非线性定常系统及其定常Lyapunov函数的多项式等价类

非线性定常系统及其定常Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数的多项式等价类苗原李春文杜继宏（清华大学自动化系北京１０００８４）关键词稳定性,非线性多项式系统,李亚普诺夫函数．收稿日期１９９５－０５－１６１引言李亚普诺夫第二方法作为处理系统稳定性问题的最主要的方法之一已...     

TORA的动力学建模及基于能量的控制设计

针对旋转小球在垂直平面内运动的欠驱动TORA (Translational oscillators with rotating actuator), 采用基于能量的方法, 设计了系统的状态反馈控制器. 基于拉格朗日方程, 建立了TORA的动力学模型, 从能量的角度出发, 说明了系统的无源特性, 在此基础上设计了一个合适李亚普诺夫函数, 从而得到了系统的控制算法; 采用拉萨尔不变性原理分析了控制系统的稳定性. 数值仿真实验证明了控制器的有效性.     

含二维临界部分系统的李亚普诺夫函数构造

含二维临界部分系统的李亚普诺夫函数构造苗原（清华大学计算机系北京１０００８４）李春文（清华大学自动化系北京１０００８４）关键词中心流形,稳定性,非线性系统,李亚普诺夫函数．收稿日期１９９５－１０－０６１引言李亚普诺夫函数不仅是重要的判稳工具,还与使系...     

非线性系统零解稳定性判定的广义二次型方法

为了寻找一种能充分利用矩阵理论构造非线性系统李亚普诺夫函数的方法．首先提出分量函数矩阵和广义二次型函数等概念,得到了如果一个函数的导数具有某种特定形式。则不需处理旋度方程．便可直接得到该函数的若干定理;然后提出一种构造李亚普诺夫函数和判定非线性系统零解稳定性的广义二次型方法．并举例说明了该方法的应用．理论和实例表明,该方法是一种充分利用矩阵特性,适用范围广且不需处理旋度方程的方法．     

一类非线性系统的直接自适应控制器

针对带一类非线性参数系统的状态反馈自适应跟踪控制问题,通过设计一种新的李亚普诺夫函数--加权控制李亚普诺夫函数,由它作用于控制器和参数调整律,使之达到全局渐近跟踪从而满足控制指标。     

一类非线性系统的模糊自适应滑模输出反馈控制

针对一类非线性系统，提出一种新的模糊自适应滑模输出反馈控制方法，该方法不需要非线性系统的状态可测的假设。基于李亚普诺夫函数方法，给出了模糊自适应输出反馈控制律以及在线调节的参数自适应律，证明了模物闭环系统的稳定性和跟踪误差的收敛性。     

一类离散时间切换系统鲁棒控制器设计

考虑一类非线性离散时间切换系统的鲁棒二次镇定和渐近镇定问题．利用公共李亚普诺夫函数方法和多李亚普诺夫函数方法，分别设计了切换系统鲁棒状态反馈控制器和输出反馈控制器，保证了切换系统的二次稳定性和渐近稳定性．仿真结果验证了所提出算法的有效性．     

高阶非线性系统状态反馈抗饱和跟踪控制

针对参数未知的高阶非线性系统,提出了一种简单有效的反馈抗饱和控制方法,并进行了状态反馈抗饱和控制吸引域估计.利用反馈控制思想,借助于李亚普诺夫稳定性理论,设计出了相应的状态抗饱和反馈控制器,并借助于Matlab进一步求出了控制器的参数.将所设计的抗饱和控制应用于Duffing混沌系统,仿真结果验证了该控制方法的有效性.     

基于后推设计的锅炉液位控制

针对锅炉双容对象液位控制常规方法的不足,根据液位对象的非线性特性,提出了一种非线性控制方法。先导出了锅炉液位的非线性模型,然后基于后推设计方法和自适应模糊控制理论,提出了锅炉液位的稳定控制律,理论分析证明,液位控制的跟踪误差收敛到零。仿真结果表明,该方法有良好的动态性能和稳态精度。     

基于后推设计的直接自适应模糊控制

针对一类严格反馈不确定非线性动态系统，提出一种直接鲁棒自适应模糊控制新方案．利用模糊系统的逼近能力、后推设计方法和积分型李亚普诺夫函数，依次确定各虚拟控制及模糊系统中可调参数的自适应律，并最终确定出控制律．为改善控制系统的性能，引入逼近误差的自适应补偿项．通过李亚普诺夫方法，证明了闭环系统是一致终结有界的．仿真结果表明了该方法的有效性。     

聚光光伏追日系统调节控制策略研究

为了实现对聚光光伏双轴追日装置的高精度追踪对调节控制进行了策略研究;考虑到实时跟踪会导致跟踪调节次数增多而影响装置整体的性能,在控制系统中设计了新的控制策略.首先对聚光电池模组的入射角和短路电流进行分析计算,拟合出入射角和相对短路电流系数之间的函数关系,进而得出相对发电量系数和控制时间间隔的关系,随后根据相对发电量系数,设计出能根据光强自动调剂相对发电量系数的分挡程序;最后对所设计的程序进行验证,试验表明:当光强较强时,均分3挡能够有效地进行追踪;当光线较弱时,均分5挡能够有效地进行追踪.     

