摄动双积分系统的时间-燃料次优反馈控制

本文研究了摄动双积分系统的时间－燃料最优控制问题，用理想双积分系统时间－燃料最优切换线的改进形式，构造了摄动双积分系统的反馈控制律，证明了闭环系统的鲁棒收敛性。算例表明，反馈控制律与最优控制律具有相近的控制结果。     

输入饱和的双积分系统的复合时间最优控制

针对典型的有输入饱和的双积分环节或系统的时间最优控制问题,建立了双积分环节的传递函数和状态空间方程两种数学模型,设计双积分环节的闭环时间最优控制律;对时间最优控制在系统存在干扰和不确定性存在条件下出现的振颤现象进行分析;基于对振颤问题的分析,提出一种对时间最优控制的改进,即一种复合控制方法,当输入作用时,系统先由时间最优控制律控制,当误差达到预定值限,控制律由时间最优控制律切换到另一种线性控制律。采用了比例微分控制律,来解决时间最优控制的振颤问题,响应时间达到最优,并解决振颤问题。     

双积分系统的鲁棒控制研究

研究开环不稳定的球杆系统的建模和控制,针对建模复杂以及运行过程中参数变化,并存在不确定性因素、不易控制的问题。为简化建模过程以及提高系统的控制性能,提出以拉格朗日微分方程方法建立模型以及鲁棒H∞控制方法对系统进行鲁棒控制,建立了其简洁而符合实际的模型,提高了系统的控制性能与鲁棒性。结果证明,拉格朗日建模方法简单有效,能改善系统的控制性能以及鲁棒性,并能在航空航天、无人机、海底车辆控制等方面具有良好的实用价值。     

参数摄动系统的鲁棒LQ反馈控制

本文研究了不确定系统的鲁棒LQ反馈控制器的综合问题.对于具有线性有界实参数摄动的系统,首先把不确定系统的鲁棒LQ综合问题转化成N个确定系统的联立LQ综合问题.并据此提出了相应的综合算法.理论分析和实例计算结果表明所提出的方法具有较广的应用范围和较少的保守性.     

基于Maclaurin展开的时间绝对误差积分次优时滞系统设计

根据经典时间绝对误差积分（ITAE）最优系统标准型,给出了ITAE最优时滞系统的期望模型;利用Maclaurin展开技术,讨论了ITAE次优时滞系统的设计方法,并就ITAE次优和最优的三阶系统进行了频域和时域比较.论文最后给出了基于ITAE次优时滞系统的PID和超前滞后补偿器设计实例.阶跃响应、负载扰动以及参数鲁棒性方面的比较研究表明,本文方法能够获得十分满意的性能指标.     

输入饱和下的非线性积分系统的全局有限时间镇定

针对一类非线性积分系统, 利用有限时间控制技术, 提出了一种输入饱和情况下的全局有限时间控制方案. 首先, 基于有限时间 Lyapunov 稳定性理论, 设计镇定系统的全局有限时间递归控制器. 然后,将该递归控制器与饱和函数结合得到饱和控制器. 数学上严格证明了在该饱和控制器的作用下, 闭环系统满足全局有限时间稳定性. 仿真结果验证了该方法的有效性.     

非线性系统的鲁棒采样最优控制

采样系统控制作为一种数字控制的直接设计方法,近年来引起了广泛的重视,另一方面系统的时域约束在工业控制中是不可避免的。利用实用稳定性理论,研究了具有输出约束的一类非线性系统的鲁棒采样最优控制问题,结果表示为一些矩阵不等式,最后给了出了一个迭代算法。     

不确定离散时间系统的复合非线性反馈积分滑模控制

针对不确定离散时间系统,提出一种基于离散复合非线性反馈的积分滑模(DCNF-ISM)控制策略,并将该算法应用于扰动下的磁盘跟踪问题.该算法由离散复合非线性反馈(DCNF)控制律与积分滑模(ISM)控制律两部分组成,其中DCNF控制律用于保证系统具有较好瞬态性能,基于改进的离散趋近律设计的ISM控制律用于保证系统鲁棒性.基于Lyapunov稳定性理论对本文提出的控制策略的稳定性进行了推导证明,证明了离散时间系统的一致最终有界性.仿真结果表明,本文提出的控制策略能保证系统在扰动下仍然能够精确跟踪给定的参考信号,与传统的DCNF控制相比,该算法能够保证系统具有响应速度快超调量小、鲁棒性强等优点.     

