一类不确定非线性系统输出反馈扰动抑制

研究了一类带有不确定控制系数和依赖于不可测状态增长非线性系统的输出反馈扰动抑制问题。主要由于控制系数的不确定性,使得该控制问题不能用现有方法来解决。为了实现系统的扰动抑制目标,首先引入了高增益K-滤波器,进而构造了基于K-滤波器的状态观测器,然后利用反推技术设计了线性输出反馈控制器。通过选择恰当的设计参数,实现了L2-增益意义下的扰动抑制。     

基于反推方法的自适应内模原理的多输入多输出系统控制

研究了一类有未知扰动的多输入多输出系统的自适应输出反馈控制. 除控制系数的符号已知外,不需要其它未知参数的任何信息.通过综合应用反推、调节函数、SDU分解和估计参数,得到了控制器的设计. 所设计的控制器能够确保全局一致最终有界性.     

基于反推方法的自适应内模原理的多输入多输出系统控制

研究了一类有未知扰动的多输入多输出系统的自适应输出反馈控制．除控制系数的符号已知外，不需要其它未知参数的任何信息．通过综合应用反推、调节函数、SDU分解和估计参数，得到了控制器的设计．所设计的控制器能够确保全局一致最终有界性．     

一类不确定非线性系统基于Backstepping的自适应跟踪控制

研究了一类非匹配不确定性非线性系统自适应跟踪问题,在假设系统模型不确定参数未知时,结合Backstepping的递推方法和鲁棒控制技术,经过多步递推设计了输出反馈控制器和参数自适应控制律.通过控制参数调节,对存在非匹配不确定性和未知干扰的非线性系统实现了输出跟踪.基于Lyapunov稳定性理论所设计的控制器不仅使系统的输出跟踪给定的期望输出,而且使得系统对于所允许的不确定系统状态全局一致有界.与经典反演设计相比,本方案允许非参数化不确定性,增强了控制系统的鲁棒性.最后的仿真算例验证所设计控制方法的有效性.     

参数不确定异结构混沌系统的自适应同步控制

针对一类参数未知的不确定混沌系统,将自适应方法与非线性反馈方法相结合,实现了异结构混沌系统的自适应同步控制.基于Lyapunov稳定性理论,设计了自适应控制器和参数自适应律.采用所设计的自适应控制器和参数自适应律,在一定的条件下,可以实现参数不确定异结构整数阶混沌系统的大范围渐近同步.为了减小控制所需的能量,对控制系数k0引入自适应估计,优化控制系数.计算机仿真结果进一步验证了所设计方法的有效性和可行性.     

混沌系统的渐近跟踪控制器设计

目的设计Lorenz混沌系统渐近跟踪控制器,消除系统混沌现象,提高控制效果．方法基于微分几何方法中的同胚变换和状态反馈,对系统进行局部线性化处理,提出反馈控制律．在此基础上,设置跟踪目标,定义输出跟踪误差向量,设计系统渐进跟踪控制器．结果在所设计的反馈控制律作用下,系统输出实现了对给定信号的渐进跟踪,通过调整反馈强度,可改善跟踪速度．结论仿真结果表明,采用微分几何方法,可以使混沌系统输出渐近跟踪目标,即系统输出由初始混沌轨道转入非混沌轨道,最终进入目标轨道,且输出具有较好的暂态特性,同时可以灵活地调整反馈强度．     

二阶动力学系统的输出反馈模型跟踪

采用完全参数化的方法对二阶动力学系统基于输出反馈的模型跟踪进行设计.目标是使被控对象的输出渐近跟踪参考模型的输出,给出了控制器的存在条件,控制器的形式,同时基于一类二阶Sylvester矩阵方程的完全参数化解,将控制器的增益矩阵进行了完全的参数化.其参数化表达式中含有两组自由参数向量,为满足对系统性能的其它要求提供了可能.该参数化表达式直接利用原系统参数数据,仅包含n维矩阵变换.     

