一类不确定随机线性系统的滑模变结构控制

针对一类随机线性系统中模型参数不确定的情况,充分考虑到系统状态的相互作用,通过鲁棒控制理论确定滑动面,设计了满足一定状态性能指标的滑模控制律.首先对不含控制量的子系统在不确定的情况下设计了鲁棒反馈控制律,获得了随机稳定的闭环控制子系统;再根据滑模变结构控制理论得到最终的控制律,并在随机系统满足随机I^to微分的前提下,基于Lyapunov方法证明了滑模的可达性和不确定随机系统闭环鲁棒稳定性.数字仿真结果验证了该算法的有效性.     

解析的核学习自适应单步预测控制算法

针对非线性系统,在非线性广义最小方差控制律的基础上,提出了一种基于核学习辨识模型的自适应单步预测控制（KLAOPC）算法.首先辨识出非线性系统的核学习模型,并利用Taylor近似线性化方法获得控制律.采用中值定理证明了控制律的收敛性,并利用自适应校正项来提高其控制性能.核学习辨识模型容易获得,且在小样本情况下具有较好的推广性能.KLAOPC控制律具有简单的解析形式,需要调整的参数少且计算量小,适合非线性系统的实时控制.仿真结果表明,与其他控制算法相比,KLAOPC控制器有很好的控制效果,对过程的噪声和扰动等均具有较强的自适应性和鲁棒性.     

随机系统的自适应次优控制

系统在运行过程中,除了受到来自外界的随机干扰外,还受到了诸如内部参数引起的不确定性的影响,为对付这两种不确定性,采用双态控制方法,提出了基于新息的最小方差控制策略,获得了该次优控制律的解析解.仿真表明:控制律一方面通过学习可消除系统参数的不确定性,另一方面可有效的对付环境的随机干扰,从而能够获得较好的辩识结果与良好的控制目标.     

机械手广义误差模型调节器

对机械手的轨迹控制提出一广义误差调节策略，控制输入分解为基于非线性模型部分和基于具有未知或时变参数的误差模型部分，由广义最小方差控制律得到补偿输入，并直接辨识广义误差预报模型系数。算法简单，误差修正迅速，仿真结果显示了该算法保证机械手的运动紧跟设定轨迹。     

机械手广义误差模型调节器

对机械手的轨迹控制提出一广义误差调节策略，控制输入分解为基于非线性模型部分和基于具有未知或时变参数的误差模型部分，由广义最小方差控制律得到补偿输入，并直接辨识广义误差预报模型系数，算法简单，误差修正迅速，仿真结果显示了该算法保证机械手的运动紧跟设定轨迹。     

双重不确定系统对偶控制与RLS辨识控制比较分析

为了辨识双重不确定性系统未知参数,跟踪系统目标输出值,本文对未知参数随机系统分别进行了对偶控制和最小二乘(RLS)辨识控制.提出了双重不确定随机系统对偶控制和最小二乘辨识控制策略.通过双重不确定随机系统仿真,比较分析了对偶控制和最小二乘辨识控制策略的性能.结果表明:该对偶控制策略用于双重不确定性随机系统参数辨识时实时性和稳定性优于最小二乘辨识控制;随机系统在运行过程中未知参数变化时,对偶控制策略仍可有效跟踪系统目标输出值,且对偶控制跟踪误差和切换之前保持一致,而RLS辨识控制不能有效跟踪系统目标输出值,跟踪失效.     

电机变频控制液压电梯系统的自校正自适应控制

本文详细介绍了电机变频控制液压电梯系统的模型结构和模型辨识、最小方差自校正自适应控制器和极点配置自校正自适应控制器的设计要点及实验结果．作者提出的将参数辨识结构组成常系数多项式控制律在实验中取得了令人满意的控制效果．     

基于T-S模糊模型的时延网络控制系统的保性能控制

目的基于T-S模糊模型建立模糊网络控制系统的模型,设计模糊时延状态反馈控制器,使得闭环系统保持鲁棒稳定,并且满足给定的一个二次型性能指标,使其值不超过某个确定的界.方法运用Lyapunov方法和线性矩阵不等式,分析了系统的稳定性.结果提出了模糊时延状态反馈控制器的设计方法,得到了模糊时延网络控制系统鲁棒稳定的条件及保性能控制律的参数化表示.结论针对不确定的非线性时延网络控制系统,通过设计满足性能指标条件的控制器,使得系统性能有很大改善,根据保性能控制律的参数化表示,可使用Matlab工具箱进行仿真.     

