不确定离散系统最优保价静态输出反馈控制

目的研究在状态空间模型中的状态及控制矩阵中含有范数有界参数不确定线性离散系统的最优保价静态输出反馈控制问题. 方法给出了系统二次代价指标的一个上界,并利用拉格朗日乘子法优化了该界. 结果与结论给出了保证闭环系统二次稳定且使得二次代价指标界达到最小的静态输出反馈控制器存在的充分条件. 并提供了一个求解输出反馈增益的数值算法.     

不确定中立型随机时滞系统的鲁棒记忆非脆弱H∞控制

研究了一类具有参数不确定性的中立型随机时滞系统的鲁棒非脆弱镇定和鲁棒非脆弱H∞控制问题。在控制器增益分别具有加法式摄动和乘法式摄动的情形下,通过构造Lyapunov泛函,利用Ito公式和Schur补原理,建立了用线性矩阵不等式表示的保证闭环系统随机均方渐近稳定的充分条件;给出了不确定系统鲁棒非脆弱H∞控制可解性的充分条件;通过求解线性矩阵不等式,设计了随机时滞系统的记忆状态反馈非脆弱H∞控制器。数值仿真证明了该方法的有效性。     

基于LMI方法的线性广义系统非脆弱控制器设计

研究了线性广义系统的非脆弱控制器设计问题,目的是设计系统的非脆弱控制器;对控制器增益具有加法式摄动和乘法式摄动两种情形,应用线性矩阵不等式（LMI）方法分别给出了其状态反馈非脆弱控制器存在的线性矩阵不等式表示的充分条件,并用该不等式的解给出了非脆弱控制律的表达式;最后给出例子验证了所给方法的应用。     

连续对象具有未建模动态时的一种鲁棒混合自适应控制器

本文介绍了一种对象连续而控制参数进行离散式调整的鲁棒混合自适应控制器。在这种系统的对象中除了已建模部分之外,还具有相加和相乘未建模动态(Unmodeled Dynamics)。文中证明,如果这种未建模动态在低频范围内足够小,则这种混合自适应控制器可保证闭环中的所有信号有界,并且对任何有界初始条件,系统都具有较小的均值残余跟踪误差。     

Non-fragile delay-dependent H∞ control of linear time-delay system with uncertainties in state and control input

The problem of designing a non-fragile delay-dependent H∞ state-feedback controller was investigated for a linear time-delay system with uncertainties in state and control input. First, a recently derived integral inequality method and Lyapunov-Krasovskii stability theory were used to derive new delay-dependent bounded real lemmas for a non-fragile state-feedback controller containing additive or multiplicative uncertainties. They ensure that the closed-loop system is internally stable and has a given H∞ disturbance attenuation level. Then, methods of designing a non-fragile H∞ state feedback controller were presented. No parameters need to be tuned and can be easily determined by solving linear matrix inequalities. Finally, the validity of the proposed methods was demonstrated by a numerical example with the asymptotically stable curves of system state and controller output under the initial condition of x(0)=[1 0 -1]T and h=0.8 time-delay boundary.     

多时滞模糊系统的非易碎镇定

以T—S模糊模型为研究对象,研究了一类多时滞模糊系统的非易碎镇定问题。通过分析多时滞模糊系统,结合非易碎镇定的特点,以T—S模糊模型为研究对象,采用了线性矩阵不等式方法,解决了系统的稳定性问题,并且给出了相应的状态反馈控制器。数值算例借助于Matlab中的LMI工具箱,通过编程求解得出控制器增益矩阵,从而验证了所得结论。     

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。     

Optimal Guaranteed Cost Control via Static Output Feedback for Uncertain Discrete Time Systems

目的研究在状态空间模型中的状态及控制矩阵中含有范数有界参数不确定线性离散系统的最优保价静态输出反馈控制问题．方法给出了系统二次代价指标的一个上界,并利用拉格朗日乘子法优化了该界．结果与结论给出了保证闭环系统二次稳定且使得二次代价指标界达到最小的静态输出反馈控制器存在的充分条件．并提供了一个求解输出反馈增益的数值算法．     

基于粒子群优化的PID伺服控制器设计

针对耦合和非线性永磁同步电机（PMSM）控制器优化设计的难题,提出了基于粒子群优化（PSO）算法的比例、积分和微分(PID)控制器的优化设计方法.结合PSO的基本原理和PMSM伺服系统的控制策略,给出了优化PID控制器设计的步骤.考虑到综合评价系统的各项性能指标,在优化过程中引入了新的模糊汉明距离的评价策略.同时对遗传算法（GA）和PSO算法优化结果进行对比研究.仿真和实验结果表明,该方法能搜寻到最优或次最优的参数空间,并能取得比GA更好的空间解.优化得到的PID控制器速度响应快、超调量小,有效地提高了伺服系统的动态性能.     

中立型随机时滞系统的时滞依赖鲁棒非脆弱H_∞控制

针对一类中立型随机时滞系统,本文利用随机Lyapunov稳定理论和Ito微分法则,研究了其非脆弱镇定和H∞控制问题。在控制器增益分别具有加法式摄动和乘法式摄动的情形下,推导出系统随机鲁棒可镇定和鲁棒H∞控制器存在的充分条件。通过求解线性矩阵不等式(linear matrix ine qualities,LMI),设计了中立型随机时滞系统的记忆状态反馈非脆弱控制器,并给出控制器的存在条件是时滞依赖。数值仿真结果表明,此控制器使中立型随机时滞系统的鲁棒性是随机稳定的,且具有干扰衰减系数γ∞。     

基于观测器的多变量线性鲁棒控制器设计

对满足匹配条件的参数不确定多变量线性系统，本文用带观测器的状态反馈实现了不确定线性系统的鲁棒稳定控制，通过选择一组合适的标量参数，求解两个代数黎卡提方程来设计状态反馈控制器和观测器，使闭环系统稳定。     

