy sliding mode control system. The bounds of uncertainties are not required to be known in advance for the AFSMC. Stability of the fuzzy control system is guaranteed and the system is shown to be invariant on the sliding surface. Moreover, chattering around the sliding surface in sliding mode control can be reduced by the proposed design approach. Simulation results are included to illustrate the effectiveness of the proposed AFSMC.