具有零动态仿射非线性系统控制Lyapunov函数的构造

研究具有零动态仿射非线性系统控制Lyapunov函数的构造问题.提出通过求解一个Lyapunov方程获得可线性化部分的二次型控制Lyapunov函数.由可线性部分的控制Lyapunov函数和零动态部分的Lyapunov函数,通过构造一个正定函数,得到了整个系统的控制Lyapunov函数,且设计了可半全局镇定整个闭环系统的控制律.仿真实例说明了所提出方法的有效性.     

一类非线性系统控制Lyapunov函数的构造

The construction of control Lyapunov functions for a class of nonlinear systems is considered. We develop a method by which a control Lyapunov function for the feedback linearizable part can be constructed systematically via Lyapunov equation. Moreover, by a control Lyapunov function of the feedback linearizable part and a Lyapunov function of the zero dynamics, a control Lyapunov function for the overall nonlinear system is established.     

一类非线性系统输出反馈的半全局实用镇定

研究了一类含有未知参数的非线性系统的半全局实用镇定问题,通过系统线性部分和零动态部分的Lyapunov函数构造了整个系统的Lyapunov函数,据此设计了使系统半全局实用稳定的状态反馈和动态输出反馈,且证明了只要未知参数不改变系统的相对阶,那么控制器是鲁棒的.仿真实例说明了所提出方法的有效性.     

一类非线性系统的输出反馈半局鲁棒镇定

从半局镇定角度研究了一类非线性系统的输出反馈镇定问题,这类系统具有较强的非线性增长特征.利用高增益观测器,把非分离设计原则应用于输出反馈半局镇定控制器设计.在不需系统具有一个一致完全可观状态反馈控制器情况下,给出了输出反馈控制器的设计方法.对任意给定紧子集,所设计的反馈控制器使闭环系统是渐近稳定的且吸引域包含指定的紧子集.最后的仿真实例说明了设计方法的有效性.     

r阶鲁棒稳定性与零动态非渐稳单人单出系统的静态分叉控制镇定

研究零动态非渐稳的单输入单输出控制系统的局部近镇定问题,讨论了对这种系统镇定的设计方法,并对一类满足条件（Ｓ）的系统,利用静态分叉控制结果,提供了构造反馈控制函数使上述系统局部渐近镇定的方法。该方法也可看作是静态分叉控制在某些情况下的一种简化。     

一类不确定非线性系统的输出反馈半全局镇定

研究了一类不确定非线性系统的输出反馈半全局镇定问题. 不同于现有文献,本文研究的控制系统具有更强的非线性和未知控制系数,这增加了设计输出反馈控制器的难度. 基于反推方法和输出反馈占优方法,设计了输出反馈半全局控制器. 通过选取适当的设计参数,该控制器可以保证闭环系统的半全局渐近稳定. 仿真实例验证了理论结果的有效性.     

非最小相MIMO非线性系统的自适应鲁棒控制

针对一类非最小相不确定非线性系统,提出了一种自适应鲁棒控制器．首先,通过等价坐标变换将该非线性系统变换为零动态稳定的等价系统．然后利用鲁棒无源原理和李亚普诺夫原理对等价系统设计出自适应鲁棒控制器,并证明闭环等价系统是渐近稳定的．最后利用本文提出的方法进行实例设计,结果表明,它是稳定这类非最小相非线性系统的新方法．     

非线性非最小相位系统的控制研究综述

非线性非最小相位系统是指具有不稳定零动态或内部动态的非线性系统, 其本身固有的非最小相位特性限制了许多常规非线性控制方法(如反推控制、反馈线性化、滑模控制等)的直接应用. 因此, 非最小相位系统的控制比最小相位系统要困难得多, 是控制理论与工程应用中具有挑战性的课题之一. 本文综述了目前非线性非最小相位系统的研究成果, 着重介绍了非最小相位系统的成因、特性、 理想内模求解等问题, 并对其镇定、轨迹跟踪及路径跟踪等控制方法进行了分析比较. 最后, 讨论了非线性非最小相位系统研究领域中尚存在的问题, 并对其未来发展方向进行了展望.     

带有不确定性参数的多变量非线性系统的半全局实用镇定

研究一类含有零动态和不确定性参数的多输入多输出非线性系统的镇定问题,通过构造一个组合Lyapunov函数,对非线性动态部分设计了一个控制器可半全局实用镇定整个闭环系统的平衡点.仿真实例说明了所采用方法的有效性.     

