多变量非线性厚度-活套系统的鲁棒逆控制

针对典型的多变量、强耦合、不确定厚度-活套非线性系统.提出了一种基于逆系统理论的非线性解耦鲁棒控制策略.建市了厚度-活套非线性系统动态模型,应用该策略实现了厚度-活套系统的反馈线性化解耦,并针对伪线性系统的未建模动态和外界干扰推导了保证厚度系统鲁棒稳定性和鲁棒性能的约束条件,设计出抗干扰、鲁棒性强的反馈控制器.仿真效果表明鲁棒逆系统策略对厚度-活套多变量强耦合非线性系统控制的有效性.     

高超飞行器的再入非线性鲁棒控制

针对再入段高超飞行器非线性动力学模型存在不确定性和干扰,基于奇异摄动理论提出了鲁棒变结构+动态逆内外环解耦控制方法.为避免在线实时求逆,控制系统的外环基于简化的模型设计自适应滑模变结构控制律,通过反馈干扰观测器在线估计广义干扰量,实现角度的跟踪和闭环系统的稳定,抑止外来干扰.强耦合的姿态动力学内环采用动态逆跟踪角速度指...     

冷连轧机厚度和张力系统的多变量解耦鲁棒控制

针对冷连轧过程中多变量、强耦合、不确定的厚度和张力系统,提出了基于不变性原理解耦的H∞混合灵敏度鲁棒控制策略.建立了厚度和张力系统的动态耦合模型,应用不变性解耦原理实现了对厚度和张力系统的解耦,以减弱系统的耦合影响,并针对系统动态模型的参数摄动以及外部扰动等不确定性,采用H∞混合灵敏度方法设计了鲁棒控制器以保证系统的鲁...     

重复使用助推飞行器大调姿段控制器设计

针对常规飞行控制方法难以适用于重复使用助推飞行器(RBV)大调姿转弯飞行段强非线性、强耦合、大角度的问题,提出一种基于神经网络鲁棒自适应非线性动态逆的重复使用助推飞行器飞行控制策略.首先,充分考虑气动力系数随马赫数、攻角及侧滑角等变化的非线性特点,建立完整的重复使用助推飞行器非线性六自由度模型;其次,利用非线性动态逆控制实现重复使用助推飞行器系统的伪线性解耦;然后,利用单隐层神经网络来逼近系统模型不确定性所带来的动态逆误差,最后,利用鲁棒自适应控制来抑制外加干扰以及网络逼近误差.非线性仿真验证了该控制策略在大调姿转弯段的可行性和有效性,同时控制策略的设计方法物理概念清晰,易于工程实现.     

高超音速飞行器鲁棒控制研究

针对高超音速飞行器具有高度非线性、输入输出之间强耦合以及参数不确定等特点,提出了基于随机鲁棒设计的动态逆控制;这一控制方案基于系统控制需求,利用蒙特卡罗仿真方法建立目标函数,并通过遗传算法最优化系统设计参数,该控制方案将动态逆控制的非线性解耦控制能力与随机鲁棒设计的强鲁棒性结合,保证了飞行的纵向稳定性,改善了其控制性能;基于某常规高超音速飞行器纵向模型进行仿真验证,结果表明该方案能够满足系统控制需求且具有强鲁棒性。     

推力矢量飞机纵向鲁棒动态逆控制

针对推力矢量飞机大迎角飞行纵向控制,提出一种鲁棒动态逆方法。对时标分离非线性动态逆的内外回路控制结构进行修改,通过坐标变换得到一个弱非线性系统;然后对该系统模型的已知部分和不确定部分同时进行小扰动线性化,转化得到线性不确定系统;在此基础上利用??综合方法设计鲁棒控制器。该方法能够为非线性动态逆控制提供鲁棒稳定性和鲁棒性能保证,并可回避时标分离问题。仿真结果验证了所提出方法的有效性。     

基于支持向量机的非线性内模解耦控制

针对非线性内模控制在应用于多变量系统时逆模型难以建立的问题, 提出了支持向量机α阶逆系统的内模解耦控制方法. 该方法利用支持向量机辨识非线性系统的逆模型, 并将其串连在原系统之前, 运用逆系统方法的思想, 将一个多变量、非线性、强耦合的复杂系统通过反馈线性化解耦成多个相互独立的单输入单输出的伪线性复合子系统. 对求得的伪线性系统采用内模控制方法进行控制. 仿真试验表明该方法不需要系统精确的数学模型, 较一般的逆系统方法鲁棒稳定性好, 设计简单, 跟踪精度高, 是解决多变量非线性系统控制的一种可行的理论方法.     

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.     

含攻击角度约束的三维制导控制一体化鲁棒设计方法

针对具有攻击角度约束的STT飞行器对象,提出了一种三维制导控制一体化鲁棒设计方法.首先,基于某些可行性简化原则,推导出面向三维制导控制一体化设计的非线性数学模型.然后,针对一类多变量非线性系统,通过引入控制补偿项,提出了一种鲁棒动态逆设计方法.结合鲁棒动态逆和动态面控制方法,完成了制导控制一体化鲁棒算法的设计.仿真结果表明,所提出的三维制导控制一体化算法可保证飞行器的稳定飞行和精确制导,并且满足攻击角度的约束要求.此外,该方案具备针对参数不确定性和等效干扰的强鲁棒性能.     