智能循迹小车控制系统的设计

从软、硬件方面,介绍智能循迹小车控制系统的设计。     

基于DSP的卫星跟踪控制系统的设计

设计了一种由TMS320LF2407A数字信号处理器组成的卫星跟踪控制系统,该系统采用GPS接收机、信标机和电子罗盘HMR3300获得卫星的状态信息,经过处理自动控制伺服电机驱动接收天线转向并锁定某一卫星,以达到最佳的通信质量。介绍了该系统各个部分的组成原理与设计方法。该系统可以广泛的应用在任何运动载体上(包括汽车、火车、轮船、飞机等)。     

轮式机器人轨迹跟踪控制系统的设计

针对轮式机器人轨迹跟踪控制系统误差收敛速率低、精度和实时性差的问题,采用反演控制算法并结合李雅普诺夫稳定性分析方法对轮式机器人的轨迹跟踪系统进行了优化设计;建立了轮式机器人轨迹跟踪控制系统的运动学模型,并对该模型进行位置偏差分析;在反演控制算法中引入了分部虚拟控制量,并分析和设计了其他间接受控量,提高了算法运行的效率;采用李雅普诺夫收敛定理对系统的收敛性进行分析,根据分析的结果提出了算法更加简单的控制律;利用Matlab软件的Simulink库对设计的轨迹跟踪控制系统试验研究;结果表明,与基于李雅普诺夫直接法或者迭代学习算法设计的轮式机器人轨迹跟踪控制系统相比较,设计的控制系统具有跟踪精度高、收敛速度快、实时性好的优点。     

碟式斯特林太阳自动跟踪控制系统设计

针对碟式斯特林太阳能热发电中的太阳跟踪问题,提出了基于GPS的开环程序粗跟踪和四象限硅光电池跟踪校准的闭环跟踪解决方法。以ATmega128单片机为主控制器,根据GPS模块和反馈装置获得的信息,控制碟转向机构的水平、俯仰两个方向运动,实现对太阳位置的跟踪,形成了一个精度高、受环境影响较小的闭环控制系统,能够保证碟式聚光器的光斑始终落在斯特林发动机的接收器上。     

风力机偏航控制策略及系统设计

采用爬山控制算法控制风力机偏航机构,与常规的偏航控制系统必须依赖风速风向传感器不同的是,该方法不需要风速风向传感器装置,只要测量风力发电机的输出电压和电流,根据风力机输出功率的变化,不断寻找最大功率点,由DSP控制器发出指令调节偏航电机的起停和转向,通过减速传动装置,从而快速有效的控制机舱始终处于迎风状态。文中给出了1.5MW双馈风力机偏航控制系统的软硬件设计,用PSCAD软件进行了仿真。采用DSP控制器,实时性好,数据处理速度快,采用大的传动比,使得机舱具有对风快速、平稳特点。     

Integrative Tracking Control Strategy for Robotic Excavation

Automated excavation is hard to achieve due to several inherent problems such as resistive force acting against the bucket, non-homogenous dynamics of various excavation media, and nonlinearities of the excavator’s hydraulics system. To deal with this issue, this paper provides an integrative control strategy for successful autonomous excavation that considers the mutually associated factors, i.e., position, contour, and force control. For the position tracking, a non-linear PI controller was designed to track the position of individual actuators of the excavator and thereby control the bucket tip’s position. In addition, the contour control technique was applied to achieve an optimal excavation path to minimize contour errors. Finally, to compensate for the ground resistive force during digging tasks, a force impedance controller was designed along with the time-delayed control that reduces the effect of dynamic uncertainties. Experimental results with a modified mini-wheeled excavator show that the developed integrative tracking control strategy can provide a comprehensive solution to improving the tracking performance for autonomous excavation that can simultaneously deal with the critical components of position, contour, and force control.

     

机动多目标跟踪中的传感器控制策略的研究

针对机动多目标跟踪中的传感器控制问题, 本文提出一种基于信息论的多模型多伯努利滤波器的控制方案. 首先, 基于随机有限集(Random finite set, RFS)方法给出信息论下的传感器控制的一般方法; 其次, 本文给出多模型势均衡多目标多伯努利滤波器的序贯蒙特卡罗实现形式. 此外, 提出一种目标导向的多伯努利概率密度的粒子采样方法, 并借助该方法近似多目标概率密度, 继而利用Bhattacharyya 距离求解最终的控制方案. 典型机动多目标跟踪问题的仿真应用验证了本文传感器控制方法的有效性.