非线性控制系统的几何理论——研究进展情况

从以下几个方面对近年来非线性控制系统的几何理论的研究进展情况做了简要的概述 (1)奇异系统 ,(2 )一般的非线性系统 ,(3)最优控制 ,(4 )不确定性系统 ,(5 )状态空间的几何结构对非线性系统的影响     

一类非线性系统的线性化方法研究

介绍了非线性系统转换为线性系统的条件,提出了非线性系统线性化的一种简便方法。运用Simulink构建参数未知的非线性对象及其自适应控制律的数学模型,并对其仿真结果进行了研究,证明了本文提出的非线性方法的可行性。     

一类非线性系统的鲁棒故障诊断

基于未知输入观测器设计和等价控制的概念，讨论了一类非线性系统传感器故障的鲁棒故障诊断问题．首先引入若干积分变量对该类非线性系统进行扩雏；然后针对扩维后的系统设计基于变结构的未知输入观测器：最后，由等价控制的概念直接重构得到传感器故障．仿真结果表明等价控制能够较好地重构传感器故障。     

非线性动态控制系统的全局调节

考虑非线性动态控制系统的全局调节问题，提出了一种状态反馈调节系统，使非线性系统是全局稳定，当稳定状态误差为0时，系统的解有界，这反映了实际系统要求在完成跟踪任务的同时，系统的内部能正常运行，此外，在给定的假设下利用不变流形理论，得到了非线控制系统的全局调节问题使状态反馈可解的充分必要条件，对于非线性系统的局部问题，使非使性系统满足，系统稳态误差为0时，系统的解是渐近稳定的，它意味着在解决调节问题的同时，系统内部也趋稳定，应用结果表明，该反馈调节方法适用于控制具有参数及结构不确定的非线性控制系统。     

一类具有时延和数据包丢失的网络非线性控制系统

考虑了一类同时具有网络诱导时延和数据包丢失的网络非线性控制系统的稳定性问题.把数据包丢失看成一种特殊的网络时延,利用全阶状态观测器作为对时延和数据包丢失的补偿,定义一个新的状态变量,得到了具有时延和数据包丢失的网络非线性控制系统的模型.通过构造李雅普诺夫函数,利用线性矩阵不等式的知识,给出了此类系统渐近稳定的充分条件,...     

一类非线性系统的子空间预测控制

基于组合建模思想,处理非线性系统的建模问题,并将子空间预测控制推广到一类非线性状态空间模型描述的系统,首先将非线性受控对象进行输入输出线性化处理,然后辩识等价的线性模型,最终对此线性对象应用高级控制策略,当实际对象与线性化环节失配时,受空过程＋一化环节不具备理论上的线性关系,存在鲁棒性问题,通过数字仿真,验证在有失配的民政部下所建议方法的有铲性及鲁棒性     

一类非线性系统的鲁棒故障诊断

基于未知输入观测器设计和等价控制的概念,讨论了一类非线性系统传感器故障的鲁棒故障诊断问题.首先引入若干积分变量对该类非线性系统进行扩维;然后针对扩维后的系统设计基于变结构的未知输入观测器;最后,由等价控制的概念直接重构得到传感器故障.仿真结果表明等价控制能够较好地重构传感器故障.     

一类带有时延的非线性网络控制系统的镇定

研究了一类非线性网络控制系统的镇定问题。利用一种新方法描述通讯网络有限传输能力所导致的时延,由T-S模糊模型和平行分布补偿技术建立了带有时延的非线性网络控制系统的模型。通过采用Lyapunov方法和线性矩阵不等式技术,得到了系统随机稳定的充分条件,并给出镇定控制器的设计方法。     

一类非线性微分系统的分支问题

借助奇点理论对光滑函数芽(单变量分支问题)在强接触等价群作用下的分类,研究了一类非线性二阶系统边值分支解的存在性和分支解的个数等问题.在一定条件下给出了这类系统的平衡解的局部分支性态,包括分支解的存在性和分支解的个数.     

一类执行器饱和非线性Hamilton网络控制系统H_∞控制器设计

研究了一类执行器饱和非线性Hamilton网络控制系统H∞状态反馈控制器设计问题。该类网络控制系统中存在不确定的网络时延及丢包,待设计的控制器受到饱和因素的约束,且系统的外部扰动范数有界但统计特性未知。结合Hamilton系统结构特性,当网络时延和连续丢包有界时,将网络时延和连续丢包转化为时变时滞,应用Lyapunov-Krasovskii稳定性理论来分析和设计H∞控制器,使其满足H∞性能指标,控制器中的未知参数通过求解不等式来确定。算例分析与仿真验证了方法的有效性。     

不确定非线性网络控制系统的鲁棒保性能控制

针对一类非线性网络控制系统中存在数据丢包、时滞和量化误差等问题,通过引入扇形不确定性的方法来描述对数量化器的量化误差,并基于T-S模糊控制理论,建立起整个闭环系统带有范数有界参数不确定性的新的数学模型.在此模型基础上,通过Lyapunov稳定性定理,给出了使系统具有一定性能的鲁棒保性能控制器的设计方法,该控制器可以通过求解一组线性矩阵不等式得到.最后,通过数值仿真验证了所提方法的有效性.     