A Stable Output Feedback Position Control With Integral Action For Robot Manipulators

In this paper, the problem of robust regulation of robot manipulators using only position measurements is addressed. The main idea of the control design methodology is to use an observer to estimate simultaneously the velocity and the modeling error signal induced by model/system mismatches. The controller is obtained by replacing the velocity and the modeling error in an inverse dynamics feedback by their estimates, which leads to a certainty equivalence controller. The resulting controller has a PID‐type structure which, under least prior knowledge, reduces to the PI₂D regulator studied in [20]. Moreover, the controller is endowed with a natural antireset windup (ARW) scheme to cope with control torque saturations. Regarding the closed‐loop behavior, it is proven that the region of attraction can be arbitrarily enlarged with high observer gains only, thus we prove semiglobal asymptotic stability. Our result supersedes previous works in the direction of performance estimates; specifically, it is also proven that the performance induced by a saturated inverse dynamics controller can be recovered by our PID‐type controller. In this sense, our work reveals some connections between PID‐type and inverse dynamics controllers.     

Error function scheme for Burgers' equation

The present paper is devoted to the development of a new scheme to solve the one-dimensional time-dependent Burgers' equation locally on sub-domains, using similarity reductions for partial differential equations. Each sub-domain is divided into three grid points. The ordinary differential equation deduced from the similarity reduction can be integrated and is then used to approximate the flux vector in the Burgers' equation. The arbitrary constants in the analytical solution of the similarity equation can be determined in terms of the dependent variables at the grid points in each sub-domain. This approach eliminates the difficulties associated with boundary conditions for the similarity reductions over the whole solution domain. Numerical results are obtained for two different test cases and are compared with other numerical results.     

不确定离散时间系统鲁棒稳定控制

根据Lyapunov稳定性定理,针对不确定离散时间系统鲁棒稳定状态反馈控制问题,提出一种方法,即通过不确定矩阵秩1分解,计算加权矩阵,沿用线性最优调节器问题的Riccati代数方程,设计鲁棒稳定调节器,并讨论了控制矩阵的不确定程度与鲁棒稳定调节器的存在性关系问题.     

具有输入饱和的非线性关联大系统的分散控制

考虑了一类具有输入饱和的不确定非线性关联大系统的分散输出反馈鲁棒镇定问题,利用Riccati方程的方法和矩阵的Moore-Penrose逆给出了这类系统的一种分散输出反馈鲁棒镇定控制器的设计方法.同时,考虑了一类具有输入饱和的不确定非线性相似关联大系统,利用相似系统的结构特点,简化了分散输出反馈鲁棒镇定的条件.     

自抗扰控制对边界带有干扰的非线性sine-Gordon方程的镇定

本文讨论边界具有内部不确定和外部扰动的非线性sine-Gordon方程的镇定问题. 为处理sine-Gordon方程中的非线性项, 文章给出一个新的总扰动观测器在线估计未知扰动, 并通过自抗扰控制方法, 设计一个控制器使得在反馈控制中实时补偿(消除)总扰动. 闭环系统被证明适定的并且受控系统是指数稳定而扰动观测器是有界的. 数值模拟说明提出方法的有效性.     

带有时变不确定性的线性系统族的同时镇定

本文考虑了具有时变不确定性的线性系统族的状态反馈同时二次镇定问题,这个问题能更全面地刻划考虑系统的不确定性,并将其转注多个ｙａｐｕｎｏｖ方程的同一解的问题,最后给出一个数值算例。     

基于内流动力学的海洋输油柔性立管鲁棒边界控制

海洋输油柔性立管的振动是引起立管疲劳破坏的主要原因,对其研究边界控制是消除振动疲劳、减少断裂的有效方法.本文引入内流动力学,完善了立管原始无穷维分布参数模型,更好地表达了柔性立管的动力学响应.为抑制柔性立管在内外流激励下的振动奠下基础,本文用Lyapunov直接法对柔性立管系统的稳定性和状态一致有界性进行了证明,设计了边界控制器调节柔性立管的振动,其中控制器使用了符号函数来消除不确定性环境扰动对振动控制效果的影响,提高了系统的鲁棒性.仿真实验表明本文所设计的控制算法有效地减少了柔性立管的振动偏移量.