线性不确定多时滞系统的鲁棒镇定的研究

本文研究了线性不确定多重时滞系统的鲁棒镇定问题.对具有多重时间滞后的不确定线性系统,提出了使得闭环系统具有任意给定的稳定度的鲁棒控制器设计方法.得到的结果被应用于一类关联时滞系统的稳定化控制器设计.最后给出了一些数值例子以说明提出的方法.     

具有输入时滞的不确定线性系统的鲁棒镇定

研究了一类具有输入时变滞后的不确定线性系统的鲁棒控制器设计问题。以线性矩阵不等式的形式给出系统可镇定性的充分条件，系统的可镇定性不仅与输入时滞大小有关，而且与输入时滞的微分大小有关。一种新的凸优化算法被用于控制器设计，能保证在给定的不确定性范围内求得一个使系统镇定的次优解。     

不确定线性时滞系统的鲁棒镇定

针对过程控制中,普遍存在的时滞和不确定现象,研究了状态和控制均存在滞后的不确定线性时滞系统的鲁棒镇定问题,其中的不确定性是时变有界的,不要求满足"匹配条件"。应用Lyapunov稳定性分析和Riccati方程方法,提出了不确定线性时滞系统能用无记忆状态反馈控制器进行鲁棒镇定的充分条件,该充分条件以线性矩阵不等式存在对称正定解的形式给出。通过求解代数Riccati方程的对称正定解,来构造无记忆线性状态反馈稳定化控制器,并给出了基于该方法的数值算例,数值仿真结果表明了对于状态和控制均存在滞后的不确定线性时滞系统,应用该算法构造的无记忆线性状态反馈稳定化控制器,可使闭环系统是二次稳定的,故而证明了该算法的有效性。     

滞后区间系统的鲁棒稳定性分析及其应用

研究了滞后区间系统的鲁棒稳定性和镇定问题。基于Ｌｙａｐｕｎｏｖ原理,给出了判断滞后区间系统的时滞独立渐近稳定的充分条件,这个充分条件是一个代数Ｒｉｃｃａｔｉ不等式方程存在正定解。进一步,利用这个充分条件得到了镇定问题的解,所设计的静态线性反馈控制律保证区间闭环系统内部稳定。对国产某型飞机运动系统的分析,说明本文的结果是有用的。     

线性不确定系统时滞及时滞微分依赖的鲁棒镇定性

针对一类同时依赖于状态时滞和状态时滞微分的大小的线性时滞不确定系统的镇定性问题,研究了时滞系统的状态反馈鲁棒可镇定控制器设计。并且基于Lyapunov稳定性理论,提出了一种新的凸优化算法用于设计控制器,以确保在所有允许的不确定性范围内能求得一个次优时滞使系统镇定。数值仿真结果证明了这种方法的有效性。     

一类Lur'e系统新的绝对稳定性与绝对二次镇定条件基于物理的实时人体动画

针对一类具有状态和非线性机构滞后不确定Lur'e时滞系统,通过引入一种新的状态变换构造的Lyapunov函数,考虑了状态滞后与具有滞后项的非线性扰动,得出了基于线性矩阵不等式(LMI)方法的时滞依赖的绝对稳定性与绝对二次镇定的充分条件,并进行了数值仿真例子的验证,仿真结果表明所得结论较之已有结果在保守性方面有显著改进.     

T-S模糊不确定系统鲁棒稳定

研究一种基于T-S模糊线性时滞不确定系统指定衰减度鲁棒稳定问题.首先利用模糊T-S模型对线性时滞不确定系统进行模糊建模.通过应用Razumikhin定理、Lyapunov定理,借助线性矩阵不等式方法,得出该系统鲁棒稳定且具有指定衰减度的充分条件,在此基础上,进一步得出具有指定衰减度的无记忆状态反馈鲁棒镇定控制率存在的充分条件及相应的控制器设计方法.     

基于神经网络的时变大滞后系统的Smith预估控制

针对大滞后不确定系统提出了一种基于人工神经网络的改进型 smith 预估控制方案,设计了一个基于神经网络的补偿器来克服不确定的大延迟对控制性能的不利影响,解决了传统 Smith 预估控制鲁棒性差及需要预先知道受控对象精确数学模型的问题.数字仿真结果表明,此方案可以在被控对象数学模型未知的情况下对时滞对象进行控制,特别是当时滞对象的特性发生变化时,具有较好的适应性,控制效果远远优于普通 Smith 预估控制.     

基于根轨迹法的滞后——超前补偿器的计算机辅助设计

介绍了基于根轨迹法的滞后－超前补偿器的计算机辅助设计方法,给出了函数laglead。调用该函数,就可以设计所需的滞后－超前补偿器。最后以实例详细介绍了滞后－超前补偿器的计算机辅助设计过程。     

一类参数不确定系统的输出反馈自适应镇定

研究了一类n阶参数不确定线性系统的输出反馈自适应镇定控制设计问题. 通过引入一个3n阶动态补偿器, 给出了输出反馈自适应镇定控制器的显示表达. 并应用李雅普诺夫稳定性分析方法证明了闭环系统的稳定性. 即闭环系统的原始状态是渐近收敛于零的, 而其他所有的信号是一致有界稳定的. 仿真试验进一步说明了理论方法的正确性.     