基于初态学习的非仿射非线性系统的开闭环PD型迭代学习控制

针对非仿射非线性系统,提出了新的学习控制算法,即初态未知情况下系统的输入和初态都需要进行学习的开闭环PD型迭代学习控制,并给出了该算法的收敛性充分条件.初态学习允许系统在每次迭代开始时有一定的定位误差,不严格要求其初态与期望初态重合或固定于某一具体位置上.该算法允许初态在收敛性条件范围内任意设置,从而保证了学习控制系统具有初始定位误差的鲁棒收敛性.依据此收敛性条件,可确定输入学习律及初态学习律的学习增益.利用压缩映射分析方法,证明了系统在任意初始状态下经过迭代后,其输出能够完全跟踪期望轨迹.该算法解决了初始值未知情况下的收敛性问题,且放宽了收敛条件,并通过仿真结果验证了所提算法的有效性.     

非线性挠性结构的输出反馈变结构控制

针对在挠空间结构中挠性模态不可测的特点,仅利用输出信息设计结构控制器。把模态截断所引起的模型不精确以及非线性部分均当作模型的未知部分,采用了多个滑动平面切换的方式,先以较小的趋近时间到达一个滑动平面,在该平面上滑动一段时间,再趋向于另一个平面,以加快收敛速度,最后,具体卫星模型的仿真表明 ,该方法具有很好的控制效果。     

基于非线性分离模型的预测控制及其应用

针对实际非线性过程控制的复杂性,提出了一种非线性分离模型用于描述非线性动态过程,在此基础上提出了一种基于非线性分离模型的预测控制方法.所提方法在海洋温度差发电装置及浆液混合控制的实际应用结果,证实了其可行性和有效性.     

基于非线性控制的异结构混沌同步控制

针对一种新的三维连续自治混沌系统的异结构同步控制进行了研究．基于Lyapunov稳定性理论，设计出一种确保系统渐近同步的非线性控制器；并且在此基础上采用参数自适应控制策略对系统中不确定的参数进行估计．从理论上证明了在系统参数未知或结构不确定时，能够实现新混沌系统和Lorenz混沌系统之间性能良好的异结构混沌同步控制，同时识别出未知参数．数值模拟结果进一步验证了所提方案的有效性．     

基于非线性控制的异结构混沌同步控制

针对一种新的三维连续自治混沌系统的异结构同步控制进行了研究.基于Lyapunov稳定性理论,设计出一种确保系统渐近同步的非线性控制器;并且在此基础上采用参数自适应控制策略对系统中不确定的参数进行估计.从理论上证明了在系统参数未知或结构不确定时,能够实现新混沌系统和Lorenz混沌系统之间性能良好的异结构混沌同步控制,同时识别出未知参数.数值模拟结果进一步验证了所提方案的有效性.     

非线性变结构不确定连续系统的反馈控制

针对具有变结构且对象未知的单输入单输出的非线性系统模型的特点，基于自适应模糊，提出了一种具有投影功能的新型“扩张状态观测器”．该方法能有效跟踪变结构非线性系统的各阶状态变量，拓宽了非线性状态误差反馈控制器和自抗扰控制器的应用范围，同时给予了稳定性证明．最后，通过数值仿真验证了方法的可行性和有效性．     

Guaranteed cost sampled-data control for uncertain nonlinear time-varying delay system

The robust guaranteed cost sampled-data control was studied for a class of uncertain nonlinear systems with time-varying delay. The parameter uncertainties are time-varying norm-bounded and appear in both the state and the input control matrices. By applying an input delay approach, the system was transformed into a continuous time-delay system. Attention was focused on the design of a robust guaranteed cost sampled-data control law which guarantees that the closed-loop system is asymptotically stable and the quadratic performance index is less than a certain bound for all admissible uncertainties. By applying Lyapunov stability theory, the theorems were derived to provide sufficient conditions for the existence of robust guaranteed cost sampled-data control law in the form of linear matrix inequalities (LMIs), especially an optimal state-feedback guaranteed cost sampled-data control law which ensures the minimization of the guaranteed cost was given. The effectiveness of the proposed method was illustrated by a simulation example with the asymptotically stable curves of system state under the initial condition of x(0)=[0.679 6 0].     

一类复杂非线性系统的鲁棒模型跟踪控制

针对一类具有耦合特性复杂互联非线性系统的鲁棒模型跟踪控制问题,对互联非线性系统控制问题进行了论述,讨论了基于反馈线性化方法的系统模型跟踪控制方法,提出了基于H∞控制理论的鲁棒控制方案以克服扰动影响,并针对子系统之间的耦合影响设计了协调控制器,实现整个互联系统的镇定。通过三相电弧炉电极调节系统的鲁棒模型跟踪方案的设计及仿真,表明该方法可以克服耦合及扰动影响,实现各相系统的鲁棒模型跟踪控制。     

一种基于非线性变换的脉冲噪声有源控制算法

由于脉冲噪声的冲击特性,经典的有源噪声控制算法的性能显著降低。针对对称α稳定分布的脉冲噪声,提出了一种基于Sigmoid函数的非线性变换算法,解决了因脉冲噪声幅值过大所引起的稳定性问题,并对该算法的收敛条件进行了分析。在理论分析的基础上,对该算法进行了仿真研究。仿真结果表明,对于不同的α值,该算法均能取得较好的降噪效果。