一类具有L∞范数有界扰动的非线性系统鲁棒控制

首先针对不确定非线性系统,基于L∞范数定义了鲁棒稳定化和鲁棒跟踪控制问题.然后利用反馈线性化技术和Lvapunov方法,设计了相应的鲁棒控制器.仿真结果验证了控制器设计的正确性.     

一类非线性微分代数系统的L2-增益分析及状态反馈∞控制

分析了一类非线性微分代数系统的L₂增益, 并讨论了一类状态反馈H_∞控制问题. 在一定条件下给出了控制器的设计, 并保证了闭环指数为 1且零解渐近稳定.     

一类非线性系统的H∞鲁棒控制

考虑了一类带有扰动的仿射非线性系统的H∞控制问题,包括状态馈与动态输出反馈两种情形,我们基于HJI不等式的转换,直接给出了相应解的一种构造以及一种构造性判据,从而避免了通常的从数值求解HJI不等式的困难。     

离散H∞滤波系统最优范数计算的特征值算法

基于Riccati方程解的存在条件,建立了离散系统H_∞滤波问题的最优范数γopt与相关的Hamiltonian差分方程一阶特征值,以及矩阵广义特征值问题一阶特征值之间的对应关系.根据这一关系可以用求解特征值问题的算法计算最优H_∞范数.由于仅需计算一阶特征值,所以可用扩展Wittrick-Williams算法求解这一问题.     

L∞准则的最大误差图像压缩算法

目的 传统的图像压缩算法大多是基于L₂准则的,但是该方法不能够精确控制每一点的误差,因此提出基于L_∞准则约束的最大误差图像转换压缩算法。该算法能够保证重构的每一点的误差都在给定的范围内。方法 首先利用图像像素点之间的相似性,将图像分解成若干不重叠子块。然后对原始图像的每一子块分别进行完全的转换变换,并存储需要保留的转换系数。最后通过保留的转换系数重构原始图像。结果 实验结果表明,不同分辨率的图像,最适宜的分块大小不相同,随分辨率的增大而增大。结论 与已有的基于L_∞准则约束的最大误差转换压缩算法相比,该算法可以提高图像压缩比和重构质量,并且具有更快的压缩速度。     

一类不确定非线性系统的鲁棒H∞控制

在一种工程应用背景之下, 考虑了一类非线性系统的鲁棒H_∞ 控制问题, 不确定性范数有界, 基于HJI不等式研究了状态反馈控制器设计问题, 使得闭环系统满足H_∞ 干扰抑制性能要求.     

不确定串联非线性系统H∞鲁棒自适应控制(英文)

针对一类含有未知参数和干扰的非最小相位串联非线性系统,结合H_∞控制和自适应控制方法并利用李雅普诺夫函数递推设计方法设计了状态反馈H_∞自适应控制器,避免了求解Hamilton-Jacobi-Isaacs不等式设计控制器的困难.该控制器不仅保证闭环系统ISS(input-to-state)稳定,而且使得系统对于所有允许的参数不确定从干扰输入到可控输出的L₂增益不大于给定的值.最后,给出了一个仿真例子,仿真结果充分表明了所设计的控制器的可行性和有     

非线性不确定系统的H∞滑模控制

对于一类具有不满足匹配条件干扰的非线性不确定系统, 定义了H_∞ 滑模控制问题Q1.通过状态变换和状态反馈以及干扰重定义, 提出了线性系统的滑模干扰抑制问题Q2. 问题Q2 可以通过解Riccati不等式得以解决. 在一定的假设条件下, 证明了可以通过解Q2 获得Q1问题的解. 最后给出了保证滑模存在的控制律. 单机无穷大系统励磁控制的计算机仿真结果表明了该方法的有效性.     

具有时滞的奇异系统H∞控制

针对具有时滞的奇异系统H_∞输出反馈控制问题, 利用Lyapunov泛函方法, 得到闭环系统稳定且具有H_∞-范数界γ的充分条件, 基于相应的LMI可行解给出了动态控制器显式表示. 最后, 数值例子表明了该方法的正确性.     

时变不确定离散时滞系统的H∞鲁棒控制

研究了一类线性不确定离散时滞系统的H_∞鲁棒控制问题,其时变不确定项是范数有界的,但无需满足匹配条件.基于线性矩阵不等式 (LMI)方法,得到了可H_∞鲁棒镇定的一个充分条件.通过求解一个特定的线性矩阵不等式,即可获得H_∞状态反馈控制器.具体算例说明了该方法的有效性.     

