扰动估计器的构造和设计

本文介绍了一种扰动估计器的构造和设计，它是渐近稳定的，能对有界、带限的不可测扰动作出实时估计，并可将估计误差控制在一定的范围内．该扰动估计器不要求受到扰动的受控系统是稳定的，也不要求受扰的受控系统处于闭环状态．仿真结果验证了该扰动估计器的有效性．     

一种改进的模糊Smith预估器

针对具有不确定特性的大滞后系统，基于传统的Smith预估器结构，提出了一种改进方案。利用相关性分析技术实时调整预估器的滞后时间估计，并采用自适应模糊补偿器在线修正预估器的增益估计，在对象参数不稳定或受扰动的情况下可使预估器的参数迅速跟踪并收敛于对象参数，从而确保系统状态的稳定。该方案增强了系统的鲁棒性，克服了传统Smith预估器需要精确模型的缺点。仿真结果表明，该方案具有较强的参数适应性，对时变大滞后对象具有良好的控制效果。     

一类不确定线性系统鲁棒状态估计器设计

本文对一类不确定线性系统给出了一种鲁棒状态估计器设计方法，其主要思想是对允许的系统扰动，通过设计估计器参数矩阵使增广系统的极点位于左半复平面指定圆形区内或指定直线的左侧，且稳态误差协方差阵不超过给定上限，给出了鲁棒估计器存在条件及其解的一般表达式。     

基于时延估计的扰动卡尔曼滤波器外力估计

针对机械臂末端力估计存在模型误差及系统扰动等问题,提出了一种基于时延估计的扰动卡尔曼滤波器外力估计法。在不使用额外力传感器的情况下,通过电机驱动电流的测量,采用时间延时估计法设计出不需要精确动力学模型的估计器。将外力作为状态变量,对系统的不确定性和扰动进行观测,考虑机械臂动力学和扰动动力学,设计出扰动卡尔曼滤波器来估计末端所受外力。使用Matlab仿真软件验证了该方法的有效性,结果表明所提估计方法对具有测量噪声、模型误差及不确定性扰动的系统具有很好的鲁棒性。     

基于滤波器的浸入与不变自适应控制

针对机电伺服系统存在参数不确定、未建模动态及时变扰动这一问题,提出一种基于滤波器的浸入与不变自适应算法,该算法能够准确估计伺服系统中的未知参数.首先,构造系统状态及回归函数的滤波器,再根据滤波后的辅助变量构造参数估计器;然后,依据浸入与不变理论设计参数估计器中的辅助函数,从而保证参数估计误差的收敛性.此外,为了进一步降低集总扰动对系统闭环性能的影响,提出一种扰动观测器,这种扰动观测器结构简单,并且能保证估计误差的渐近稳定,从而有效地补偿系统中的未建模动态和外部扰动.最后,利用Lyapunov理论分别证明了参数估计器、扰动观测器及闭环系统的稳定性,仿真与实验结果验证了所提出的自适应方法及扰动观测器的有效性.     

主动扰动抑制技术及其在磁悬浮系统的应用

以LMS算法为基础，为存在对象扰动的控制系统设计了自适应对象扰动估计算法和自适应对象扰动抑制算法，从而使系统在不进行扰动测量的情况下，实时地对对象扰动进行估计并进行主动扰动抑制。磁悬浮小球系统的应用结果表明，该方法对磁悬浮系统的对象扰动具有明显的抑制作用。     

光电稳像平台扰动力矩估计与自适应补偿

针对飞行器光电稳像平台在强气流冲击下，质量不平衡等系统内在因素所引起的扰动力矩增大，导致系统视轴稳定（LOS）精度严重下降的问题，提出了一种典型两轴直角正交结构稳像平台的扰动力矩模型，此模型考虑了框架间运动耦合的影响.针对扰动力矩信号重构过程中的多传感器噪声影响问题，提出了无迹卡尔曼滤波扰动力矩在线估计方法，并构建力矩前馈控制回路，实现了对扰动力矩的自适应补偿.半实物仿真实验结果表明，扰动力矩估计的收敛速度快，估计过程平稳.在0.5 Hz～4 Hz特征频点的载体扰动下，相比于带有摩擦力矩补偿的扰动观测器控制方法，系统视轴稳定精度提高了10.9%～29.3%.     

离散滞后广义系统稳定性的定量估计

利用Lyapunov方法讨论离散滞后广义系统，并给出了该系统的零解一致稳定区域和渐近稳定区域的大小估计，当初始扰动是在稳定区域时，离散滞后广义系统的初始值问题的解一致稳定，当初始扰动是在渐近稳定区域时，离散滞后广义系统的台值问题的解趋于零，所举的仿真例子描述了该方法的应用。     

直接辨识扰动模型的内模极点配置自适应控制

给出了直接在辨识器中估计扰动模型和过程模型参数的算法,扰动模型用于极点配 置自适应控制,根据内部模型原理消除未知确定扰动.由于使用了与常规方法不同的观测向 量,因而省去了分离扰动模型的计算过程.这种方法可适用于多个扰动频率的情况,且辨识器 的阶数不超过常规辨识器.分析了参数的可辨识性和系统的稳定性.     

车载惯性稳定平台的神经网络滑模控制

三轴车载惯性稳定平台为复杂的MIMO非线性系统,针对其在不确定扰动下的伺服控制问题,本文设计了一种神经网络反演滑模控制器(NNBSMC).首先,选用反演法对其解耦,同时引入滑模控制律增加系统的抗干扰性;其次针对框架间的非线性摩擦力与系统耦合选用RBF神经网络作为扰动估计器,以便实时估计与补偿;然后采用前向增稳通道应对建...     

