不确定性系统的局部模型跟踪控制

针对线性失配不确定性系统，提出了局部模型跟踪、复合参考模型和控制系统匹配度等概念，研究了局部模型跟踪控制系统的设计方法和复合参考模型的特定结构，证明了系统的最大匹配度。本研究突破了完全模型跟踪条件的苛刻限制，能确保被控对象的输出等关键状态稳态无误差地跟踪参考模型，复现系统的指今输入。     

基于张拉整体结构的连续型弯曲机械臂设计与研究

为实现对目标物体的缠绕捕获,利用张拉整体结构质量轻、变形大等特点,提出一种基于张拉整体结构的连续型机械臂的设计.本文首先设计连续型机械臂的结构,建立其力学模型.通过准静态和动态分析,对不同驱动形式下的连续型机械臂运动进行仿真,并在实验平台上验证所建力学模型的准确性,最后分析了其工作空间及奇异位姿.实验结果表明本文设计的连续型机械臂可以实现弯曲缠绕变形,满足对不同大小物体进行缠绕捕获的需求.     

具有大不确定性对象的分层切换控制方法

针对大模型不确定性对象的控制问题,提出了一种基于鲁棒控制理论的多模型分层切换控制方法.为减少覆盖不确定性需要的模型数量,采用多个乘性不确定模型来描述对象,并应用LMI方法设计控制器集合.考虑鲁棒控制中常用系统增益来度量不确定性,设计了一种基于不确定性增益估计的切换指标函数,并据此将控制器集合中合适的控制器连接到反馈回路中.理论分析表明系统BIBO稳定,且具有一定的扰动抑制能力.仿真实验结果验证了控制方法的有效性.     

不确定非线性系统的鲁棒输出反馈自适应控制

针对一类具有一般不确定性的非线性系统,设计一种新的鲁棒输出反馈自适应控制器。在较弱条件下,该控制器不仅能保证闭环系统全局稳定,且能使跟踪误差以指数速度收敛到零的小领域内。仿真结果验证了所给控制方案的有效性。     

具有一般不确定性的非线性系统的鲁棒输出反馈控制

为将文献「１」中结果推广到具有一般不确定性的系统并降低在过渡阶段所需要的控制量,通过引入新的正则信号和一些正光滑设计函数来处理状态估计误差和不确定性,设计了鲁棒输出反馈控制器,它能保证闭环系统信号的全局有界性,并使输出跟踪误差任意小,仿真说明,应用本文控制器,获得的性能更好,所需控制量要小。     

变结构局部模型跟踪控制研究

本文针对线性失配不确定性系统，提出了一种新的模型跟踪概念－局部模型跟踪，基于变结构控制理论，研究了实现此跟踪的系统特定结构和设计方法，并证明了设计中的分离定理以及变结构局部模型跟踪控制系统的最大跟踪能力。本文突破了变结构不变性条件的苛刻限制，大大提高了系统的稳态跟踪特性。     

不确定线性系统保代价控制的鲁棒性分析

研究不确定线性系统保代价控制的鲁棒性分析问题.提出了不确定线性系统保代价控制鲁棒界概念,给出了不确定线性系统保代价控制的一种鲁棒性分析方法,并建立了不确定线性系统的参数可变保代价控制鲁棒界.针对一类结构不确定线性系统,进一步给出了保代价控制鲁棒界的一种优化算法,并用实例加以验证.     

模型不确定系统的鲁棒预测控制

针对一类脉冲传递函数描述的模型不确定系统 ,基于预测控制和鲁棒控制相结合的策略 ,提出一种鲁棒预测控制器的设计方法 ,并讨论了该方法允许的模型摄动鲁棒界 .仿真结果表明文中方法的有效性和理论分析的正确性 .     

不确定广义系统的鲁棒脉冲耗散控制

本文在状态空间下, 基于线性矩阵不等式(LMI)的方法, 研究了一类不确定广义系统在允许的不确定性下的脉冲耗散控制问题, 并且通过解线性矩阵不等式得到了此类不确定广义系统对于允许的不确定性的鲁棒脉冲耗散状态反馈控制器和输出反馈控制器, 最后通过数值算例验证了定理的可行性.     

一类非匹配不确定性系统的变结构控制

研究一类非匹配不确定性系统的变结构控制问题. 引入适当的状态变换, 将非匹配不确定系统描述成具有分级形式的两个子系统. 在保证第一个子系统二次渐近稳定的条件下, 利用线性矩阵不等式方法得到第二个状态变量的期望值, 并由第二个状态变量与其期望值之差构造滑动模, 并利用滑模运动的到达条件, 得到变结构控制律.     

