Volterra系统Hopf分岔控制研究

研究单参数Volterra系统的Hopf分岔控制。根据规范型理论,利用二次非线性控制器,将系统的亚临界Hopf分岔控制为超临界Hopf分岔,使系统产生稳定的极限环,并讨论了控制器增益对极限环幅值的影响。理论分析和仿真结果一致,验证了所设计控制器的有效性。     

新的四维超混沌系统的Hopf分岔分析与分岔控制

文章主要研究一个新的四维超混沌非线性系统的Hopf分岔行为和分岔控制问题。首先,运用中心流形理论判定原系统的Hopf分岔类型;然后,设计基于Washout滤波器辅助的立方非线性项控制器对原系统进行Hopf分岔控制,并讨论控制参数对Hopf分岔类型及极限环幅值的影响。讨论结果表明,当控制参数满足一定条件时,可改变原系统的Hopf分岔类型,并能控制极限环幅值的大小。文中利用Matlab软件对理论结果进行数值验证。     

一类Silnikov方程的Hopf分岔控制

研究一类Silnikov方程的Hopf分岔现象。从理论上推导出受控系统发生Hopf分岔的条件,得到Hopf分岔的方向和周期解的稳定性。通过设计非线性控制器实现了对系统极限环幅值的控制,通过数值模拟验证了本文提出的控制方法的有效性。     

时滞反馈非线性扭振系统的稳定性与Hopf分岔研究

研究了具有Duffing-Vanderpol组合振子和时滞特性两惯量非线性扭振系统的稳定性和Hopf分岔问题。建立了两惯量非线性扭振系统的动力学方程,通过设计线性位移和速度时滞反馈控制器构造了扭振受控系统。采用多尺度法推导出极限环幅值与时滞参数之间的关系。在对系统零解稳定性分析的基础上,得出Hopf分岔产生的条件。通过数值模拟的方法研究了扭振系统Hopf分岔和极限环幅值控制问题。仿真研究表明,所设计的时滞反馈控制器既能控制极限环的幅值,也能控制Hopf分岔的产生。     

参数激励和外激励7次机械系统的极限环分岔

为了研究参数激励和外激励下一般类型非线性机械系统的多极限环分岔问题,通过摄动分析建立了系统模型的平均方程为7次Z_2-等变扰动平面Hamilton向量场,利用平面动力系统分岔理论,借助于Maple符号计算软件程序,发现系统在1组参数控制条件下存在40个极限环,并给出了其分布构型。     

时变参数下非线性扭振系统的Hopf分岔研究

建立了一类含时变刚度和非线性阻尼的两自由度非线性扭振系统动力学方程,利用多尺度方法推导出了系统的平均方程。根据Hopf分岔理论分析了系统稳定性,给出了系统发生Hopf分岔的充要条件及系统周期运动稳定性的判别方法,分析了主共振情况下超临界Hopf分岔和亚临界Hopf分岔对系统振荡的影响。最后通过数值仿真验证了结论的正确性,对确保该类扭振系统的稳定运行有一定指导意义。     

船舶非线性横摇运动的分岔控制

为了提高船舶横摇运动的稳定性,基于分岔理论,设计了一分岔控制器来控制船舶非线性横摇中出现的鞍-结分岔运动.应用多尺度法得到了船舶非线性横摇受控系统主共振情况下的幅频响应方程及奇点的特征方程,由奇异性理论分析了该非线性系统的分岔特性,提出了抑制或延缓分岔运动产生的控制方法,分析了不同控制方法对船舶横摇运动和稳定性的影响.数值模拟表明所设计的分岔控制器是可行和有效的.     

一类电磁轴承非线性系统模型的多极限环分岔

研究了一类电磁轴承非线性系统模型的多极限环分岔问题,该模型平均方程为5阶Z_2-等变扰动平面Hamilton向量场,利用平面动力系统分岔理论,借助于Maple符号软件计算程序,通过控制其参数,发现系统在2组精确的参数控制条件下分别存在19和23个极限环,并给出了其相对位置的不同构型.     

基于神经网络的非线性随机系统有限时间环域稳定性与镇定

研究了一类不确定非线性随机系统的有限时间环域稳定性与镇定问题.首先,给出了不确定非线性随机系统有限时间环域稳定性的定义.其次,根据多层反馈神经网络对非线性项进行逼近,并得到了该系统为有限时间环域稳定的一个充分条件.再次,设计了状态反馈有限时间环域控制器,得到了一个由矩阵不等式所表示的充分条件,并给出了相应的求解算法.最...     

水轮机调节系统Hopf分岔分析及其PID控制

针对水轮机调节系统中可能存在的Hopf振荡等复杂动力学现象,首先给出了非线性系统Hopf分岔存在性、分岔方向及稳定性判定定理,并具体针对水轮机调节系统刚性和弹性水击下对应的四维和六维系统,推导出各自相应的Hopf和双Hopf分岔存在性判定条件及相关特征量的计算公式;随后通过仿真从系统的稳定域、Jacobi特征根、平衡点、状态变量时域响应、系统振荡周期、相空间极限环等多个角度证明了水轮机刚性和弹性系统中分岔现象的存在,仿真结果与理论分析一致.研究发现,根据稳定域和分岔方向合理地选取PID控制参数对保证系统的安全稳定运行极其重要.     

