基于结构奇异值μ综合的热轧带钢AGC鲁棒控制

基于鲁棒结构奇异值μ理论, 建立了热轧带钢AGC的鲁棒控制模型, 把AGC系统中分散的摄动集中成一个对角阵进行描述, 分析了μ综合控制在热轧带钢中的摄动抑制机理, 应用鲁棒稳定与鲁棒性能准则约束条件, 设计了热轧带钢AGC μ控制器．仿真结果表明μ综合控制能有效地抑制AGC系统中的摄动, 对模型不确定性具有很好的鲁棒性.     

自适应鲁棒控制系统——稳定性和鲁棒性

本文以目前发展较快的自适应控制和鲁棒控制为基础,提出了一种将两者结合起来的自适应鲁棒控制系统。文中首先利用参考模型和可调系统匹配的条件推出了自适应规律,然后研究了该自适应律用于实际系统时的稳定性和鲁棒性。理论分析及应用的结果表明,这种自适应鲁棒控制系统的动态品质和鲁棒性优于参考模型自适应控制系统和鲁棒控制系统,有一定的应用价值。     

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.     

区域极点约束非脆弱鲁棒飞行控制器设计

研究飞行控制系统性能优化问题,针对区域极点约束条件下飞行控制系统非脆弱鲁棒控制器设计,飞控系统含有外部扰动,为了保证飞控系统的鲁棒性和响应品质,提出用模型参数摄动和加性控制器增益摄动的鲁棒控制,根据线性矩阵不等式理论,给出了非脆弱鲁棒控制器的可解性条件.同时为保证系统具有良好的动态特性,将闭环极点配置在复平面上指定的圆盘区域内.并用鲁棒控制和极点配置结合,给出满足鲁棒性、非脆弱性、干扰抑制性能和动态响应特性的控制器进行仿真.仿真结果表明控制器系统满足多目标控制要求,证明方法的可行性和有效性.     

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. 建立了厚度–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.     

多不确定性战术导弹鲁棒控制器设计研究

研究了包含多种不确定性的战术导弹鲁棒控制器设计问题;首先介绍了μ分析与μ综合理论,给出了通过D-K迭代设计鲁棒控制器的方法;进而通过分析系统中存在的多种不确定性及其对受控系统的影响、建立包含多种不确定的被控对象、引入合适的评价权函,得到了扩展的广义受控系统,利用Matlab鲁棒控制工具箱设计了战术导弹俯仰通道鲁棒控制器;最后通过数值仿真,验证了设计的鲁棒控制器满足系统设计的性能指标要求,并且对系统中存在的多种不确定性和扰动具有较强的鲁棒性。     

精馏塔H∞非脆弱鲁棒控制的研究

指出了对精馏塔采用高阶常规鲁棒设计的控制器进行降阶所得控制器具有脆弱性,不能保证设计要求的鲁棒性,精馏塔在设计范围内摄动时,系统出现渐扩发散现象.提出将精馏塔控制器摄动转化为被控对象摄动.给出了不需要控制器降阶的精馏塔H∞非脆弱鲁棒PI控制器设计方法.对MIMO精馏塔系统,给出了可简化求解过程的PI控制器形式.讨论了精馏塔非脆弱鲁棒控制不确定性权函数和性能权函数的选择,求解了H∞非脆弱鲁棒PI控制器.仿真结果表明,该精馏塔控制系统具有较好的适应性.     

BTT导弹横侧通道H∞鲁棒控制器设计研究

考虑到BTT导弹存在较大的耦合和不确定性,传统频域控制理论以及三通道独立设计方法不再适用于自动驾驶仪的设计.为此,研究了BTT导弹横侧通道H∞鲁棒控制器的设计问题,用以抑制不确定性、外来扰动以及通道间耦合给系统带来的不利影响.首先分析了H∞鲁棒控制器设计中存在的关键问题,包括不确定性的分析及加权函数的选择;然后通过建立包含未建模不确定的被控对象、引入加权函数,得到了扩展的广义受控系统,利用Matlab鲁棒控制工具箱设计了BTT导弹横侧通道的H∞鲁棒控制器;最后通过仿真验证,表明设计的H∞鲁棒控制器具有良好的控制性能和鲁棒性.     

先进战斗机控制系统鲁棒性评估

发展了一种基于Monte Carlo方法的评价控制系统鲁棒性能的方法;提出了鲁棒度的定义,给出了具体的系统鲁棒性量化指标及计算方法;它能直观并且定量地得到系统在任意给定性能水平下的鲁棒度数值,从而可对不同控制系统鲁棒性能的优劣做出比较,得到更为全面真实的系统鲁棒性能的评价结果;并通过仿真验证了所提出的控制系统鲁棒性评估算法的有效性.     

磁耦合谐振无线电能传输系统的输出鲁棒控制

磁耦合谐振无线电能传输系统的负载和谐振参数会因为受到外界环境的影响而发生变化, 系统工作频率发生随机漂移, 导致模型参数存在不确定性. 针对参数不确定下的输出鲁棒控制问题, 本文基于H_∞控制理论, 应用Matlab鲁棒控制工具箱设计H_∞控制器, 并基于结构奇异值法分析了闭环系统的鲁棒稳定性与鲁棒性能. 结果表明, 在H_∞控制器的作用下, 实现了闭环摄动系统的输出鲁棒控制, 并为此类高阶非线性不确定闭环系统提供了一种通用的控制器设计方法.     

