具有干扰的非线性系统的一种线性化方法

对具有干扰的非线性系统,给出了一种线性化方法,通过状态反馈和干扰前馈变换,将非线性系统变换为等价的伪线性系统,给出了线生化的具体算法,并通过实例将非线性系统线性化,该法是不含干扰非线性系统反馈精确线性化方法的推广,具有更广泛的实用性。     

非线性系统线性化的最优性

本文探讨了非线性系统状态反馈线性化问题,并讨论了非线性系统最优调节器的逆问题,在此基础上,研究了非线性系统状态反馈线性化的最优性,给出了一类非线性系统线性化综合的一个最优性指标。数值仿真验证了本文提出方法的正确性。     

电力系统非线性励磁控制器设计

给出了单机－无穷大系统的各种非线性模型,使用直接反馈线性化理论对各种模型进行了励磁控制规律设计,并对所得的各种控制规律和控制效果进行了综合分析,指出精确线性化的两种模型的控制规律等价,控制效果相同。     

非线性系统线性化的微分几何法

本文讨论了非线性系统的完全线性化问题。利用微分几何理论，通过非线性状态反馈和非线性坐标变换，使得非线性系统被变换成精确的线性化系统。     

基于反馈线性化H∞方法的UPFC非线性鲁棒控制器

针对一类基于电压源换流器(VSC)的FACTS装置在电力系统中面临的不确定性和干扰问题,以统一潮流控制器(UPFC)为例,基于反馈线性化H∞理论设计非线性鲁棒内部控制器.采用状态反馈精确线性化方法将考虑外干扰的UPFC五阶仿射非线性系统转化为一个线性系统,根据线性H∞理论设计线性鲁棒控制律,并通过预反馈映射得出原UPFC系统的非线性鲁棒控制律.在4机12节点电力系统中将所提控制器与传统PI控制器进行仿真对比,结果表明所提控制器在多种外部干扰下都具有良好的鲁棒性,可以更好地提高UPFC安装点附近电网的暂态稳定性和功率振荡抑制能力.     

两种非线性系统反馈线性化方法的比较研究

对非线性控制系统的直接反馈线性化方法与微分几何反馈线性化方法进行了比较研究。首先介绍了这两种非线性控制系统反馈线性化方法。在此基础上研究了两种非线性控制系统反馈线性化方法之间的内在联系,着重对运行ＤＦＬ方法与微分几何反馈线性化方法对非线性控制系统实行反馈线性化时的线性化条件进行了比较。     

基于Liapunov-Schmidt方法的局部静态分叉控制

针对某一类非线性系统(在临界情况下,其线性化系统具有单个的零特征根),讨论了局部静态分叉控制问题．首先,证明了临界非线性系统的局部静态分叉控制和局部稳定性之间的等价性;然后,利用LS方法对原非线性系统进行约化,导出一个低阶的系统,在一定的条件下,此低阶系统与原系统的稳定性一致;最后,对约化后的低阶系统实施合适的局部状态反馈,使其局部渐近稳定,易知原非线性系统也局部渐近稳定．从而实现了非线性系统的局部静态分叉控制．     

基于Liapunov-Schmidt方法的局部静态分叉控制

针对某一类非线性系统(在临界情况下,其线性化系统具有单个的零特征根),讨论了在其分叉点邻域的局部静态分叉控制问题。首先,证明了临界非线性系统的局部静态分叉控制和局部稳定性之间的等价性,把局部静态分叉控制问题转化为相对简单的局部稳定性问题;然后,利用Liapunov-Schmidt方法对原非线性系统进行约化,导出一个低阶的系统,在一定的条件下,此低阶系统与原系统的稳定性一致;最后,再对约化后的低阶系统实施合适的局部状态反馈,使其局部渐近稳定,易知原非线性系统也局部渐近稳定,从而实现了此非线性系统的局部静态分叉控制。这里,对于这类非线性系统(在临界情况下,其线性化系统具有单个的零特征根),其渐近稳定性的判别不需要特别复杂的判别方法。     

多输入非线性系统的状态反馈线性化

采用微分几何方法研究非线性系统的精确线性化问题.文中对多输入非线性系统导出了一套构造微分同胚和反馈变换的新方法,解决了已有方法所存在的可线性化判别条件复杂、验证相应条件十分困难等问题。同时,对于某一多输入非线性动力学模型,给出了采用本文所提方法进行线性化的算例,验证了文中所提方法的有效性和实用性。     

