时滞非线性系统的采样迭代学习控制

针对一类输入时滞非线性系统, 提出了一种采样迭代学习控制算法, 该算法不含跟踪误差的微分信号, 给出了学习算法收敛的充分条件, 当不存在初始误差、不确定扰动时, 算法在采样点处能实现对期望输出信号的完全跟踪, 否则, 跟踪误差一致有界, 仿真结果表明了该算法的有效性.     

基于观测器的一类连续非线性系统的采样控制

首先使用反演方法分别设计了系统的连续时间状态反馈控制器、连续时间观测器和基于连续时间观测器的连续时间控制器. 接下来, 利用零阶保持法对连续时间状态反馈控制器进行离散化, 获得了状态反馈采样控制器; 利用零阶保持法对基于连续时间观测器 的连续时间控制器离散化, 获得了基于连续时间观测器的采样控制器; 利用Euler法对连续时间观测器离散化, 同时利用零阶保持法对控制器离散化, 从而获得了采样观测器和基于采样观测器的采样控制器. 本文论证了上述状态反馈采样控制器和基于连续时间观测器的采样控制器可以保证闭环系统渐近稳定, 而基于采样观测器的采样控制器可以保证被控对象的状态是有界的, 其最终边界依赖于设计参数与采样周期. 最后, 通过选择适当的采样周期, 完成了闭环采样控制系统的设计. 一个船舶航向控制的例子表明应用本文 所提方法设计出的三种采样控制器具有良好的控制效果.     

一类非线性时滞系统自适应控制研究

针对一类非线性时滞系统，本文提出一种自适应控制器的设计方案，采用backstepping和domination方法构建了一个无记忆自适应控制器。放松了对非线性时滞函数的要求(例如全局Lipschitz条件)，实现了对给定目标轨线的全局渐近跟踪，保证了闭环系统所有信号全局一致有界：基于Lyapunov—Krasoviskii泛函方法证明了闭环系统的稳定性。仿真结果说明了这种控制方法的可行性和优点。     

一类时滞切换系统的鲁棒控制

研究一类状态矩阵和控制输入矩阵同时具有不确定项的线性时滞切换系统的鲁棒控制器的设计问题。,利用多Lyapunov函数方法设计出状态反馈的鲁棒控制器,并设计出切换策略,证明闭环系统在给定的切换策略下在其平衡点处的渐近稳定性。最后通过MATLAB中的LMI工具箱进行仿真,仿真结果验证结论的有效性。     

一类非线性时滞系统的稳定化控制器设计研究

针对一类单控制滞后的非线性时滞系统,利用非线性状态变换的方法进行非线性变 换,得到一线性时滞系统模型;然后利用一带控制记忆的积分变换进行精确无滞后化变换,得 到一无滞后的线性能控标准型系统,从而利用分步设计的思想.实现非线性时滞系统的稳定 化控制.一数值例子的仿真研究说明了该方法的有效性.     

时滞系统的状态预测观测器及预测控制器设计

研究基于状态空间模型的时滞控制系统的状态预测观测器及最优预测控制器的设计问题。针对控制项含有时滞的系统，设计一种全维状态预测观测器，并将其用于时滞控制系统的最优状态预测反馈控制。通过该状态预测观测器可将闭环系统的时滞项移至系统闭环结构之外，从而使其优化控制规律完全可按无时滞系统进行设计。所给出的性能指标计算公式表明，该预测控制器关于二次型性能指标是次优的。     

基于观测器的非线性时变时滞系统自适应重复控制

针对一类未知时变时滞非线性系统,提出一种基于观测器的重复控制方案．采用线性矩阵不等式设计非线性观测器,所设计的控制律含有ＰＩＤ 反馈项,常值参数自适应律是微分差分型的,时变参数学习律是差分型的．在假设未知时变时滞、时变参数和参考输出的周期有已知的最小公倍数下,通过构造一个Ｌｙaｐｕｎｏｖ-Ｋｒａｓｏｖｓｋｉｉ型复合能量函数,证明了所有闭环信号有界且输出跟踪误差收敛．仿真实例表明了算法的有效性．     

一类非Lipschitz非线性系统全局渐近稳定观测器设计

本文讨论一类一致可测非线性系统全局渐近稳定观测器的设计.所讨论的非线性系统是非Lipschitz的,具有混合指数幂(指数幂大于1或小于1).所设计的观测器有两项齐次误差项,其中一项指数幂大于1,另一项指数幂小于1.此外,所设计的观测器结构简单.通过构造适当的齐次Lyapuonv函数证明了状态误差渐近收敛性.最后两个数值仿真实验验证本方法的有效性.     

一类非线性时滞广义系统的状态反馈控制

利用线性矩阵不等式(LMI),讨论了一类非线性时滞广义系统的状态反馈控制问题.通过对非线性映射Frechet导数的逆矩阵的估计,给出了系统渐近稳定的充分条件.这一条件与时滞相关,可归结为一个线性矩阵不等式的可解性.在LMI有解的条件下,可得到系统状态反馈控制器的参数表示.数值实例表明该方法是有效的.     

一类非线性系统的直接自适应控制器

针对带一类非线性参数系统的状态反馈自适应跟踪控制问题,通过设计一种新的李亚普诺夫函数--加权控制李亚普诺夫函数,由它作用于控制器和参数调整律,使之达到全局渐近跟踪从而满足控制指标。     

非线性采样系统指数稳定的新条件

研究了非线性采样系统的稳定性问题. 对以采样周期为参数的离散时间系统族, 证明了全局指数稳定的Lyapunov定理和逆定理. 分别基于系统的一般近似模型和Euler近似模型, 给出了闭环系统全局指数稳定的新条件. 与现有结果相比, 取消了Lyapunov函数全局Lipschitz连续的假设, 减弱了闭环系统全局指数稳定的充分条件.     