非线性时滞系统次优控制的逐次逼近法

对状态变量含有时滞的非线性系统的次优控制问题进行了研究，提出了一种次优控制的逐次逼近设计方法．针对由最优控制理论导出的既含有时滞项又含有超前项的非线性两点边值问题，构造了其解序列一致收敛于原问题最优解的非齐次线性两点边值问题序列．从而将两点边值问题解序列的有限次迭代结果作为系统的次优控制律．仿真结果表明了所提出方法的有效性．     

Suboptimal Robust Stabilization of Discrete-time Mismatched Nonlinear System

This paper proposes a discrete-time robust control technique for an uncertain nonlinear system. The uncertainty mainly affects the system dynamics due to mismatched parameter variation which is bounded by a predefined known function. In order to compensate the effect of uncertainty, a robust control input is derived by formulating an equivalent optimal control problem for a virtual nominal system with a modified costfunctional. To derive the stabilizing control law for a mismatched system, this paper introduces another control input named as virtual input. This virtual input is not applied directly to stabilize the uncertain system, rather it is used to define a sufficient condition. To solve the nonlinear optimal control problem, a discretetime general Hamilton-Jacobi-Bellman (DT-GHJB) equation is considered and it is approximated numerically through a neural network (NN) implementation. The approximated solution of DTGHJB is used to compute the suboptimal control input for the virtual system. The suboptimal inputs for the virtual system ensure the asymptotic stability of the closed-loop uncertain system. A numerical example is illustrated with simulation results to prove the efficacy of the proposed control algorithm.      

控制系统l~1优化设计最优解的存在性和次优解

本文初步研究了控制对象有z平面单位圆上零极点时l~2优化设计问题解的存在性,指出在此种情况下l~1优化问题的最优解不一定总是存在。提出了解存在性的判别定理。在最优解不存在时给出了次优解的求取方法。     

参数不确定统一混沌系统鲁棒最优控制

针对含有参数不确定性的统一混沌系统,基于鲁棒最优控制理论,提出了一种简单的线性状态反馈控制策略.该策略给出了系统渐进稳定的充分条件,并可以通过求解线性矩阵不等式(LMI),快速有效地求得系统反馈的控制增益,利用Lyapunov方法证明了闭环系统的稳定性.仿真结果验证了所提出的控制策略的有效性.     

离散广义系统的H2次优控制

研究了离散广义系统的H2次优控制问题，进行了离散广义系统H2范数的时域分析，得到了该系统的H2范数界的一个矩阵不等式的充分条件，进一步给出了H2次优控制器设计。     

对DES实行优化控制的一种方法

对一类离散事件系统(DES),本文分析了其影响加工效率的因素,提出了优化控制的指标,并根据局部优化与全局优化相结合的原则提出了一种次优控制的方法,计算复杂度的分析表明了它的可行性和有效性,计算机仿真结果表明优化的闭环DES有一个从动态到静态最终稳定的过程,但只有当生产过程进入程序化生产后总加工效率才能随生产的进行而不断提高.     

一种基于最速控制的二次积分系统的非线性控制方法

考虑到系统的鲁棒性和动态抗干扰能力,在二次积分系统最速控制的基础上,提出了一种二次积分系统的非线性控制分析、设计方法。理论分析和仿真表明,这种非线性控制具有很好的控制效果和鲁棒性;同时,通过对控制器形式的修正,对其他一些线性或非线性二阶系统也有比较广泛的适用性。     

离散时间线性系统最优控制的遗传算法实现

本文提出了求解控制变量受区间约束情形的离散时间线性系统最优控制的遗传算法,在遗传算法框架下给出了离散时间线性系统最优控制问题可行解的编码及初始化方法,设计了选择、交叉、变异等遗传算子,并对初始化方法及各种遗传算子的可行性给出理论分析。     

一种求解最速控制时间的方法

针对跟踪系统中最速控制问题,采用牛顿法,给出了一种求解最速控制时间的方法,为最速控制理论应用于工程实践提供了一种新的途径。     

基于数据的网络化系统最优控制

针对网络介入导致的系统动态复杂性增加及建模困难等问题,提出了基于数据驱动控制的思想,独立于系统模型设计控制器。利用在线获取的系统输入/输出当前数据和历史数据,分别构造系统的输入数据矩阵和输出数据矩阵,建立两者之间的线性关系,获得当前采样时刻系统的Markov参数,将该参数代入到Markov参数形式表示的Riccati方程解中,获取最优控制增益。同时利用输入与输出之间的线性关系,构造一个控制器状态观测器,利用估计的控制器状态参与计算最优控制律。最后,在Truetime1.5和Matlab仿真平台上验证了提出的控制器是有效的。