具有控制时滞系统的最优无静差正弦扰动抑制

研究在外部正弦扰动作用下,控制含时滞的线性系统的最优无静差调节器设计问题．首先利用Artstein变换将控制变量含时滞的系统转化为不舍时滞的系统;然后利用内模原理构造扰动补偿器,将带扰动的系统转化为无扰动的增广系统,从而将无静差扰动抑制问题转化为无扰动增广系统的最优调节器设计问题;最后利用最优控制理论求得最优无静差反馈控制律．仿真结果表明了所提出方法的有效性．     

离散时滞系统的近似最优扰动抑制

研究了状态变量合有时滞的离散系统在外部扰动下的最优控制问题．通过引入一个灵敏度参数,将原系统的最优扰动抑制问题转化为一族不含超前项和时滞项的两点边值问题,并由此导出了最优扰动抑制控制器的这代近似设计方法．得到的最优扰动抑制控制律由解析的前馈一反馈项和伴随向量级数和形式的补偿项组成,截取伴随向量级数的有限和得到原系统的次优扰动抑制控制律．数值仿真表明该近似最优控制器对外部持续扰动具有良好的鲁棒性。     

带有持续扰动的时滞非线性大系统的最优跟踪控制

研究具有外界持续扰动的时滞非线性大系统的无静差最优跟踪控制问题.将时滞非线性大系统分解为带有互联项的N个时滞非线性子系统,基于内模原理对子系统构造扰动补偿器,将带有外部持续扰动的子系统化为无扰动的增广系统.通过灵敏度法求解不含时滞的两点边值问题,得到子系统的最优跟踪控制律,截取最优跟踪控制律的前N项作为次优控制律来近似系统的最优控制律.仿真实例表明了该设计方法的有效性.     

控制时滞系统基于观测器的最优扰动抑制

研究在持续外界扰动作用下含有控制时滞线性系统的最优扰动抑制问题. 首先利用模型转换将控制时滞系统转化为无时滞系统. 然后证明最优控制律的存在唯一性, 并通过求解Riccati方程和Sylvester方程设计含前馈补偿器和控制记忆项的最优控制律, 其中的前馈控制项和控制记忆项分别补偿了扰动和控制时滞对系统的影响. 通过构造扰动状态观测器, 解决了前馈补偿器的物理不可实现问题. 仿真实例验证了所设计的最优控制律的有效性.     

受正弦扰动时滞非线性系统的近似最优减振控制

研究时滞非线性系统在正弦扰动作用下的最优减振控制问题,给出一种无时滞近似最优减振控制律的迭代方法．通过假设Lagrange算子,将由原系统最优控制问题得到的既含时滞项又含有超前项的非线性两点边值问题转换为新的有利于求解的形式,再通过构造序列将其转化为不舍时滞项和超前项的线性非齐次两点边值问题序列．证明了该序列的收敛性．通过交替迭代序列得到了系统最优减振控制律．仿真结果表明,该方法在不同时滞下对扰动都具有很好的鲁棒性．     

含正弦扰动奇异摄动时滞系统的最优减振控制

研究奇异摄动时滞系统在正弦扰动下的最优减振控制问题．基于奇异摄动的快慢分解理论,将原最优控制问题转化为无时滞快子问题和受扰线性时滞慢子问题,通过摄动法和前馈补偿技术求解时滞慢子系统的最优控制问题,得到了系统的前馈反馈组合控制(FFCC)律及其存在唯一性条件．FFCC律由线性解析项和共态向量无穷级数和表示的时滞补偿项组成,其中线性解析项可通过求解Riccati方程和Sylvester方程得到,时滞补偿项通过递推求解共态向量方程得到,仿真算例表明了方法的有效性．     

线性连续时滞系统最优预见重复控制

针对一类线性连续时滞系统,提出一种最优预见重复控制设计方法.首先,通过一种等价变换,将被控时滞系统转化为无时滞系统.然后,利用L阶差分算子提升技巧,获得包含状态变量导数和跟踪误差的增广连续系统.在此基础上,通过定义一种新的性能指标,将预见重复控制设计问题转化为连续非自治系统的线性二次调节问题.进一步,基于最优控制理论,得到包含状态反馈、误差积分、重复控制、时滞补偿和预见补偿的最优预见重复控制器.该控制器包含了已有文献的多种控制器形式.最后,通过一个数值仿真实例,说明所提方法的有效性.     

时滞离散系统正弦扰动的最优抑制

研究状态和控制都含时滞的线性离散系统在正弦扰动下的减振控制问题.首先提出一种变量代换,并利用此代换将原系统转换为不含控制时滞的系统.然后利用逐次逼近法将最优控制问题转化为求解一族无时滞的线性两点边值序列问题.得到的最优控制律由解析的状态反馈,前馈和具有记忆的控制项以及时滞补偿序列的极限组成.通过截取时滞补偿序列的有限项,可以得到系统的次优减振控制律.仿真结果表明,该方法容易实现,设计的控制器对正弦扰动有较强的抑制能力.     