高超声速飞行器非线性鲁棒控制律设计

高超声速飞行器具有模型非线性程度高、耦合程度强、参数不确定性大、抗干扰能力弱等特点,其自主控制具有较大的挑战.论文提出了一种基于鲁棒补偿技术和反馈线性化方法的非线性鲁棒控制方法.文中首先采用反馈线性化的方法对纵向模型进行输入输出线性化,实现速度和高度通道的解耦和非线性模型的线性化.针对得到的线性模型,设计包括标称控制器和鲁棒补偿器的线性控制器.基于极点配置原理,设计标称控制器使标称线性系统具有期望的输入输出特性,利用鲁棒补偿器来抑制参数不确定性和外界扰动对于闭环控制系统的影响.基于小增益定理,证明了闭环控制系统的鲁棒稳定性和鲁棒跟踪性能.相比于非线性回路成形控制方法,仿真结果表明了所设计非线性鲁棒控制算法的有效性和优越性.     

一类不确定非线性系统的鲁棒自适应轨迹线性化控制

针对一类不确定非线性系统,研究了一种新的鲁棒自适应轨迹线性化控制方案.利用径向基神经网络的在线逼近能力以及被控对象分析模型的有用信息设计一种径向基神经网络干扰观测器来估计系统中存在的不确定性.观测器输出用于设计补偿控制律抵消不确定性对系统性能的影响,鲁棒自适应控制律用于克服逼近误差.采用Lyapunov方法严格证明了在自适应调节律作用下闭环系统所有误差信号最终有界.最后利用倒立摆系统验证了新方法的有效性.     

基于反馈线性化同步伺服电机鲁棒跟踪控制

为了保证具有不确定非线性的PM同步伺服电机驱动系统的稳定性,确保闭环系统的输出准确跟踪期望输出并减少不确定项对该驱动系统的影响,利用Lyapunov稳定性理论,设计了一种基于反馈线性化的鲁棒跟踪控制器,并作了相应的仿真研究。仿真结果表明,该控制器不仅确保闭环系统的输出按指数规律跟踪期望输出,而且保证闭环系统状态的一致最终有界。该控制器设计简单,易于实现,具有很好的实用性。     

Adaptive Control of a Nonlinear Prototypical Wing Section with Reduced Order Observer

This paper treats the question of control of an aeroelastic system with unknown parameters using output feedback. The equations of motion of the chosen aeroelastic system describe the plunge and pitch motion of a wing. A single trailing edge flap is used for the purpose of control, and plunge displacement and pitch angle are measured for feedback. Using a canonical representation of the aeroelastic system, reduced order filters are designed to obtain the unmeasured state variables. Then based on a backstepping design technique, adaptive control laws for the trajectory control of the pitch angle and the plunge displacement are derived. In the closed-loop system, the state vector is shown to converge asymptotically to zero. Simulation results are presented which show that regulation and trajectory following are accomplished in the closed-loop system in spite of large uncertainties in the structural and aerodynamic parameters of the model.     

A NOTE ON ROBUST STABILIZATION OF FEEDBACK LINEARIZABLE SYSTEMS

The problem of robust stabilization of nonlinear systems with feedback linearizable nominal part and norm-bounded nonlinear uncertainties is investigated. Necessary and sufficient conditions are obtained for robust stabilization of such systems. A design procedure is developed which combines feedback linearization technique and quadratic stabilization via linear feedback to achieve robust global asymptotic stability. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

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。     

Nonlinear Adaptive Close Formation Control of Unmanned Aerial Vehicles

This paper treats the question of formationflight control of multiple unmanned aerial vehicles (UAVs). Inclose formation the wing UAV motion is affected by the vortexof the adjacent lead aircraft. The forces produced by these vorticesare complex functions of the relative position coordinates ofthe UAVs. In this paper, these forces are treated as unknownfunctions. For simplicity, it is assumed that the UAVs have autopilotsfor heading-, altitude-, and Mach-hold in the inner loops. Anadaptive control law is derived for the position control of thewing aircraft based on a backstepping design technique. In theclosed-loop system, commanded separation trajectories are asymptoticallytracked by each wing aircraft while the lead UAV is maneuvering.It is seen that an overparametrization in the design is essentialfor the decentralization of the control system. These resultsare applied to formation flight control of two UAVs and simulationresults are obtained. These results show that the wing UAV followsprecisely the reference separation trajectories in spite of theuncertainties in the aerodynamic coefficients, while the leadaircraft maneuvers.