基于神经网络的非仿射块控非线性系统动态反演控制

即使已知非仿射非线性系统的逆存在,利用隐函数定理求解该显式逆仍然非常困难.为此,针对一类不确定块控非仿射系统,将动态反馈、反演、神经网络和反馈线性化技术相结合,提出一种自适应鲁棒控制器的设计方法.利用神经网络来逼近和消除未知函数,并证明了整个闭环系统在李雅普诺夫意义下是稳定的.仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

具有输入齿隙的一类非线性不确定系统自适应鲁棒控制

针对一类具有未知输入齿隙、参数不确定以及未建模动态和干扰的非线性系统,设计了自适应鲁棒控制器.将齿隙非线性模型等价表示为具有有界建模误差的全局线性化模型,在此基础上设计了包含自适应模型补偿、反馈稳定和鲁棒反馈3部分的自适应鲁棒控制器,并给出了系统动态跟踪误差和稳态误差指标.理论分析证明,闭环控制系统信号有界且跟踪误差在任意期望的精度范围内,仿真研究验证了所提出方法的有效性.     

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.     

严格反馈随机非线性系统的鲁棒自适应逆最优跟踪

针对具有未知定常参数和标准Wiener噪声扰动的严格反馈非线性系统,结合参考信号,构造了误差系统,使用Backstepping算法设计了误差系统的自适应逆最优控制律和参数自适应律,进而解决了原系统的鲁棒自适应逆最优跟踪.     

共轴式无人直升机建模与鲁棒跟踪控制

针对共轴式无人直升机非线性、强耦合的动力学特性,本文提出了一种基于动态反馈线性化方法的鲁棒跟踪控制策略.首先根据叶素理论、Pitt-Peters动态入流模型、上下旋翼气动干扰分析建立了共轴式无人直升机的数学模型.然后对于高度-姿态子系统,通过扩展状态变量对其进行了动态反馈线性化,分析了零动态特性.根据内环期望跟踪特性对解耦后的子系统进行极点配置.通过设计鲁棒补偿器实现了对高度与姿态指令的鲁棒跟踪.在此基础上,针对水平面内的位置子系统设计了外环比例微分(proportional-derivative,PD)控制器以实现位置跟踪.最后,通过内环跟踪仿真验证了反馈线性化方法良好的解耦特性,通过干扰条件下的轨迹跟踪仿真验证了所设计控制器具有较好的控制性能与鲁棒性.     

液压活套多变量系统的建模及积分变结构控制

为了实现热连轧中活套高度与张力系统的解耦控制, 需对具有非线性、强耦合、不确定、多约束特性的活套系统建立工程上适用的数学模型. 通过对活套系统动态耦合过程的分析, 在工作点附件, 结合伺服阀和液压缸的模型, 建立起液压活套系统的动态数学模型. 采用积分滑模变结构多变量解耦控制策略以减弱系统的耦合影响, 提高控制效果. 仿真结果验证了本算法的有效性, 表明解耦后的活套控制系统可获得更好的控制效果.     

交直流并联输电系统的非线性鲁棒控制

针对含有常参数不确定性的交直流输电系统,使用自适应逆推方法设计了直流系统的非线性鲁棒控制器.基于该方法的设计,无需对原系统进行反馈线性化,并能保证闭环误差系统渐近稳定.设计过程表明逆推方法设计的控制器拥有更优越的性能.     

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.     

汽车转向/防抱死制动系统的非线性鲁棒协调控制

针对汽车转向系统和防抱死制动系统的协调控制问题,提出一种新的非线性鲁棒协调控制系统.该控制结构由转向控制器和制动控制器组成.为了改善整个系统的鲁棒性和协调性,根据汽车转向和制动非线性综合模型,基于Hamilton函数方法设计了汽车非线性鲁棒协调控制器.该控制器通过预置状态反馈完成系统的耗散Hamilton函数实现.设计了适用于复杂工况的制动力分配策略.仿真结果验证了所设计控制算法的稳定性和有效性.     

基于时变增益的临近空间飞行器鲁棒控制

临近空间飞行器具有多输入多输出、非线性、强耦合及参数不确定等特点,针对传统滑模控制方法应用于临近空间飞行器模型时存在的控制抖振问题,设计了一种可削弱控制抖振的非线性鲁棒控制方法.该控制方法利用滑模控制设计思路,针对速度及高度输出,结合动态逆方法分别设计解耦滑模面,同时利用Lyapunov稳定性概念设计时变的反馈增益,代替传统滑模控制方法中不连续的符号函数,有效的削弱了控制量抖振.仿真结果表明,该方法能够在削弱控制量抖振的同时,达到良好的跟踪性能和鲁棒性能,具有较好的应用价值.     

约束不确定非线性系统的鲁棒优化镇定

针对状态和输入约束不确定非线性仿射系统,提出一种鲁棒镇定的优化控制器设计方法.基于弱鲁棒控制Lyapunov函数概念,构造一个参数可调控制器.再利用LaSalle定理和逆优化理论,验证该控制器的鲁棒镇定性和逆最优性.进一步,采用滚动优化原理在线计算控制器的可调参数,实现闭环系统的鲁棒优化镇定.最后对一个开环不稳定振荡器系统进行鲁棒优化镇定,其结果验证了文中方法的有效性.