有丢包的随机不确定参数系统的最优融合滤波

研究了有数据丢包的带随机不确定参数的多传感器系统的分布式最优(线性最小方差)融合滤波问题。首先,引入虚拟噪声,将原系统转化为等价的参数确定的有丢包的新系统。然后,进行状态扩维,得到新系统的各子系统的扩维状态的滤波估计、滤波误差方差和滤波误差互协方差。根据扩维状态与原系统状态的关系,求出原系统状态的各局部滤波估计、滤波误差方差和滤波误差互协方差。利用线性最小方差意义下的矩阵加权最优融合算法,得到原系统的分布式矩阵加权最优融合滤波器。理论分析和仿真算例都表明,融合滤波器优于每一个局部滤波器。     

双线性随机系统广义预报控制算法

以模型递推法实现双线性随机系统的多步预报,即重复利用受控对象模型自身包含的一步递推预报关系,依次得出对象输出的多步预报值,并证明了在一定条件下此预报值具有近似最小方差性。进而,利用适当的简化假设,按多步广义最小方差控制性能指标导出了双线性随机系统的广义预报控制算法。数字仿真证明,此控制算法在线计算量少,稳态精度高,通过适当地选取参数估计初值和调整预报步长,可以作到启动平稳、迅捷、几乎无超调,且抗阶跃扰动性能强,对变时延有良好的鲁棒性。     

基于聚类变异PSO优化的VSCMGs模糊平滑切换算法

针对变速控制力矩陀螺（variable speed control moment gyro,VSCMG）作为执行机构应用在敏捷遥感卫星上进行姿态机动时末端模式切换的平稳性和快速性冲突问题,在考虑框架转速误差的基础上,设计姿态误差参数作为切换指标,制定误差参数切换区域内的过渡规则,将指令力矩实时分配给控制力矩陀螺（control moment gyro,CMG）和飞轮并分别求解,提出了一种控制力矩陀螺/反作用飞轮工作模式模糊平滑切换操纵律。为了使得姿态机动末端卫星姿态达到姿态稳定度和指向精度要求的时间更短,以该时间为优化指标提出聚类变异改进粒子群算法对该操纵律参数寻优,确定最佳的切换区域和切换参数,并进行了仿真验证。结果表明:改进后粒子群算法在相同的迭代次数中总是表现出比传统粒子群算法更优的适应度,具有更快的收敛速度和更高的收敛精度,参数优化后的模糊平滑切换操纵律相比于现有操纵律能够在较短时间内完成双模式的平滑切换,并在姿态机动末端更迅速地达到姿态稳定度和指向精度要求,提高了遥感卫星敏捷机动与高稳指向的控制性能,有利于高质量完成成像任务。     

基于ISSA的多变量ORVFL网络自适应预测控制

针对多输入多输出（Multiple?Input Multiple?Output, MIMO）的非线性系统,提出了一种基于改进的麻雀搜索算法（Improved Sparrow Search Algorithm, ISSA）的在线序列随机权值网络( Online Random Vector Functional?Link Net, ORVFL)自适应预测控制算法(ISSA?MPC)。该算法采用ORVFL网络逼近非线性系统模型,并用于系统过程的多步预测。为了提高麻雀搜索算法的性能,使用该算法对系统性能指标进行了在线优化,求解了每一个采样周期的最优控制律。结果表明,该算法控制性能良好并具有较好的抗模型失配能力。     

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].     