具有正弦扰动的时滞系统前馈-反馈次优控制:灵敏度法

研究线性时滞系统在外部正弦扰动作用下的前馈-反馈最优减振问题,提出了一种最优控制律的灵敏度设计方法．通过引入灵敏度参数并围绕它展开幂级数,将系统的最优控制问题简化为不含超前项和时滞项的两点边值问题族．通过截取最优控制级数的有限和获得原系统的前馈-反馈次优控制律．仿真结果表明,与经典状态反馈最优控制相比,本文的算法更加鲁棒,能更加有效地抑制正弦扰动．     

带正弦干扰的线性时滞系统的次优控制

研究状态变量含有时滞的线性系统在正弦干扰下的前馈反馈次优减振控制问题，首先构造其解收敛于原时滞系统的无时滞系统序列；然后将时滞系统的最优控制问题化为无时滞系统的最优控制序列问题；最后通过截取最优控制序列解的有限项，得到系统的前馈反馈次优控制律，仿真结果表明，该方法抑制正弦干扰的鲁棒性优于经典反馈最优控制。     

时滞离散系统最优输出跟踪控制的灵敏度法

针对具有有限时间二次型性能指标的时滞离散系统,研究了最优输出跟踪控制问题.通过引入一个灵敏度参数,将原最优输出跟踪控制问题转化为不含超前项和时滞项的一族两点边值问题.得到的最优输出跟踪控制律由状态向量的线性解析函数和伴随向量级数形式的补偿项组成,其解析函数由一次性求解R iccati矩阵差分方程和矩阵差分方程得到,补偿项由求解伴随向量差分方程的递推公式得到.仿真结果表明了该方法的有效性.     

含正弦扰动的离散时滞系统的次优减振控制

研究状态变量含有时滞的线性离散系统在正弦扰动下的前馈-反馈最优减振控制问题．将系统的最优控制问题转化为非齐次线性两点边值问题族,利用逐次逼近法得到了系统的最优控制律．该控制律由解析的前馈。反馈控制律和补偿序列的极限组成．通过截取补偿序列的有限项,得到了系统的前馈一反馈次优减振控制律．仿真结果表明,该方法对抑制正弦扰动的鲁棒性优于经典反馈最优控制．     

一类双线性系统的最优跟踪控制问题

针对一类具有二次型性能指标的双线性系统的最优跟踪控制问题,提出了一种通过逐次逼近法设计最优控制律的近似方法。首先将状态向量含有时滞的双线性系统的最优跟踪问题转化为最优调节问题;然后利用逐次逼近算法,将既含有时滞项又含有超前项的两点边值问题转化为不含时滞项和超前项的线性两点边值问题族,得到调节系统的最优控制律,并可以通过截取最优控制序列的有限项得到调节系统的前馈-反馈次优控制律。最后,将最优控制问题转化为最优跟踪问题。仿真结果表明,此方法达到了较好的跟踪效果。     

离散时滞系统的最优滑模控制

针对离散线性时滞系统,设计了最优滑模面和最优离散变结构控制律.在设计最优滑模面的过程中,利用逐次逼近算法,将既含有时滞项又含有超前项的两点边值问题转化为不含时滞项和超前项的线性两点边值问题,并证明了其解序列一致收敛于原系统的最优滑模.进一步给出了原系统的变结构控制律.     

改进的模糊内模控制在时滞系统中的应用

采用模糊控制器和内模控制器相结合,对模糊内模控制方法进行了研究。将Smith预估器和内模控制器结合起来,使用模糊控制器作为主控制器。用积分环节消除系统的静态误差,用惯性环节低通滤波来改善模型失配较严重的情形。能在较大的模型误差范围内得到良好的控制品质。通过时滞系统试验表明本文提出的控制方案同常规控制方法相比有了更好的鲁棒性和较好的控制性能。     

基于神经网络补偿的非线性时滞系统时滞正反馈控制

A new adaptive time-delay positive feedback controller (ATPFC) is presented for a class of nonlinear time-delay systems. The proposed control scheme consists of a neural networks-based identification and a time-delay positive feedback controller. Two high-order neural networks (HONN) incorporated with a special dynamic identification model are employed to identify the nonlinear system. Based on the identified model, local linearization compensation is used to deal with the unknown nonlinearity of the system. A time-delay-free inverse model of the linearized system and a desired reference model are utilized to constitute the feedback controller, which can lead the system output to track the trajectory of a reference model. Rigorous stability analysis for both the identification and the tracking error of the closed-loop control system is provided by means of Lyapunov stability criterion. Simulation results are included to demonstrate the effectiveness of the proposed scheme.     

一类广义时滞系统的极小极大控制

研究一类广义时滞系统的极小极大控制问题,目的是利用构造局部检验函数的方法设计极小极大控制器,使得在最坏的干扰下系统的性能指标上界极小.利用线性矩阵不等式(LM I)给出了广义时滞系统极小极大控制器存在的充分条件,讨论了闭环系统的容许性,并将所得结果推广到含有不确定性的广义时滞系统.最后以数值算例说明了所提出的控制器设计方法的有效性和可行性.     

不确定线性时滞随机系统的最优保性能控制

对一类具有状态时滞的不确定线性随机系统,研究了保性能状态反馈控制律的设计问题。采用线性矩阵不等式方法和伊藤公式,导出了保性能控制律的存在条件。进而,通过求解一个线性矩阵不等式约束的凸优化问题,提出了最优保性能控制律设计方法。最后用数值例子说明了该方法的有效性。     

Suboptimal Control for Discrete Linear Systems with Time-delay:A Successive Approximation Approach

A successive approximation approach for designing optimal controllers is presented for discrete linear time-delay systems with a quadratic performance index.By using the successive approximation approach,the original optimal,control problem is transformed into a sequence of nonhomogeneous linear two-point boundary value (TPBV) problems without time-delay and time- advance terms.The optimal control law obtained consists of an accurate feedback terms and a time-delay compensation term which is the limit of the solution sequence of the adjoint equations. By using a finite-step iteration of the time-delay compensation term of the optimal solution sequence, a suboptimal control law is obtained.Simulation examples are employed to test the validity of the proposed approach.