不确定遥操作系统带干扰观测器的自适应控制

遥操作系统受到不同类型的不确定性因素影响, 这些不确定性会降低系统的透明性, 甚至会使得系统不稳定. 本文提出了一种带干扰观测器的自适应控制器(adaptive controller with disturbance observer, ACWDO) 用来处理遥操作系统中同时受到的外部干扰和内部动力学参数不确定性. 首先建立了受外部干扰的遥操作系统的非线性动力学模型; 然后分别对主机器人和从机器人设计非线性干扰观测器用来对外部干扰进行估计和补偿; 之后在干扰观测器基础之上分别对主机器人和从机器人设计自适应控制器用来处理内部不确定的动力学参数; 最后再将所设计的ACWDO融入到四通道遥操作系统结构中. 理论分析和仿真结果表明, 所设计的控制器可以取得良好的位置跟踪和力跟踪效果, 确保了遥操作系统的透明性.     

一类不确定对象的扩张状态观测器

利用观测器形式的跟踪一微分器,对形如ｘ＾（ｎ）＝ｆ（ｘ,ｘ,．．．Ｘ＾（ｎ－１）,ｔ）＋Ｗ（ｔ）的不确定系统给出了“扩张状态观测器”。只要适当选取观测器中的非线性函数和相应参数,它能很好地跟踪一批不确定对象的扩张状态。     

基于观测器的不确定时滞系统的鲁棒控制

研究不确定线性时滞系统的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器设计问题,其中不确定性是时变的、不要求满足匹配条件。通过构造增广系统,利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性理论,获得了该不确定系统存在状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器的充分条件,同时给出了相应的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器。所得结论推广并改进了已知的一些结果,并通过实例说明了其有效性。     

不确定系统的不确定项观测器设计

为了克服常规用不确定项的界估计来设计控制器带来的保守性和动态性能差的弊端,本文就连续的和离散的不确定系统,分别提出了不确定项的观测器设计方案.通过引入分布和离散加权平均的概念,对这两种观测器的观测误差精度进行了分析估算,从数学上证明了所得的观测值在加权平均意义下是无偏的.此外,通过适当选择观测器反馈增益,可以得到满意的误差估计精度.把该方法应用到一个控制系统中,仿真结果表明所提出的观测器能很好的估计不确定项和改进闭环系统动态性能.     

一类线性不确定组合系统的鲁棒控制器和观测器设计*

本文研究了一类带有结构不确定性的线性组合系统的鲁控制器和观测器设计问题,文中给出一种设计分散控制器和分散观测器的方法,其中状态反馈增益 观测器增益阵由两个黎卡提议方程的解给出。     

不确定动态时滞系统的基于观测器的鲁棒镇定设计

本文研究不确定动时滞系统的基于观测器的鲁棒镇定问题。利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性理论,导出了通过求解两个Ｒｉｃｃａｔｉ方程的状态观测器和线性鲁棒控制器的设计方法。     

基于动态递归神经网络的一类非线性不确定系统的自适应观测器

针对一类非线性不确定系统,当其状态不可测时,在基于动态递归神经网络的观测器中,对用来抑制不确定性、保证观测器鲁棒观测的控制项进行恰当的设计。仿真结果证实了该设计的有效性。     

不确定线性控制系统的实用稳定性

本文利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数和Ｒｉｃｃａｔｉ矩阵方程研究不确定线性控制系统的实用稳定性,文中首先建立了一个比较原理,然后对不确定性线控制系统的实用稳定性得到了一个判据,文中定义了一类更广泛的容许集,文中给出了一个例子以说明本文主要的应用方法。     

不确定时滞系统基于观测器的鲁棒控制器设计

研究了不确定线性时滞系统的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器设计问题，其中不确定性是时变的，通过构造增广系统，利用线性矩阵不等式方法，获得了该不确定系统存在状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器的充分条件，同时给出了相应的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器，所给示例说明了本文方法的设计步骤和有效性。     

不确定多变量系统控制的多模型设计方法及其在造纸机控制中的应用

本文用有限个时不变模型描述不确定多变量系统,给出了一种鲁棒控制器频域设计方法,使得由控制器和任一模型构成的单位反馈系统都达到闭环的稳定性、渐近调节和跟踪、弱相互耦合以及期望的瞬态特性.该方法应用于造纸机的多种纸张的定量和水份控制,获得了令人满意的效果.     