Design of variable structure controller for uncertain time-delay singular system

To study the approximation theory of real sliding mode and the design of variable structure controller for time-invariant linear uncertain time-delay singular system,the approximation theory of real sliding mode was developed to provide foundation for obtaining sliding mode by equivalent control,and switching functions with integral dynamic compensators and variable structure controllers were designed respectively under two circumstances that the system without uncertain part was stabilized by delay-dependent and delay-independent linear state feedback. The design guarantees the asymptotical stablity of switching manifolds,and the variable structure controllers can force solution trajectory of the system to arrive at the switching manifolds in limited time. A numerical example is given to demonstrate the feasibility and simplicity of the design method.     

利用根轨迹法设计串联补偿网络的MATLAB实现

MATLAB5．2以上版本提供了一个单输入单输出系统补偿器设计工具SISOTOOL。利用该工具可绘制根轨迹图形，并且能可视化地在前向通路中添加零极点(即串联补偿网络)，同时看出对典型输入信号(如阶跃信号)的时间响应，从而容易设计出符合要求的控制器。     

类龙伯格非线性扩张状态观测器的研究

针对非线性扩张状态观测器的一般形式,引入一个增益因子,提出了扩张状态观测器的一种设计方法.运用该方法可以设计出任意阶的非线性扩张状态观测器,所设计的扩张状态观测器具有类龙伯格状态观测器的结构,并且其动态品质只与补偿矩阵的极点位置有关,与非线性函数的形式无关.选取满足条件的不同非线性函数可以得到不同形式的非线性扩张状态观测器.对二阶非线性不确定系统进行了仿真研究,结果表明了该设计方法的有效性.     

计算机在有源串联校正器时域设计中的应用

本文介绍有源串联校正器的时域的计算机辅助设计方法,该法设计的系统有良好的稳态和暂态性能。设计的超前、滞后、滞后—超前和PID校正器,形式相同,实用价值大。     

不确定参数闭环振动控制系统的稳定性与鲁棒性区间分析

为了解决控制系统的不确定性问题,将不确定参数用区间表示,使不确定问题转化为确定性问题。提出了用系统物理参数构造区间状态矩阵的方法。用极点配置方法得到确定参数的状态反馈增益矩阵,然后用到实际不确定系统中。应用矩阵摄动和区间扩张,提出了估计特征值上下界的计算方法。数值算例表明:利用本文的计算结果可以估计系统不确定参数对闭环系统特征值实部和虚部的影响。     

基于核Fisher的舰船效费分析

目前在海军舰船设计过程中,不论是按性能设计还是按费用设计,都需要进行大量的费用估算工作,而由于影响费用的许多因素是不确定的或模糊的,使得费用估算工作十分困难。因此,提出了在方案探索阶段采用核F isher判别分析方法进行效费分析,筛选方案,建立了基于费用的舰船效费分析模型和基于性能的舰船效费分析模型。实例模型具有较好的适用性和有效性,大大提高了工作效率。     

二轴框架镇定回路的保守稳定性设计研究

探讨一类yaw-pitch型结构的位标器在系统存在结构参数不确定性和执行元件存在输出饱和非线性的条件下的镇定问题.基于刚体动力学理论推导了二轴框架结构的动力学模型,得到了基座角运动因素导致系统参数摄动的机制,并以此为基础得到了系统的结构不确定性描述;基于区间矩阵保守稳定性的判别定理和线性矩阵不等式组,对系统的两类稳定空间进行保守估计,给出了系统可镇定的外界条件和镇定系统的状态反馈矩阵的寻优方法.所得结论可为优化设计稳定的位标器控制回路提供理论依据.     

超大口径凹非球面反射镜的动态干涉测量技术

为了克服超长光路造成的振动和大气扰动的影响,采用动态干涉测量结合补偿法进行超大口径凹非球面的精密检测.通过分析超大口径凹非球面反射镜检测的难点,采用动态干涉仪克服检测中振动和大气扰动,并利用Zemax光学设计软件,以口径3.5m的凹非球面反射镜为例设计了干涉补偿光路.误差分析结果表明,采用动态干涉仪和补偿法进行超大口径凹非球面反射镜面形检测,不仅可以克服振动和大气扰动的影响,还能达到λ/90以上的检测精度.     

不确定转子系统动力特性的区间分析方法

为了研究含不确定参数转子系统的动力特性,提出一种非概率区间分析方法对转子系统进行分析.基于区间数学和区间摄动理论,建立转子系统固有频率的计算公式,用区间分析方法得到了固有频率随系统参数的变化关系,得出了转子临界转速的变化范围.该方法降低了传统的概率分析方法对不确定参数信息的过分要求,为解决含有不确定参数的转子系统的动力特性问题提供了一个新途径.数值算例证明了本文所得结果的有效性,与传统概率方法比较,区间分析方法具有精度高,计算量小等优点.     

基于频域的光电稳定平台扰动观测器设计

为了解决传统扰动观测器(disturbance observer, DOB) 无法保证标称系统和非最小相位系统内部稳定性的问题,提出了在频域中设计扰动观测器的新方法,通过对补偿器的设计,避免传统DOB传递函数分母为0的情况,从而保证系统稳定性。结合光电稳定平台进行视轴稳定试验,试验结果表明:在幅度为3°、1 Hz的扰动作用下,结合本研究扰动观测器所设计的控制系统,不但可以保证标称系统和非最小相位系统的内部稳定性,并且具有更宽的带宽和更为快速的频率响应,可以更加有效地隔离扰动,相比传统DOB控制系统的输出,扰动残差减少75%,为光电稳定平台控制系统设计提供参考。