基于新型Back-stepping方法的电力系统 励磁控制器设计

为了解决励磁系统的不确定性影响互联电力系统的稳定控制问题,提出一种新型的鲁棒自适应控制器递推设计方法.与传统的Back stepping设计方法相比,新方法减少了对被控对象的严格要求,所设计的控制器避免了过度参数化和复杂化问题,能够保证闭环系统对不确定参数的自适应性以及对建模误差和有界外部干扰的鲁棒性.采用该方法设计的电力系统新型励磁控制器在华东电网上进行数值仿真,结果表明,所设计的控制器能够有效提高互联系统的暂态稳定性.     

具有参数不确定被动力伺服系统的反步控制

针对被动式力伺服系统的参数变化和多余力矩问题,在建立系统非线性模型的基础上,设计一种自适应反步控制器.并利用Lyapunov稳定性定理证明了设计控制器的稳定性.该控制器考虑了系统主要参数变化和承载系统的扰动,将系统方程重组成多个虚拟子系统,利用反步控制思想对每个虚拟系统设计虚拟控制量,通过反步递推得到含有参数变化与承载系统扰动的非线性控制器.仿真结果表明:与传统控制器相比,该自适应反步控制器能更好地抑制多余力矩,证明了所设计控制器的有效性.     

非线性动态系统的模糊神经网络自适应H∞鲁棒控制

针对非线性动态系统不稳定性,提出了一种基于模糊神经网络的H∞鲁棒直接自适应控制方法,通过设计非线性动态系统的H∞控制器,采用模糊神经网络在线学习对动态系统的建模不确定性产生的误差,可保证不确定闭环稳定并具有H∞性能,并证明了模糊神经网络H∞鲁棒直接自适应控制系统的稳定性,仿真算例也表明了该方法具有较好的抗干扰性能、鲁棒性较好.     

基于状态反馈线性化法的多馈入高压直流输电系统控制器设计

高压直流输电（HVDC）系统的附加控制器可以改善系统的稳定性。针对多馈入高压直流输电系统,应用非线性控制理论中的状态反馈线性化法设计了直流系统的附加控制器。首先建立了多馈入高压直流输电系统的数学模型,然后推导出稳定控制规律,推导过程中考虑了2条直流系统附加控制的相互影响,最后以一个3机和2条直流线路构成的系统为例进行了仿真研究。研究结果表明：与传统控制器相比,该控制器能更好地改善系统的稳定性。     

MIMO非线性自适应模糊滑模控制

为了解决传统的自适应模糊滑模控制方法需经无穷长时间才能达到平衡点，不能对系统进行精确地跟踪控制的问题。提出一种具有快速收敛性的自适应模糊滑模控制方法。控制器用具有快速收敛性和稳定性的最终吸引子做自适应模糊调节率代替传统自适应模糊调节率，不仅具有稳定性且具有快速收敛性，从而使控制系统的输出能在有限时间内精确地跟踪参考信号。证明了所设计控制器是全局稳定的。并用该方法控制了二自由度机器手系统，仿真结构表明该方法能使机器手在有限时间内达到精确的位置和速度，从而证实了其快速性。     

串联式混合动力汽车起-停巡航控制

以串联式混合动力汽车BJUT-SHEV为研究对象,针对起停工况下模型参数摄动和外部干扰等不确定性因素对控制效果的影响,提出一种基于非线性干扰观测器理论的自适应滑模控制方法.通过引入非线性干扰观测器对系统中存在的不确定进行估计,利用估计结果补偿滑模控制器输出,以提高滑模控制器的控制性能及鲁棒性;设计自适应律对切换增益自适应调节,以削弱滑模控制器的输出抖振.基于Lyapunov理论证明了该方法的稳定性,最后通过仿真实验进一步验证了该方法的可行性及有效性.     

多连杆柔性机械手控制的遗传算法

讨论了多连杆柔性机械手末端位置的控制问题,因为基于逆动力学的控制不易保证系统的稳定性,给出了一种非线性预测与刚性运动PD反馈相结合的混合控制器,由于控制器的参数较多,且呈复杂的非线性关系,传统设计方法难以保证控制器稳定性。提出一种基于遗传算法的设计方法,采用遗传算法选择控制器的参数,配置系统的极点,通过一个双连杆柔性机械手的仿真表明,采用遗传传算法设计的系统可实现多连杆预柔性机械手末端轨迹的准确跟踪,同时能消除柔性机械手的弹性振动。     

L_1 adaptive controller of nonlinear reference system in presence of unmatched uncertainties

An extension of L_1 adaptive control is proposed for the unmatched uncertain nonlinear system with the nonlinear reference system that defines the performance specifications. The control law adapts fast and tracks the reference system with the guaranteed robustness and transient performance in the presence of unmatched uncertainties. The interval analysis is used to build the quasi-linear parameter-varying model of unmatched nonlinear system, and the robust stability of the proposed controller is addressed by sum of squares programming. The transient performance analysis shows that within the limit of hardware a large adaption gain can improve the asymptotic tracking performance. Simulation results are provided to demonstrate the theoretical findings of the proposed controller.     

发电机励磁、汽门理电阻挚动的非线性协调控制

利用非线性状态PI控制能直接对非线性确定对象进行控制的特点,设计了发电机励磁、汽门电阻挚动的非线性状态PI协调控制器。该协调控制器先根据等面积法测设计出电阻挚动的控制策略。然后将电阻挚动的制作用视为发电机励磁与汽门协调控制的外部扰动,根据非线性状态PI控制器能将系统的外扰和不确定性等不确定因素进行实时补偿的特点,实现发电机励磁、汽门与电阻挚动的协调控制。仿真计算表明发电机励磁、汽门与电阻挚动的非线性状态PI协调器能够有效地提高系统的暂态稳定性。