An almost necessary and sufficient condition for robust stability of closed-loop systems with disturbance observer

The disturbance observer (DOB)-based controller has been widely employed in industrial applications due to its powerful ability to reject disturbances and compensate plant uncertainties. In spite of various successful applications, no necessary and sufficient condition for robust stability of the closed loop systems with the DOB has been reported in the literature. In this paper, we present an almost necessary and sufficient condition for robust stability when the Q-filter has a sufficiently small time constant. The proposed condition indicates that robust stabilization can be achieved against arbitrarily large (but bounded) uncertain parameters, provided that an outer-loop controller stabilizes the nominal system, and uncertain plant is of minimum phase.     

不确定时变时滞系统稳定性的Riccati方程法

讨论了不确定时变时滞系统的基于观测器后次稳定性问题,有两类不确定性被讨论,利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性定理及范数不等式,我们证明了几个关于二次稳定性的定理,通过求解Ｒｉｃｃａｔｉ方程可以获得系统可二次稳定的状态反馈控制器,最后,通过实例验证了上述结果。     

基于状态观测器的一类非线性系统的模糊鲁棒控制

利用T－S模型对一类非线性不确定系统进行模糊建模,在此基础上研究模糊鲁棒观测器及模糊状态鲁棒控制器的设计,并证明所设计的模糊鲁棒观测器和模糊状态鲁棒控制器具有全局渐近稳定性质。     

An approximate inverse system for nonminimum-phase systems and its application to disturbance observer

This paper proposes an approximate inverse system for nonminimum-phase dynamical systems based on the least-square approximation method. The nonminimum-phase systems are approximated by minimum-phase systems. The proposed formulation is applied to the disturbance observation problems for multivariable nonminimum-phase systems with arbitrary relative degrees. The disturbances, which are assumed bounded, are the combination of the external disturbances, the nonlinearities and the model uncertainties of the system. The estimation error of the disturbances is controlled by the design parameters. Furthermore, the accuracy of the estimation also depends on the frequencies of the disturbances. Simulation results show the effectiveness of the proposed method.     

Adaptive fuzzy fault-tolerant output feedback control of uncertain nonlinear systems with actuator faults

This article develops an adaptive fuzzy control method for accommodating actuator faults in a class of unknown nonlinear systems with unmeasured states. The considered faults are modelled as both loss of effectiveness and lock-in-place (stuck at unknown place). With the help of fuzzy logic systems to approximate the unknown nonlinear functions, a fuzzy adaptive observer is developed for estimating the unmeasured states. Combining the backstepping technique with the nonlinear tolerant-fault control theory, a novel adaptive fuzzy faults-tolerant control approach is constructed. It is proved that the proposed control approach can guarantee that all the signals of the resulting closed-loop system are bounded and the tracking error between the system output and the reference signal converges to a small neighbourhood of zero by appropriate choice of the design parameters. Simulation results are provided to show the effectiveness of the control approach.     

基于观测器的时滞系统鲁棒控制器的设计

研究了一类不确定时滞系统基于观测器的鲁棒镇定问题,系统的不确定性时变未知且范数有界,目的是设计状态观测器和线性无记忆观测状态反馈控制器,使其能够镇定一类状态和控制输入不确定性时滞系统。基于Lyapunov稳定性理论,采用线形矩阵不等式这一有效工具,给出了系统基于观测状态反馈鲁棒镇定的充分条件,并且利用线形矩阵不等式的解构造了使得系统鲁棒稳定的基于观测状态反馈控制器,所得结果与时滞相关,从而相对减弱了控制器设计的保守性。数值算例表明了所提出的设计方法的有效性。