参数不确定混沌系统的动态面输出调节方法

针对一类严参数反馈形式混沌系统,研究含有未知参数向量的线性中性稳定外系统驱动下的输出调节问题.根据非线性系统输出调节问题可解的必要条件,将严参数反馈混沌系统的输出调节问题转化为镇定问题.在前n-1步递推中,通过采用动态面控制设计虚拟控制律,简化了控制律设计的复杂性;第n步应用内模原理,结合自适应技术,设计输出调节控制器.应用Lyapunov稳定性理论,证明跟踪误差全局一致终结有界.仿真结果验证了控制方案的有效性.     

随机多输入多输出系统的自适应神经网络控制

针对一类具有严格反馈形式的随机非线性多输入多输出系统的自适应神经跟踪控制问题,本文利用径向基函数神经网络的万能逼近性,结合自适应Backstepping设计方法,提出了一类新的自适应神经网络状态反馈控制器,并对该系统提出的控制器含有较少的参数问题,通过Lyapunov稳定性理论进行了稳定性分析和证明,并应用仿真算例进行验证,仿真结果表明,闭环系统的所有误差变量概率意义下有界,并使系统的输出收敛到参考信号的一个小的邻域范围之内。该研究对随机非线性多输入多输出系统的跟踪控制有一定的指导意义。     

一类不确定系统的鲁棒输出反馈跟踪控制

文章讨论了线性不确定系统的鲁棒输出渐近跟踪控制问题，给出了基于Lyapunov方程正定解存在性的输出反馈跟踪控制器的设计方法。该方法所设计的控制器对系统中所有允许的不确定性均使其输出能渐近跟踪所给定的参考信号，并使系统状态保持有界。     

一类不确定组合系统的鲁棒控制研究

文章针对具有非线性参数化的非线性组合系统的输出跟踪问题，采用滑模控制原理，构造了状态反馈鲁棒跟踪控制器，从而使系统输出能渐近跟踪给定的理想信号，并保证其状态是有界的。     

基于动态反馈的AUV水平面路径跟踪控制

针对离散自治水下机器人水平面的路径跟踪控制问题,利用水下机器人的位置和姿态角量测信息,提出神经网络自适应输出反馈控制器.所设计的控制器包括3部分,镇定水下机器人动态系统线性部分的动态反馈控制器;神经网络控制器,用来补偿水下机器人受到环境干扰引起的水动力系数变化的不确定非线性结构;补偿环境扰动和神经网络带来的重构误差的鲁棒控制器.基于离散非线性系统理论,对水下机器人水平面跟踪误差系统进行分析,得到系统的跟踪误差最终一致有界.所提出的控制方法具有对模型精确度要求低的优点,利用INFANTE水下机器人模型进行仿真分析验证了提出的控制算法的有效性.     

基于三步法的磁悬浮球系统控制研究

针对磁悬浮球系统存在的非线性、不确定性和和外界干扰问题,为使系统输出在跟踪期望位置轨迹变化时具有良好的动态品质,设计了三步非线性控制器。该控制器由类稳态控制、可变参考前馈控制和误差反馈控制组成,按固定顺序分步骤推导完成。三步非线性控制器推导过程简单明确,所获得的控制律结构层次清晰,并且避免了高阶非线性带来的多次微分问题。仿真实验结果表明,三步非线性控制器的跟踪速度快,超调量小,跟踪效果好,不存在抖振现象。     

板球系统的非线性摩擦补偿控制

为提高位置控制精度,提出了基于非线性观测器的板球系统摩擦非线性补偿控制方法。在扩展的系统状态空间中构造了非线性状态观测器估计摩擦力。由输入输出精确反馈线性化和最优控制理论设计了考虑摩擦补偿的镇定位置控制器。根据变结构控制理论设计了可精确消除摩擦的跟踪位置控制器。仿真结果说明了上述摩擦非线性补偿控制方法的可行性。镇定控制实验表明非线性摩擦补偿控制明显减小了稳态位置偏差。跟踪控制实验表明摩擦补偿控制明显提高了轨迹跟踪控制精度。     

