受正弦扰动时滞非线性系统的近似最优减振控制

研究时滞非线性系统在正弦扰动作用下的最优减振控制问题,给出一种无时滞近似最优减振控制律的迭代方法．通过假设Lagrange算子,将由原系统最优控制问题得到的既含时滞项又含有超前项的非线性两点边值问题转换为新的有利于求解的形式,再通过构造序列将其转化为不舍时滞项和超前项的线性非齐次两点边值问题序列．证明了该序列的收敛性．通过交替迭代序列得到了系统最优减振控制律．仿真结果表明,该方法在不同时滞下对扰动都具有很好的鲁棒性．     

含正弦扰动的离散时滞系统的次优减振控制

研究状态变量含有时滞的线性离散系统在正弦扰动下的前馈-反馈最优减振控制问题．将系统的最优控制问题转化为非齐次线性两点边值问题族,利用逐次逼近法得到了系统的最优控制律．该控制律由解析的前馈。反馈控制律和补偿序列的极限组成．通过截取补偿序列的有限项,得到了系统的前馈一反馈次优减振控制律．仿真结果表明,该方法对抑制正弦扰动的鲁棒性优于经典反馈最优控制．     

具有控制时滞系统的最优无静差正弦扰动抑制

研究在外部正弦扰动作用下,控制含时滞的线性系统的最优无静差调节器设计问题．首先利用Artstein变换将控制变量含时滞的系统转化为不舍时滞的系统;然后利用内模原理构造扰动补偿器,将带扰动的系统转化为无扰动的增广系统,从而将无静差扰动抑制问题转化为无扰动增广系统的最优调节器设计问题;最后利用最优控制理论求得最优无静差反馈控制律．仿真结果表明了所提出方法的有效性．     

时滞离散系统正弦扰动的最优抑制

研究状态和控制都含时滞的线性离散系统在正弦扰动下的减振控制问题.首先提出一种变量代换,并利用此代换将原系统转换为不含控制时滞的系统.然后利用逐次逼近法将最优控制问题转化为求解一族无时滞的线性两点边值序列问题.得到的最优控制律由解析的状态反馈,前馈和具有记忆的控制项以及时滞补偿序列的极限组成.通过截取时滞补偿序列的有限项,可以得到系统的次优减振控制律.仿真结果表明,该方法容易实现,设计的控制器对正弦扰动有较强的抑制能力.     

受扰奇异摄动时滞组合大系统的近似最优控制

研究一类受扰奇异摄动时滞组合大系统的近似最优控制问题．基于奇异摄动的快慢分解理论．将原组合大系统的最优控制问题分解为组合线性快优化子问题和降阶的受扰时滞组合慢优化子问题．通过采用前馈补偿方法抑制外部扰动,采用参数摄动法求解组合慢优化子问题,得到了系统的前馈反馈组合（FFCC）控制律．通过引入降维扰动观测器解决了FFCC律的物理可实现问题．仿真算例验证了所提出方法的有效性．     

具有正弦扰动的时滞系统前馈-反馈次优控制:灵敏度法

研究线性时滞系统在外部正弦扰动作用下的前馈-反馈最优减振问题,提出了一种最优控制律的灵敏度设计方法．通过引入灵敏度参数并围绕它展开幂级数,将系统的最优控制问题简化为不含超前项和时滞项的两点边值问题族．通过截取最优控制级数的有限和获得原系统的前馈-反馈次优控制律．仿真结果表明,与经典状态反馈最优控制相比,本文的算法更加鲁棒,能更加有效地抑制正弦扰动．     

带有持续扰动的时滞非线性大系统的最优跟踪控制

研究具有外界持续扰动的时滞非线性大系统的无静差最优跟踪控制问题.将时滞非线性大系统分解为带有互联项的N个时滞非线性子系统,基于内模原理对子系统构造扰动补偿器,将带有外部持续扰动的子系统化为无扰动的增广系统.通过灵敏度法求解不含时滞的两点边值问题,得到子系统的最优跟踪控制律,截取最优跟踪控制律的前N项作为次优控制律来近似系统的最优控制律.仿真实例表明了该设计方法的有效性.     

