基于逆系统方法的广义非线性系统控制及电力系统应用

对一般广义非线性系统的反馈线性化问题,通过将代数变量视为虚拟输入,给出了构造性递归求逆算法,实现了系统的精确反馈线性化.作为该算法的应用,讨论了带有非线性负荷的三节点电力系统的励磁控制问题,设计了非线性励磁控制器.仿真结果表明了方法的有效性.     

一般非线性系统的构造性逆系统方法

针对由于逆系统方法之求逆算法中求解隐函数方程的困难, 通过消元法避开对隐函数方法的求解, 提出了一般非线性多变量系统的构造性求逆算法. 在此基础上讨论对逆系统方法的相应改进, 通过动态补偿进一步提出了构造性逆系统方法. 这种改进使得逆系统方法原则上可以构造性地适用于任意足够光滑的非线性系统.     

基于RBF神经网络的直接广义预测控制

针对广义预测控制算法需要在线递推求解 Diophantine 方程及矩阵求逆等计算量大的缺陷,对参数未知多变量非线性系统提出一种径向基函数神经网络的直接广义预测控制算法.该算法将多变量非线性系统转化为多变量时变线性系统,用三次样条基函数逼近系统广义误差向量中的时变系数,然后利用径向基神经网络来逼近控制增量表达式,并基于广义误差估计值对控制器参数向量即网络权值向量θu和广义误差估计值中的未知向量θe进行自适应调整.仿真结果验证了此算法的有效性.     

非线性系统的RBF网络直接广义预测控制

针对广义预测控制(GPC)算法需要在线递推求解Diophantine方程及矩阵求逆等计算量大的缺陷,本文对参数未知非线性系统提出一种RBF网络的直接广义预测控制方法。该方法首先将非线性系统转化为时变线性系统,然后用三次样条基函数逼近系统广义误差中的时变系数,并基于广义误差估计值对控制器参数即网络权值和广义误差估计值中的未知向量进行自适应调整,然后利用RBF网络来逼近控制增量表达式。     

基于SVM逆系统的非线性系统广义预测控制

针对工业过程中普遍存在的非线性被控对象,提出了一种基于支持向量机（SVM）逆系统的广义预测控制算法。该方法根据广义预测控制基于预测模型的特点,将基于支持向量机系统辨识的方法应用于逆系统构建和广义预测控制。该方法利用SVM强大的非线性映射能力离线辨识被控非线性系统的α阶逆模型,并将辨识出的逆模型连接在原被控统之前形成一个α阶纯延时伪线性系统。然后采用广义预测控制（GPC）算法实现对构造出的伪线性系统的预测控制。仿真实验表明了该算法的有效性和优越性。     

多输入多输出非线性系统的最小二乘支持向量机广义逆控制

针对神经网络逆控制存在的不足, 对一类模型未知且某些状态量较难测得的多输入多输出(MIMO)非线性系统, 在状态软测量函数存在的前提下, 提出一种最小二乘支持向量机(LSSVM)广义逆辨识控制策略. 通过广义逆将原被控系统转化为伪线性复合系统, 并可使其极点任意配置, 采用LSSVM代替神经网络拟合广义逆系统中的静态非线性映射. 将系统的状态量辨识与LSSVM逆模型辨识结合, 通过LSSVM训练拟合同时实现软测量功能. 最后以双电机变频调速系统为对象, 采用该控制策略进行仿真研究, 结果验证了本文算法的有效性.     

多变量非方系统集中式PI 控制器设计

针对工业过程中含有多时滞的高维多变量非方系统,基于等价传递函数理论,研究其集中式PI控制器设计问题.利用等价传递函数(ETF)与非方被控对象传递函数广义逆之间的关系,提出一种精度更高的ETF参数化算法,并推导出ETF模型的解析通式.所提出的ETF算法既避免了求广义逆的复杂运算,又提高了控制性能,且适用于高维非方系统.仿真实例验证了所提出的ETF算法的有效性和优越性.     

一种新型神经网络广义逆系统

提出一种新型带有反馈环节的广义逆系统方法,并给出了其存在性的证明．该方法首先利用神经网络构造被控对象的α 阶逆系统,通过改变反馈环节参数可随时任意配置复合系统极点,无需重新构造广义逆系统．分别对ＳＩＳＯ 和ＭＩＭＯ 非线性系统进行仿真研究．仿真结果表明,在配置极点变换时,利用该方法构造的广义逆系统仍可对原系统实现有效的线性化和解耦．     

神经网络广义逆系统控制

提出适合于高阶非线性系统线性化解耦的广义逆系统.它与被控系统复合后,不但能实现原系统的线性化和解耦,而且通过合理地设计逆系统,可使伪线性复合系统的极点在复平面上任意配置.进一步提出由静态神经网络和若干积分惯性等线性环节组成的神经网络广义逆系统,为模型未知且内部状态不易测量的高阶非线性系统的线性化解耦控制提供一条有效途径,进一步拓展了神经网络逆系统控制方法的适用范围.     