机械臂非奇异快速终端滑模模糊控制

针对存在建模误差和外部干扰等大量不确定信息的机械臂轨迹追踪控制问题,提出带有自适应模糊系统的终端滑模控制方法. 该方法采用非奇异快速终端滑模面,使状态变量在滑动阶段具有全局快速收敛性;选取带有变系数的改进型双幂次趋近律,提高状态变量在趋近运动阶段的收敛速度,削弱控制器输出抖振;利用自适应多输入多输出（MIMO）模糊系统对系统模型以及外部干扰进行逼近,摆脱对具体模型信息的依赖,提高轨迹追踪精度和抗干扰能力. 通过构建Lyapunov函数证明系统的闭环稳定性和有限时间收敛性. 以Denso VP6242G串联机械臂为被控对象进行对比仿真和实验,结果表明所设计的控制器能有效提高轨迹追踪精度和抗扰动能力,并缓解控制器输出中的抖振现象.     

控制方向未知的非线性系统有限时间跟踪控制

研究了一类具有输入死区以及控制方向未知的严格反馈非线性系统有限时间输出反馈跟踪控制问题. 首先,通过坐标变换,将所研究的控制方向未知的非线性系统转化为控制增益已知的等效系统. 然后,设计了一个模糊状态观测器来逼近不可测的状态,引入Nussbaum函数来解决控制方向未知的困难. 基于模糊状态观测器,通过反步法利用变换后的系统间接得到原系统的控制器. 此外,该控制器可以保证跟踪误差在有限时间内收敛于原点的一个小邻域,且闭环系统中的所有信号都保持有界. 最后,通过一个仿真算例验证了该控制方法的可行性和有效性.     

基于GWO的永磁同步电动机Hamilton模型的混沌控制

针对永磁同步电动机中存在的不利于系统运行的混沌现象,利用Hamilton理论首先把永磁同步电动机模型转化为带扰动非线性项的严格耗散广义Hamilton系统模型,依据其模型特点进行了扰动补偿器及跟踪控制器的设计。针对广义Hamilton系统模型中非线性扰动项,设计了带有可调增益矩阵的扰动补偿器,并利用Lyapunov稳定定理证明了加入扰动补偿器后的系统是渐近稳定的。通过任意选取期望平衡点来修正Hamilton能量函数,并结合修正互联和阻尼控制的设计方法,设计了含待定系数矩阵的跟踪控制器,其中的待定系数矩阵为期望结构的修正矩阵。为了更好地增强系统的自适应能力,采用苍狼优化算法（GWO）寻求扰动补偿器中的最佳可调增益及跟踪控制器中的期望结构的修正矩阵的最佳系数,苍狼位置矢量由可调增益参数及修正矩阵的待定系数组成,苍狼捕猎的迭代过程实为有目的的待定参数寻优过程。为了验证以上控制方法的有效性,从系统期望输出、负载扰动输入及交直轴电压输入等3个方面出发,合理设计了相应的仿真比较实验。实验结果表明,被控后的系统混沌现象得到了抑制,系统能较好跟随期望输出,且具有一定的抗负载扰动及电压扰动的能力。同时也验证了苍狼优化算法协助设计控制器参数的有效性,克服了传统的依据经验设定参数的缺点,使参数依目标得到了较优的选择,一定程度上提高了系统自适应能力。     

On a novel non-smooth output feedback controller for the attitude control of a small float satellite antenna

A novel non-smooth controller of the second order double integrator system with a bounded disturbance is proposed, which stability is proved and which disturbance rejection capability is analyzed by MATLAB simulation experiments. The novel non-smooth output feedback controller and tracking differentiator are applied to control the azimuth servo system of the small floating satellite antenna. The MATLAB simulation and hardware in the loop simulation experiments are conducted. The experiment results validate that the non-smooth output feedback controller with stronger surge and sudden disturbance rejection capability can realize the stable azimuth servo control of the small floating antenna to ensure the communication between the target satellite and the antenna with high quality.     

机器人系统鲁棒轨迹跟踪控制器设计

针对机器人系统的轨迹跟踪控制问题,考虑实际系统中存在的不确定性,基于动态系统终值有界性引理,采用连续状态反馈的方法,设计出一种鲁棒轨迹跟踪控制器。仿真结果表明,此法设计的控制器对机器人系统的参数不确定性具有较好的鲁棒性,可保证不确定性存在情况下跟踪误差的终值有界性。