随机非线性系统鲁棒自适应控制的模块化设计

将线性系统中基于估计的模块化设计思想推广到随机非线性系统的控制设计之中,基于Ito∧微分规则和自适应B ackstepp ing算法,设计了全局依概率渐近稳定的输入状态稳定控制器.根据无源性定理,设计了无源辨识器模块,并确保扰动是有界的.仿真结果表明了该控制算法的有效性.     

多输入不确定系统离散变结构控制设计

研究基于离散趋近律方法的变结构控制设计问题，提出一种新型的离散趋近律。其特点是可以稳定于原点，能有效消除由传统离散趋近律参数引起的抖振。针对不确定因素的影响设计扰动预估器，它对变化率较慢的外干扰和参数摄动具有很高的估计精度。仿真结果表明了所提出设计方法的有效性。     

一类基于神经网络非线性观测器的鲁棒故障检测和诊断

利用神经网络的非线性建模能力，对一类具有建模不确定项的非线性系统提出一种基于观测器的故障检测和诊断的方法。设计的观测器不仅能实现故障检测，而旦应用神经网络设计的故障估计器能在线估计系统中的故障向量。通过分析验证了该方法对系统中的建模误差和外部扰动具有良好的鲁棒性。仿真结果表明所提出的方法是有效的。     

不确定Euler-Bernoulli梁方程的边界输出跟踪

本文讨论边界带有控制输入非同位的内部不确定和外部扰动的Euler-Bernoulli梁方程输出跟踪问题. 为处理边界干扰, 文章首先设计了一个新的总扰动估计器, 在线估计未知扰动. 其次基于估计出来的总扰动, 设计一个伺服系统跟踪参考信号. 最后根据自抗扰方法获得控制输出跟踪的反馈控制. 闭环系统被证明是适定和有界的, 且受控系统的输出指数跟踪参考信号.     

船舶动力定位非线性自适应反步控制器设计

针对扰动不确定非线性船舶动力定位问题,提出了一种带观测器的不确定扰动非线性船舶动力定位自适应输出反馈控制.设计了一个非线性观测器,从附有噪声的输出中估计出船舶位置以及运动速度.用滤波后的位置信号,针对扰动不确定非线性船舶设计带观测器的自适应反步控制器,该控制在Backstepping设计方法的基础上引入积分环节,对存在未知参数和动态不确定扰动的船舶能有效的改善系统性能.根据Lyapunov稳定性理论证明所设计的控制器是全局渐近稳定的,仿真结果验证了该方法的有效性.     

带边界非线性干扰的反稳定波方程的镇定

本文研究了一类具有边界控制匹配非线性干扰的反稳定波动方程的镇定问题. 本文只用了两个量测, 构造了一个无限维干扰估计器来实时估计状态和总干扰, 该估计器既不要求干扰的导数有界, 也不需要高增益. 基于估计的总干扰和估计的状态, 本文设计了输出反馈控制律稳定原系统. 此外, 本文还证明了闭环系统的其他状态是有界的. 为了说明理论结果, 下文给出了一些数值模拟.     

类严格反馈系统的模糊弱扰动解耦控制

大多数实际系统含有不确定项,且受到扰动的影响.采用模糊逻辑方法估计不确定项是降低不确定性影响的常见方法之一,而模糊近似扰动解耦是抑制扰动影响的主要手段.模糊近似扰动解耦对应的增益不等式包含无界项,所以无实际价值,为此提出模糊弱扰动解耦的控制方法.该方法采用模糊万能逼近定理估计不确定项,利用反步法设计控制器使得闭环系统具有弱扰动解耦性能,即闭环系统稳定且输出的范数不大于正常数加上扰动范数与正常数之积.仿真结果验证了模糊弱扰动解耦控制器能够保证闭环系统的弱扰动解耦性能.     

混杂系统的一致输入输出对状态稳定性

混杂系统的输入输出对状态稳定性是混杂控制系统领域极富挑战性的课题之一. 为了观测混杂系统的状态,本文提出了一类混杂系统的一致输入输出对状态稳定的充分条件,分析了混杂系统的一致输入输出对状态稳定性、光滑Lyapunov函数存在性和状态模估计器存在性三者之间的关系. 借助状态模估计器将混杂系统化为受扰动系统,获得了受扰动系统一致输入输出对状态稳定性的结果,并进一步证明了混杂系统的一致输入输出对状态稳定性.     

带有随机通信时滞的状态估计

研究了测量值不带时间戳的网络控制系统的最优状态估计问题. 当最大的随机时滞界是一步滞后时, 对可能存在的乱序测量提出新的测量模型. 基于每一时刻收到的所有测量值的平均值构造估计器以保证不稳定网络控制系统的估计器是线性无偏的及估计误差协方差一致有界, 并通过求解离散黎卡提方程得到估计器增益. 在无偏性及误差协方差一致有界的意义下保证估计器是最优的. 最后给出仿真实例验证了该算法的有效性.     

具有边界扰动的不确定Euler-Bernoulli梁方程输出反馈控制

针对带有边界扰动、内部不确定扰动和外部扰动的Euler-Bernoulli梁方程,为克服传统扰动观测器引入的高增益及未知扰动导数难以准确求解问题,本文将主动干扰抑制控制(ADRC)技术应用到Euler-Bernoulli梁方程这个偏微分方程(PDE)系统上,提出并设计了一种新的在线扰动观测器,可实时估计扰动值.依据估计扰动值,设计了一个边界输出反馈控制器.仿真结果表明,本文所提出的方法可很好地实现对内部不确定扰动和外部扰动的估计,配合输出反馈控制器,可对边界扰动进行有效抑制,进而实现系统的指数稳定.