预测控制系统的鲁棒性分析*

预测控制的强鲁棒性已在过程控制领域中引起了广泛的注意,本文在对鲁棒性作出定义后,用定量分析的方法说明:预测控制在出现模型失配时鲁棒性优于传统最优控制的主要原因,是由于它增加了对未知模型失配进行预测的功能。     

柔性系统的最小时间鲁棒时滞滤波器设计

本文提出了一种最小时间鲁棒时滞滤波器控制,来提高柔性系统的时间最优控制的 鲁棒性．这种最小时间鲁棒时滞滤波器控制方法与其扩展系统传统的时间最优控制是一致的 ,这种等价性提供了验证最小时间鲁棒时滞滤波器最优性的理论方法,即所求得的解是否满 足Pontryagin 最小值原理．仿真结果进一步表明了这种最小时间鲁棒时滞滤波器的优越性 ．     

Adaptive control with optimal robust tracking

The problem of optimal robust tracking in two-parameter adaptive control systems under non-linear time-varying unmodelled dynamics is examined. A new robust stability criterion is derived for analysing the robustness of adaptive control systems with non-linear time-varying model errors. Based on the concept of excess robustness and the theory of the minimum H^∞norm, a simple and feasible design algorithm is presented to synthesize a two-parameter adaptive controller which ensures that adaptive control systems can achieve the object of optimal robust tracking in the presence of non-linear time-varying unmodelled dynamics. Simulation results that demonstrate features of the two-parameter adaptive controller with optimal robust tracking in the light of the design algorithm are included.     

Two-degree-of-freedom dead-beat control system with robustness: multivariable case

A design procedure for two-degree-of-freedom (TDF) dead-beat controllers for multivariable systems is presented. Based on the parametrization of all stabilizing TDF controllers, a minimal-time dead-beat control system with optimal robustness is constructed for an arbitrary reference input. The optimal robustness is achieved under the constraint of robust tracking. A comparison of a TDF system with a one-degree-of-freedom (ODF) system reveals that, under the same robustness criterion, the optimal robustness of the TDF system is always superior to that of the ODF system irrespective of its settling time. It is also shown that the optimal robustness of the ODF system becomes identical to that of the TDF only when the settling time of the ODF system goes to infinity. Some numerical examples are given to illustrate the theoretical results.     

Open-loop and closed-loop robust optimal control of batch processes using distributional and worst-case analysis

The recognition that optimal control trajectories for batch processes can be highly sensitive to model uncertainties has motivated the development of methods for explicitly addressing robustness during batch processes. This study explores the incorporation of robust performance analysis into open-loop and closed-loop optimal control design. Several types of robust performance objectives are investigated that incorporate worst-case or distributional robustness metrics for improving the robustness of batch control laws, where the distributional approach computes the distribution of the performance index caused by parameter uncertainty. The techniques are demonstrated on a batch crystallization process. A comprehensive comparison of the robust performance of the open-loop and closed-loop system is provided.     

基于稳健设计的SGNS算法的超参数调优方法

通常给定超参数的若干取值选取性能最大的为最优组合(称为直接选优法),但是此方法的稳健性差。为此,提出了一种基于稳健设计的超参数调优方法(称为稳健调优法)。具体地,以SGNS算法中的超参数调优为例,在词语推断任务上实验并得出:经方差分析得到SGNS算法中的七个超参数中的五个对算法预测性能有显著影响,确定为主控因子,其余两个确定为噪声因子,且主控因子中有三个对性能估计的方差有显著影响,因此,调优中仅从期望最大来直接选优是不合理的;稳健调优法与直接选优法两者在预测性能上没有显著差异,但稳健调优法对噪声因子具有较好的稳健性。稳健调优法对一般的深度神经网络的调参有实际的借鉴意义。     

鲁棒性项目调度中缓冲设置方法

研究应对不确定因素的鲁棒性项目调度, 针对其所用时间缓冲区技术中的两种重要方法——集中缓冲和STC (starting time criticality) 分散缓冲, 采用仿真模拟实验, 以项目管理库中的帕特森例1 为对象, 进行详细的比较研究. 研究结果表明, 分散缓冲法具有更好的解鲁棒性; 当活动时间的不确定性程度较大时, 集中缓冲法的质量鲁棒性较好; 当项目工期较紧时, 分散缓冲法具有更好的鲁棒性. 这些研究结论为管理者在特定的项目环境下选择合适的缓冲方法提供了决策依据.     

Uniting local and global controllers for uncertain nonlinear systems: beyond global inverse optimality

This paper provides a solution to a new problem of global robust control for uncertain nonlinear systems. A new recursive design of stabilizing feedback control is proposed in which inverse optimality is achieved globally through the selection of generalized state-dependent scaling. The inverse optimal control law can always be designed such that its linearization is identical to linear optimal control, i.e. optimal control, for the linearized system with respect to a prescribed quadratic cost functional. Like other backstepping methods, this design is always successful for systems in strict-feedback form. The significance of the result stems from the fact that our controllers achieve desired level of ‘global’ robustness which is prescribed a priori. By uniting locally optimal robust control and global robust control with global inverse optimality, one can obtain global control laws with reasonable robustness without solving Hamilton–Jacobi equations directly.