基于混合系统模型的SI汽油发动机怠速控制

针对汽车发动机在怠速工况下的特点,利用混合系统模型来描述四缸火花点火汽油发动机系统所具有的物理规律和操作约束,并采用具有处理约束能力的预测控制策略对系统进行控制。在保证满足性能指标函数最小和系统约束的同时,使发动机转速尽可能接近给定的参考值,从而达到系统对发动机转速的稳定性,燃料消耗和排放的要求。实验结果表明了该方法的有效性和可行性。     

一类可解耦MIMO系统的模型跟随变结构控制

结合线性多变量系统解耦理论与变结构控制的优点，采用鲁棒控制系统理论中的二自由度结构法的设计思想，提出了一种对于可解耦多输入多输出线性系统的模型跟随变结构控制方法，对于一类满足解耦条件的多输入输出跟踪系统，分两步进行设计，首先对被控对象标称模型进行解耦和稳定化极点配置，将得到的控制表达式作为最终控制律的第一部分，其次，以前一部分设计构成的闭环系统模型作为参考模型建立模型跟随偏差系统，并求出变结构控制律，作为最终控制的律的第二部分，从而使被控系统在存在内部模型参数摄动和外部干扰的情况下，仍然具有优良的动态性能，利用Lyapunov方法证明了所设计的模型跟随编差系统是稳定的，最后，通过仿真实例，表明了所提出的方法是正确的。     

恒压下树脂在双尺度多孔介质中的流动模拟

液体复合材料成型（LCM）工艺过程中存在半饱和区域现象,通过控制体有限元法来模拟恒压下树脂在双尺度多孔介质中的流动特征。从模拟得到：树脂在双尺度多孔介质中的流动过程中,不同时段有不同的流动特征;在半饱和流动前沿处,压力梯度产生明显的变化;在不同的压力下,流动前沿达到同一处时压力分布的规律。     

热力系统的分数阶特性及其动态矩阵控制

在热力系统的控制设计或面向控制的特性分析时,目前广泛使用的是整数阶微分方程或者整数阶传递函数。研究表明:大量的热力系统采用分数阶描述比整数阶描述更精确,但是分数阶控制系统研究中存在着控制器参数整定困难等问题。本文基于动态矩阵控制是一种采用系统阶跃响应系数的非参数模型控制算法的特点,将其应用于分数阶系统的控制。因此只需获得系统的阶跃响应模型,从而避免了对于分数阶系统获取分数阶参数模型的困难以及获取整数阶参数模型的必然性模型失配问题,而且动态矩阵控制器参数整定相对简单,鲁棒性强。仿真结果证实该算法对分数阶系统的控制是可行且有效的。     

基于H_∞控制算法的单相逆变电源控制器研究

为了在设计阶段定量描述逆变电源所能承受的负载变化范围,设计了基于H∞控制理论的单相逆变电源控制器.在控制器设计过程中,充分考虑逆变电源的数学模型与实际对象之间的误差,运用输出端乘型描述方式,对因负载变化而引起的不确定性模型集合进行了描述,并将正弦信号作为控制系统设计和跟踪的目标.仿真结果表明,该控制方案使正弦波逆变电源获得了良好的稳态和动态性能,在承受阶跃噪声扰动时仍具有较好的控制品质,保证了控制系统抵抗负载参数变化引起的不确定性扰动的能力.     

非平稳随机循环工况离合器接合优化及跟踪控制

为更好地解决系统参数摄动和外负荷扰动等不确定性因素下离合器接合轨迹可变性及其跟踪偏差带来的接合过程问题,提出了离合器接合轨迹的优化及跟踪控制方法. 以装载机V型工况重载后退换挡中离合器接合过程为研究对象,建立冲击度和滑磨功相结合的二次型性能指标泛函,在干扰矩阵有参数化表达的非平稳随机项下,通过构造Hamiltonian函数并依据Pontryagin极大值原理和解析Riccati微分方程,得到时变最优控制律和权重系数调整下的可变扭矩最优轨迹;为提高非线性特性执行机构参数摄动下最优轨迹的跟踪精度,将接合过程品质优化问题转化为轨迹跟踪的单一目标问题,采用指数趋近律滑模控制方法设计的控制器实现了跟踪误差在0.3%以内的精准跟踪,用Lyapunov理论对其进行了稳定性分析. 数值仿真结果表明,该控制方法降低了离合器接合冲击度及滑磨功,有助于提高离合器接合过程品质,对解决同类问题具有理论性工程参考价值.