直接反馈线性化理论概论

在概述一种新的非线性控制理论—直接反馈线性化（ＤＦＬ）后，从基本概念和基本定理出发总结、归纳了ＤＦＬ法的核心思想，结合框图形式使ＤＦＬ法的思想更加清晰。     

电液位置伺服系统的反馈线性化滑模控制研究

针对电液位置伺服系统中存在的各种非线性因素和外界干扰不确定性等问题,提出了一种将反馈线性化理论与滑模变结构理论相结合的控制策略,建立了电液位置伺服系统的非线性数学模型,并采用反馈线性化理论对该系统中的非线性因素精确线性化,同时利用滑模变结构理论对系统中的外界干扰不确定性进行补偿.在Matlab/Simulink环境中,...     

迭代滑模增量反馈及在船舶航向控制中的应用

针对一类不确定非线性受扰动系统,提出一种基于非线性迭代滑模变结构的增量反馈控制算法．通过对系统输出迭代设计非线性滑动模态,并利用增量反馈控制,无需对不确定项的估计,在系统输入增益符号已知的条件下可自动寻找使系统稳定的控制量,避免了变结构控制的抖振以及输出反馈控制的稳态误差与超调问题,强化了变结构控制的不变性特点．对不同船型及舵机模型的船舶航向控制进行了仿真,结果表明,系统阶跃响应超调得到有效抑制,定常干扰下的静态误差得到消除,且控制器对模型摄动及干扰变化不敏感、设计参数易于调节．     

非线性系统变结构反馈线性化控制

在非线性系统反馈线性化方法的基础上,采用了变结构控制,解决了当在所关心的区域内存在相对度无定义的点集时,直接采用反馈线性化方法不能保证系统的稳定这一问题。     

基于控制规划的边界层滑模控制

提出了一种基于控制规划的边界层滑模控制方法。在对传统边界层方法分析的基础上,通过对切换控制作用的规划设计,一个固定的边界层厚度将自动产生,在边界层内切换控制作用按照规划好的控制作用来进行调整,保证了系统可以充分利用已有的设计带宽,提高了系统的跟踪精度。针对一个二阶非线性系统进行了仿真研究,结果表明本文给出的设计方法是有效的。     

输入-输出非线性反馈线性化方法在飞控系统中的应用

应用基于微分几何的反馈线性化方法对飞机非线性方程进行了输入/输出反馈线性化处理,在此基础上设计了飞行轨迹跟踪控制方案,对飞机纵向自动着陆的控制系统做了数字仿真,并对参数摄动和风干扰进行了鲁棒性验证,得到了比较满意的结果.     

反馈式线性化校正方法及其在电桥中的应用

介绍了反馈式线性化校正传感器的一般原理及其实现方法,并运用这种思想给出了具体线性化校正实例,从而验证了反馈式线性化校正技术的可行性和正确性.     

基于反馈线性化的AUV三维轨迹跟踪滑模控制

针对自主式水下航行器非线性、强耦合、模型不确定特性以及复杂海洋环境下的未知干扰问题,本文提出了基于微分几何的精确反馈线性化的滑模控制方法.利用反馈线性化方法将非线性强耦合的航行器模型转换成线性模型,减少非线性航行器带来的系统误差;设计了比例积分观测器,完成反馈线性化模型在复杂海洋环境下的受到的未知干扰的精确观测;在比例...     

平衡态控制理论及非线性时变系统反馈线性化直接方法

目的给出一种简单有效的非线性时变控制系统设计方法.方法提出了动平衡态及其稳定性的概念.指出控制系统输入直接控制的是系统的动平衡态而不是系统的状态.在此基础上,给出了一种基于李雅普诺夫直接方法的非线性时变系统反馈线性方法并进行了仿真研究.结果实例和仿真表明采用这一方法不仅使控制系统的设计变得简单,同时其控制效果也是令人满意的.结论新方法将控制系统设计的调节问题与跟踪问题统一起来,是一种简单和有效的非线性时变控制系统设计方法.     

Fuzzy Sliding Mode Control of Nonlinear Spacecraft

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磁悬浮系统的反推滑模控制

针对磁悬浮系统的非线性、开环不稳定性,将其模型在平衡点附近线性化,并根据得到的状态方程设计了对系统不确定性具有较强鲁棒性的反推滑模控制器,实现了对磁悬浮系统的闭环稳定控制。在Matlab Simulink仿真环境下建立系统的实时控制框图并通过RTW工具箱生成可执行代码,实现了钢球的悬浮与控制。实验结果表明,所设计的反推滑模控制器能实现钢球的稳定悬浮并具有良好的动态跟踪性能。     

一类非匹配不确定纯反馈非线性系统新型变幂次趋近律滑模控制

针对以熔化极气体保护焊（gas metal arc welding,GMAW）为代表的一类非匹配不确定纯反馈非线性系统的输出问题,提出一种基于变幂次趋近律的滑模控制方法。首先,采用滑模微分器得到含系统非匹配不确定性干扰的输出一阶导数。得益于终端滑模有限时间稳定的性能,该方法具有估计精度高、估计误差收敛速度快的优点。然后,提出一种新型的变幂次趋近律,并证明在相同增益下,其趋近速度均快于现有各种趋近律,且具有自适应调节趋近速度的能力,既保证了在全局范围内系统轨迹有限时间趋近滑模面,又避免了在滑模面附近出现抖振。最后,采用变幂次趋近律滑模变结构控制方法和传统趋近律滑模变结构控制方法分别对带有非匹配干扰的GMAW中的弧长进行控制仿真,并对比弧长跟踪效果,分析稳态误差。结果表明,变幂次趋近律滑模变结构方法能够有效的提高系统收敛的快速性,滑模控制方法对于非匹配不确定非线性系具有强鲁棒性。     

直升机纵向系统鲁棒滑模控制律设计

在建立系统全包线T-S模糊模型的基础上,基于系统品质要求和可测状态约束条件,采用参数鲁棒设计方法,确定反馈控制参数的可用集合,实现等效控制律,相应确定系统的滑模面参数,给出了直升机纵向控制系统的全包线滑模控制律设计结果。仿真结果显示,系统具有较强的抗外界干扰能力,动态品质满足指标要求,表明文中提出的设计方法可行且有效。     

有界不确定性非线性系统的自适应滑模控制

研究有界不确定性非线性系统的鲁棒跟踪问题,考虑了在同时存在参数、结构及干扰的不确定性条件下,控制系统的鲁棒性。采用自适应滑模控制律,证明了所设计的控制系统满足滑动条件,能保证系统输出全局稳定,并对系统的动态不确定性具有鲁棒性。最后,给出了计算机仿真算例,仿真结果表明,本文提出的控制方法是有效的。     

滑模控制在非线性机械系统中的应用

针对汽油机怠速控制要求,选择了点火提前角作为控制变量,建立了汽油机怠速模型,设计了滑模控制器。通过进行SIMULINK在线仿真,结果表明：在中小负载的情况下,滑模控制器的控制性能良好,怠速相对误差不到2％。     

多输入非线性系统的状态反馈线性化

采用微分几何方法研究非线性系统的精确线性化问题.文中对多输入非线性系统导出了一套构造微分同胚和反馈变换的新方法,解决了已有方法所存在的可线性化判别条件复杂、验证相应条件十分困难等问题。同时,对于某一多输入非线性动力学模型,给出了采用本文所提方法进行线性化的算例,验证了文中所提方法的有效性和实用性。