含时变不确定线性系统的自适应鲁棒跟踪控制

针对系统的不确定性和扰动满足匹配条件,不确定性界和扰动界未知的情形,讨论含时变不确定性线性系统的鲁棒跟踪问题。自适应控制器的设计不涉及确定性界和扰动界,运用变结构方法,可使带扰系统实现渐近跟踪。该方法适合一类较广泛的不确定系统,鲁棒性较强。仿真例子表明了该方法的有效性。     

Robust Model Predictive Control for Linear Discrete‐Time System With Saturated Inputs and Randomly Occurring Uncertainties

This paper investigates the robust model predictive control (RMPC) problem for a class of linear discrete‐time systems subject to saturated inputs and randomly occurring uncertainties (ROUs). Due to limited bandwidth of the network channels, the networked transmission would inevitably lead to incomplete measurements and subsequently unavoidable network‐induced phenomenon that include saturated inputs as a special case. The saturated inputs are assumed to be sector‐bounded in the underlying system. In addition, the ROUs are taken into account to reflect the difficulties in precise system modelling, where the norm‐bounded uncertainties are governed by certain uncorrelated Bernoulli‐distributed white noise sequences with known conditional probabilities. Based on the invariant set theory, a sufficient condition is derived to guarantee the robust stability in the mean‐square sense of the closed‐loop system. By employing the convex optimization technique, the controller gain is obtained by solving an optimization problem with some inequality constraints. Finally, a simulation example is employed to demonstrate the effectiveness of the proposed RMPC scheme.     

关联不确定大系统的分散变结构控制

分散控制方法和变结构控制方法两者优点的结合使得分散变结构控制在大系统研究中得到了广泛的重视.针对各个子系统均为多输入情况.研究了不确定性关联大系统的分散变结构控制方法.基于开关平面的等价性,提出了关联大系统的分散滑动模态全局可达条件.并针对子系统不确定性的界已知及未知两种情况,提出了分散变结构控制算法.该方法克服了以往控制方法中需已知线性关联函数或不确定性关联的界的缺陷.     

用插值的粗粒化Box Model进行学习控制

针对一类未知动力学方程的单输入系统,采用插值的粗粒化Box Model进行学习控制.与传统的Box Model及基于随机元胞自动机的控制模式比较,本模型设计思想自然,算法简单.计算量小(常常小几个数量级),训练时间短,对三个较有代表性的实例的仿真结果也是令人满意的.     

带状态观测器系统的鲁棒容错控制

对具有不确定性参数的状态观在反馈系统,提出了传感器失效的鲁棒完整性控制方法,并对一定的二次性能指标具有最优性,设计方法简单、实用。     

时延网络控制系统的模型预测控制

针对有输入约束的不确定时延网络控制系统,提出鲁棒模型预测控制方法;其中,将不确定时延建模为范数有界的输入矩阵的不确定性．给出了鲁棒性能指标的上界和系统渐近稳定的充分条件,通过在线求解LMI凸优化问题得到状态反馈控制律．仿真例子验证了该方法的有效性．     

Power Control for Cellular Communications with Time‐Varying Channel Uncertainties

Power control in a code‐division multiple access (CDMA) based cellular network is a challenging problem because the communication channels change rapidly because of multipath fading. These rapid fluctuations cause detrimental effects on the control efforts required to regulate the signal‐to‐interference plus noise ratios (SINRs) to the desired level. Thus, there is a need for power‐control algorithms that can adapt to rapid changes in the channel gain caused by multipath fading. Much of the previous work has either neglected the effects of fast fading, assumed that the fading is known, or assumed that all the link gains are known. In this paper, we model the effects of fast fading and develop practical strategies for robust power control based on SINR measurements in the presence of the fading. We develop a controller for the reverse link of a CDMA cellular system, and use a Lyapunov‐based analysis to prove that the SINR error is globally uniformly ultimately bounded. We also utilize a linear prediction filter that utilizes local SINR measurements and estimates of the Doppler frequency that can be derived from local SINR measurements to improve the estimate of the channel fading used in the controller. The power‐control algorithm is simulated for a cellular network with multiple cells, and the results indicate that the controller regulates the SINRs of all the mobile terminals (MTs) with low outage probability. In addition, a pulse‐code‐modulation technique is applied to allow the control command to be quantized for feedback to the transmitter. Simulation results indicate that the outage probabilities of all the MTs are still within the acceptable range if at least 3‐bit quantization is employed. Comparisons to a standard algorithm illustrate the improved performance of the predictive controller.     

鲁棒低增益变结构模型参考自适应控制

就对象含未建模动态且其建模部分相对阶大于1时的变结构模型参考自适应控制(VS-MRAC)系统,提出了一种鲁棒低增益变结构控制方案,特点是系统变结构律在低增益状态下仍可保证所有辅助误差均在有限时间内收敛到零,从而提高了系统跟踪精度.此外,还研究了平均值滤波器对系统稳定性的影响.     

基于状态估计的摩擦模糊建模与鲁棒自适应控制

针对一类多自由度机械系统, 研究了基于状态估计的摩擦模糊建模与鲁棒自适应控制问题. 提出用模糊状态估计器估计摩擦模型中的不可测变量, 并用严格正实和李雅普诺夫稳定性理论证明了状态估计误差的一致最终有界性. 运用模糊状态估计结果设计了多变量鲁棒自适应控制器, 其中摩擦模糊模型中的自适应参数是基于李雅普诺夫稳定性理论设计的, 并证明了闭环系统跟踪误差的一致最终有界性. 本文对多自由度质量、弹簧和摩擦阻尼系统进行的仿真, 结果表明所提出的状态估计算法和自适应控制策略是有效的.     

机器人力／位置自适应模糊控制

在机器人力／位置混合控制的基础上，本文提出了一种对力控制回路采用自适应模糊控制的方法，有利于提高系统对机器人末端操纵器五外界工作环境接触时，其接触刚度不确定性的自适应能力，仿真结果表明，该控制方法与常规ＰＩＤ控制相比，系统的自适应能力和鲁棒性有显著的改善。