神经网络广义逆系统控制

提出适合于高阶非线性系统线性化解耦的广义逆系统，它与被控系统复合后，不但能实现原系统的线性化和解耦，而且通过合理地设计逆系统，可使伪线性复合系统的极点在复平面上任意配置，进一步提出由静态神经网络和若干积分惯性等线性环节组成的神经网络广义逆系统，为模型未知且内部状态不易测量的高阶非线性系统的线性化解耦控制提供一条有效途径，进一步拓展了神经网络逆系统控制方法的适用范围。     

非线性奇异系统的能控性子分布

研究非线性奇异控制系统的能控性子分布问题.提出了非线性奇异系统的能控性子分 布的概念;研究了非线性奇异系统能控性子分布的反馈不变性质;给出了非线性奇异系统能控 性子分布的算法,并讨论这个算法的一些性质;证明了在一定条件下,该算法给出的分布确为包 含在某给定分布中的非线性奇异系统的最大能控性子分布.     

Lipschitz广义非线性系统观测器设计

研究一类广义非线性系统的观测器设计问题．首先讨论了半正定Lyapunov函数下指数1广义非线性系统稳定及渐近稳定性,然后对一类由线性和Lipschitz非线性项组成的广义非线性系统,给出了渐近稳定观测器存在的条件,并把观测器反馈增益矩阵的设计归结为广义线性系统容许控制以及奇异值计算问题,证明了若容许广义线性系统矩阵的最小奇异值大于系统的Lipschitz常数,容许控制器增益矩阵就是待求的观测器反馈增益矩阵。     

仿射非线性奇异系统的反馈控制与稳定化

研究非线性奇异系统的反馈稳定化问题，首先给出仿射非线性奇异系统反馈稳定化的概念；然后利用零动态算法构造的局部坐标变换给出仿射非线性奇异系统的一种标准型，并将其用于研究仿射非线性奇异系统的反馈控制和系统稳定化问题；最后证明了对于正则仿射非线性奇异系统，当其零动态渐近稳定时，该系统可通过反馈控制实现系统的稳定化。     

用动态补偿法讨论奇异系统的强模型匹配问题*

讨论了一类非线性奇异系统的强模型匹配问题,在扩展结构算法的基础上,导出了该问题中解的充要条件,并给出适当的动态补偿控制器。     

T-S模糊广义系统的逼近性

本文研究T-S模糊广义系统的逼近性,给出了T-S模糊广义系统的逼近性定理.证明其可以以任意的精度逼近一类广泛存在的非线性广义系统.还将MISO(多输入单输出)情况推广到MIMO(多输入多输出)的情况.在逼近性定理的基础上,利用神经网络的方法对非线性广义系统建模,给出了神经网络的结构及学习算法.本文共提出了两种神经网路的训练策略,对各自的优点与不足给出了分析,最后用数值例子验证了算法的有效性.     

Semi-global robust output regulation for a class of singular nonlinear systems via nonlinear internal model

Most of existing results on robust output regulation problem of singular nonlinear systems are limited to local solutions. In this paper, the semi-global robust output regulation problem for a class of singular nonlinear systems is investigated by using a nonlinear internal model. Attaching a nonlinear internal model to the singular nonlinear system yields an augmented singular nonlinear system whose semi-global robust stabilisation solution leads to the solution of the semi-global robust output regulation problem of the original singular nonlinear system. The solvability conditions of the semi-global output regulation problem are established by addressing the solvability of the robust stabilisation problem of augmented singular nonlinear system. Finally, a numerical simulation example is used to illustrate the design of the semi-global regulator for the singular nonlinear systems.     

Design of switched controllers for discrete singular bilinear systems

In this paper, switched controllers are designed for a class of nonlinear discrete singular systems and a class of discrete singular bilinear systems. An invariant principle is presented for such switched nonlinear singular systems.The invariant principle and the switched controllers are used to globally stabilize a class of singular bilinear systems that are not open-loop stable.     

Design of switched controllers for discrete singular bilinear systems

In this paper, switched controllers are designed for a class of nonlinear discrete singular systems and a class of discrete singular bilinear systems. An invariant principle is presented for such switched nonlinear singular systems.The invariant principle and the switched controllers are used to globally stabilize a class of singular bilinear systems that are not open-loop stable.     

一类非线性奇异控制系统的块解耦

讨论了在正则状态下反馈作用下，一类非线性奇异控制系统的输入输出块解耦问题，首先给一种算法，然后利用该算法导出系统输入块解耦问题可解的充分必要条件。