控制时滞系统基于观测器的最优扰动抑制

研究在持续外界扰动作用下含有控制时滞线性系统的最优扰动抑制问题. 首先利用模型转换将控制时滞系统转化为无时滞系统. 然后证明最优控制律的存在唯一性, 并通过求解Riccati方程和Sylvester方程设计含前馈补偿器和控制记忆项的最优控制律, 其中的前馈控制项和控制记忆项分别补偿了扰动和控制时滞对系统的影响. 通过构造扰动状态观测器, 解决了前馈补偿器的物理不可实现问题. 仿真实例验证了所设计的最优控制律的有效性.     

奇异摄动时滞系统次优控制的Chebyshev多项式级数方法

研究奇异摄动时滞系统次优控制的近似设计问题.基于奇异摄动的快慢分解理论,将系统的最优控制问题转化为无时滞快子问题和线性时滞慢子问题;利用Chebyshev多项式级数方法将时滞慢子问题的近似求解问题转化为线性代数方程组的求解问题,进而得到原系统的次优控制律,该控制律由Chebyshev多项式级数的基向量表示.仿真算例表明了该方法的有效性.     

时滞模糊奇异摄动系统的H2次优控制

引入了时滞模糊奇异摄动模型.这里模糊规则后件为线性时滞奇异摄动模型,整个系统的动力学由各规则后件的线性动力学通过隶属函数插值得到,从而形成一类非线性时滞奇异摄动系统.系统的稳定性分析和H₂控制器设计方法可以归结为求解一组线性矩阵不等式,该组条件与小参数无关,故较好地回避了数值求解的病态问题.最后给出了仿真实例.     

带正弦干扰的线性时滞系统的次优控制

研究状态变量含有时滞的线性系统在正弦干扰下的前馈反馈次优减振控制问题，首先构造其解收敛于原时滞系统的无时滞系统序列；然后将时滞系统的最优控制问题化为无时滞系统的最优控制序列问题；最后通过截取最优控制序列解的有限项，得到系统的前馈反馈次优控制律，仿真结果表明，该方法抑制正弦干扰的鲁棒性优于经典反馈最优控制。     

Optimal disturbance rejection control for singularly perturbed composite systems with time‐delay

The optimal control problem for a class of singularly perturbed time‐delay composite systems affected by external disturbances is investigated. The system is decomposed into a fast linear subsystem and a slow time‐delay subsystem with disturbances. For the slow subsystem, the feedforward compensation technique is proposed to reject the disturbances, and the successive approximation approach (SAA) is applied to decompose it into decoupled subsystems and solve the two‐point boundary value (TPBV) problem. By combining with the optimal control law of the fast subsystem, the feedforward and feedback composite control (FFCC) law of the original composite system is obtained. The FFCC law consists of analytic state feedback and feedforward terms and a compensation term which is the limit of the adjoint vector sequence. The compensation term can be obtained from an iteration formula of adjoint vectors. Simulation results are employed to test the validity of the proposed design algorithm. Copyright © 2009 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society     

时滞奇异摄动系统的鲁棒控制

当不确定出现在滞后状态矩阵时,考虑了一类时滞的奇异摄动系统的二次稳定性,用线性矩阵不等式方法给出了上述系统二次稳定的充分条件,然后在此基础上用一种LMI迭代算法给出了控制器的设计,最后仿真算例表明了该方法的有效性.     

Stability bound of discrete multiple time-delay singularly perturbed systems

In this paper, the exact stability bound for discrete multiple time-delay singularly perturbed systems is examined. The obtained results, based on state space approach for the critical stability criterion of discrete systems, are sufficient conditions for the original system and its reduced subsystems about stability problems. Besides, we show that the subsystems are, indeed, zero-order approximations to the original systems. An example is given to illustrate the proposed schemes.     

Observer-based approximate optimal tracking control for time-delay systems with external disturbances

This paper proposes a successive approximation design approach of observer-based optimal tracking controllers for time-delay systems with external disturbances. To solve a two-point boundary value problem with time-delay and time-advance terms and obtain the optimal tracking control law, two sequences of vector differential equations are constructed first. Second, the convergence of the sequences of the vector differential equations is proved to guarantee the existence and uniqueness of the control law. Third, a design algorithm of the optimal tracking control law is presented and the physically realisable problem is addressed by designing a disturbance state observer and a reference input state observer. An example of an industrial electric heater is given to demonstrate the efficiency of the proposed approach.