Asymptotic stabilisation of a class of nonlinear systems via sampled-data output feedback control

This article considers sampled-data output feedback control of a class of nonlinear systems in output feedback form. The underlying continuous-time controller is designed based on backstepping technique, employing a linear dynamic filter, and globally asymptotically stabilises the system. Rigorous analysis shows that when implemented with a sampling and zero-order hold device, the sampled-data version of the continuous-time controller semi-globally asymptotically stabilises the original system, given that the sampling period is smaller than a specific value, which depends on the initial values and nonlinearity of the system. Simulation results of a physical system are included in the end.     

一类非线性不确定时滞系统的混杂状态反馈H∞鲁棒控制

利用混杂状态反馈控制策略研究一类非线性不确定时滞系统的H∞鲁棒控制问题.假定在给定的控制器集合中有有限个备选的状态反馈控制器,并且每个单一的连续控制器都不能使系统具有鲁棒H∞性能.当控制器的增益矩阵已知时,基于单Lyapunov函数技术和凸组合条件给出控制器切换方案以确保非线性不确定时滞系统具有鲁棒H∞性能.当控制器的增益矩阵未知时,使用多Lyapunov函数技术得到了问题可解的另一个充分条件,同时还给出了混杂状态反馈H∞控制器的设计.     

Adaptive state feedback control for time-delay stochastic nonlinear systems based on dynamic gain method

This paper studies the adaptive state feedback control for p normal form time-delay stochastic nonlinear systems with unknown parameters by dynamic gain technique. The power order restriction is completely removed and tracking problem is further studied. Through the inductive design method, the virtual controllers are constructed in each step, and the corresponding dynamic gain is introduced to eliminate residual terms generated by the differential operator of Lyapunov–Krasovskii functional in the subsequent step, which is used to deal with the time-delay terms. The unknown parameters are addressed by the modified tuning function method. Based on the constructed adaptive controller, the boundedness of the tracking error and other state variables can be guaranteed. Especially, if the reference signal is zero, the state variables can converge to equilibrium almost surely. Finally, simulation results are presented to illustrate the effectiveness of the proposed method.     

具有未知上界时滞状态扰动的非线性系统自适应鲁棒镇定

讨论了一类具有时滞状态扰动的非线性系统的自适应鲁棒镇定问题.时滞状态扰动的上界是未知的.在控制中通过自适应律估计上界的值,并且利用估计值设计鲁棒控制器.基于Lyapunov-Krasovskii函数,证明了闭环系统具有一致最终有界意义下的鲁棒稳定性.最后通过一个数值例子的仿真验证了结论的正确性.     

Adaptive fuzzy observer backstepping control for a class of uncertain nonlinear systems with unknown time-delay

In this paper, a new adaptive fuzzy backstepping control approach is developed for a class of nonlinear systems with unknown time-delay and unmeasured states. Using fuzzy logic systems to approximate the unknown nonlinear functions, a fuzzy state observer is designed for estimating the unmeasured states. On the basis of the state observer and applying the backstepping technique, an adaptive fuzzy observer control approach is developed. The main features of the proposed adaptive fuzzy control approach not only guarantees that all the signals of the closed-loop system are semiglobally uniformly ultimately bounded, but also contain less adaptation parameters to be updated on-line. Finally, simulation results are provided to show the effectiveness of the proposed approach.     

Exponential stability of time-delay systems with nonlinear uncertainties

The global exponential stability and the exponential convergence rate for time-delay systems with nonlinear uncertainties are investigated. A novel exponential stability criterion for the system is derived using the Lyapunov method. These stability conditions are formulated as linear matrix inequalities (LMIs), which can be easily solved by various convex optimization algorithms. The issue of exponential stability for time-delay systems with nonlinear uncertainties using generalized eigen value problem (GEVP) approach remains open, which motivates this paper. Numerical examples are given to illustrate the usefulness of our proposed method.     

一类非线性时滞输出反馈系统的自适应控制

针对一类参数化非线性时滞输出反馈系统,提出了一种无记忆自适应跟踪控制器的设计方案.采用时滞滤波器估计系统状态,用Domination处理非线性时滞项,应用Backstepping技术设计控制器和参数自适应律.放宽了对时滞项的要求.通过构建一个Lyapunov＿Krasoviskii泛函,证明了闭环系统的稳定性,实现了对目标轨线的渐近跟踪,保证了所有信号一致有界.实例仿真说明了该方案的可行性.     

时滞系统的降维状态预测观测器及预测控制器设计

研究控制项含有时滞的线性系统的预测控制问题.利用被控对象的预测输出向量和系统的控制向量,设计了一种降维状态预测观测器,并将该状态观测器用于时滞控制系统的最优状态反馈控制中.利用该状态预测观测器可将闭环系统的时滞项移至系统闭环结构之外,从而最优控制规律完全可以按无时滞系统进行设计.由性能指标计算公式表明,该预测控制器关于二次型性能指标是次优的.     

一类具有匹配时滞状态扰动的非线性系统自适应鲁棒镇定

讨论了一类具有时滞状态扰动的非线性系统的自适应鲁棒镇定问题,所考虑的时滞状态扰动的上界与时变函数相关并且含有未知参数.通过自适应律估计未知参数,并且利用估计值设计了鲁棒控制器.同时,基于Lyapunov_Krasovskii函数,证明了闭环系统具有一致最终有界意义下的鲁棒稳定性.最后,通过一个数值例子的仿真验证了结论的正确性.