一类不确定非线性系统控制器设计

研究了不确定仿射性非线性系统的控制器设计问题。首先通过状态变换和具有反馈的输入变换,将不确定非线性系统线性化;然后基于李亚普诺夫直接法,对不确定性满足匹配条件时,给出了不确定非线性系统的鲁棒控制器设计;最后给出设计实例。     

非线性控制系统的全局可镇定

研究了非线性控制系统的全局可镇定问题。采用状态反馈变换,保证了非线性系统是反馈严格无源的。寻找反馈控制律,利用无源性原理和极限集理论,给出了非线性控制系统全局可镇定的充分条件。实例结果表明:非线性控制系统是全局可镇定的。     

三相电弧炉电极调节控制系统的鲁棒自适应控制

讨论了基于反馈线性化的鲁棒控制方法在在非线性系统控制中的应用.应用基于微分几何的反馈线性化方法将单相电极调节系统等价为完全可控线性系统,考虑三相耦合及弧长扰动的影响,设计了鲁棒自适应控制器,进行了MATLAB仿真.结果表明,基于反馈线性化鲁棒控制方法,可以有效克服三相耦合和弧长扰动的影响,在电弧炉电极调节系统控制中有一定的潜力.     

CMAC神经网络用于一类不确定MIMO非线性系统的鲁棒自适应反馈线性化

在已知标称系统的基础上,将CMAC神经网络用于一类状态反馈可线性化的多输入多输出（MIMO）不稳定连续时间非线性系统的鲁棒自适应反馈线性化,使系统获得要求的跟踪性能。在很弱的假设条件下,应用李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统内的所有信号为UUB（一致最终有界）。仿真算例进一步验证了算法的正确与有效。     

欠驱动陀螺摆系统的非线性控制

欠驱动机械系统是一类构成系统的广义坐标维数多于控制输入维数的非线性系统.本文针对欠驱动陀螺摆系统,利用非线性控制方法分别设计了摇起和平衡控制器.运用部分反馈线性化方法设计了摇起控制器,利用精确反馈线性化方法和近似线性化后的LQR方法设计平衡控制器.两个控制器通过切换装置实现转换.最后通过仿真试验验证了控制器的可行性.     

非线性控制及其先进控制策略

介绍了非线性控制技术和几类先进控制策略的基本原理；综述了Lyapunov方法和反馈线性化方法(包括微分几何方法、直接反馈线性化方法和Backstepping方法)与智能控制策略(包括模糊控制、神经网络控制)及与滑模控制、自适应控制、鲁棒控制和预测控制的综合应用。最后指出了非线性控制的发展趋势。     

Research on nonlinear attitude control algorithm for upper stage during multi-satellite disposing

For the issues of attitude strong coupling and the increments of attitude errors of upper stage during multi-satellite disposing,a three-axis stability nonlinear attitude control algorithm via feedback linearization is presented.By the definitions of coordinates and the attitude angle during multi-satellite disposing,the attitude dynamics and kinematics equations with Euler angles described are built.And the equations are equivalently linearized based on feedback linearization theory.A three-axis nonlinear predictive control algorithm is designed and the system robustness is analyzed.An example of mathematical simulation is completed using the Matlab/Simulink environment.Simulation results showed that the control algorithm has good disturbance rejection,rapidity,stability and robustness.     

非线性系统线性化综述(英文)

非线性系统的线性化是设计非线性系统控制的强有力工具.这一方法已经在飞行器控制、电力系统的安全控制、化学反应器控制、经济系统、生物学系统和机器人控制等领域得到广泛应用.本文阐述了非线性系统线性化的发展历史以及有深刻意义的结果.首先回顾从非线性系统的近似线性化到精确线性化的发展.主要内容包括Poincare线性化、系统能通过状态反馈线性化的充要条件和算法.然后介绍各种不同的线性化方法：动态反馈线性化,近似线性化,Carleman线性化等.本文主要目的是对非线性系统线性化的历史,现状和一些重要问题进行一个较完整全面的介绍,从而提供从事线性化理论与应用研究的基础.     

输入-输出非线性反馈线性化方法在飞控系统中的应用

应用基于微分几何的反馈线性化方法对飞机非线性方程进行了输入/输出反馈线性化处理,在此基础上设计了飞行轨迹跟踪控制方案,对飞机纵向自动着陆的控制系统做了数字仿真,并对参数摄动和风干扰进行了鲁棒性验证,得到了比较满意的结果.