基于LMI的不确定仿射离散时滞系统稳定性及算法设计

针对一类带有时滞的范数有界不确定仿射离散系统,采用Lyapunov方法,利用线性矩阵不等式（LMI）和双线性矩阵不等式（BMI）优化技术,给出了相应闭环系统鲁棒稳定性新的判定标准,并且设计出系统稳定的状态反馈鲁棒控制器,给出了算法设计流程,最后通过仿真案例验证了该方法的正确性和有效性．     

基于时域Neal-Smith准则的人机控制系统设计多目标优化研究

为了获得驾驶员和飞机良好的匹配特性,使用基于人机闭环参考模型的方法将飞行品质的要求引入优化算法,进行飞行控制系统设计。首先使用CAP准则建立飞机等效系统模型。然后,基于时域Neal-Smith准则,通过多目标优化算法一次性得到在不同任务条件下的最优驾驶员模型。根据需要选择相应的驾驶员模型,并与飞机等效系统模型组成人机闭环参考模型,进行飞行控制设计多目标优化。仿真结果显示,文中的算法不仅可以整定控制器参数,根据任务需求选取最优驾驶员模型,还可以利用优化结果进行PIO易感性的分析。     

广义T-S模糊系统的鲁棒非脆弱控制

在控制器的实现过程中,由于A/D、D/A转换,有限字长限制以及舍入误差等因素的影响,使得控制器自身具有不确定性.非脆弱控制的目的就是使控制器能够克服这种不确定性,保证系统的稳定性,并满足性能指标要求.研究了广义T-S模糊系统的鲁棒非脆弱控制,考虑控制器增益为加法式摄动,基于李亚普诺夫稳定性定理和线性矩阵不等式(LM I)方法,给出了非脆弱鲁棒控制器的存在条件与求解方法.仿真实例表明了该方法的有效性和可行性.     

利用方块脉冲函数辨识闭环中受控对象冲激响应的序贯算法

采用方块脉冲函数法研究处于闭环控制系统中连续对象冲激响应的辨识问题,(即根据已知的控制器和反馈元件的动态特性,以及参考输入和系统输出数据,推求对象冲激响应函数分段恒定值),导出了相应的算法。由于算法是序贯形式的,避免了矩阵求逆运算,因而节省了计算机时。     

一种具有最优跟踪性能的极点配置算法

离散时间系统的控制问题一直是困扰控制界的一大难题,由于存在不稳定的零极相消,一般控制算法往往无法保证闭环系统的稳定性,已有的极点配置算法对离散时间系统在保证闭环系统的稳定性方面是有效的,但由于算法采用的不是优化策略,因而对任意的有界参考输出不具有最优跟踪性能。针对该问题,对已有的一种控制算法作了修正,将常规的极点配置策略与优化策略结合起来,得到一种新算法,理论分析和仿真结果都表明了该算法的有效性。     

一类不确定脉冲混合系统的非脆弱控制器设计

针对离散部分为有限状态自动机的脉冲混合系统,在控制器增益出现参数不确定性的情况下,给出一种非脆弱的控制方法．同时考虑系统两部分的稳定性,提出了整个系统渐近稳定的概念．然后,基于最优路径的思想,通过控制事件的触发,使离散状态沿着最优路径无限次进入期望集,达到渐近稳定．同时,利用多Lyapunov函数方法,在连续子系统的加性摄动有界的情况下求解线性矩阵不等式,确定控制器的增益,使其也达到渐近稳定,从而使整个混合系统达到渐近稳定．     

Joint space compliance control for a hydraulic quadruped robot based on force feedback

In the realm of quadruped robot locomotion, compliance control is imperative to handle impacts when negotiating unstructured terrains. At the same time, kinematic tracking accuracy should be guaranteed during locomotion. To meet both demands, a joint space compliance controller is designed, so that compliance can be achieved in stance phase while position tracking performance can be guaranteed in swing phase. Unlike operational space compliance control, the joint space compliance control method is easy to implement and does not depend on robot dynamics. As for each joint actuator, high performance force control is of great importance for compliance design. Therefore, a nonlinear PI controller based on feedback linearization is proposed for the hydraulic actuator force control. Besides, an outer position loop(compliance loop) is closed for each joint. Experiments are carried out to verify the force controller and compliance of the hydraulic actuator. The robot leg compliance is assessed by a virtual prototyping simulation.     

The nonlinear control of simulator of hexapod parallel mechanism

In order to enhance the innervation fidelity of simulators,a nonlinear controller is developed,which guarantees parallel mechanisms closed loop system global asymptotical stability and the convergence of posture tracking error in Cartesian space. The problems of rapid tracking under the condition of the wide range,nonlinear and variable load are solved. After the nonlinear controller is actually applied to the hexapod parallel mechanisms of simulator,the dynamic-static capabilities of motion system are tested by amplitude-frequency response and posture precision. The experimental results show that the static precision improves ten times and system output amplitude increases and the phase lag reduces with respect to the same input signal in Cartesian space in comparison with the traditional proportional and derivative (i.e. PD) controlling method in joint space. Therefore the nonlinear controller can effectively improve the dynamic-static response performance of the hexapod parallel mechanisms of simulators in Cartesian space.     

船舶航向反步自适应控制

针对反步控制算法控制参数多、难整定的问题,经过理论分析提出基于期望指标的二阶系统参数整定方法.将系统变换为二阶系统形式,在选取闭环系统的自然频率、阻尼、闭环系统调节时间与超调量后,确定系统闭环极点,由极点整定了两个关键控制参数,积分增益取值参考PID控制器中积分时间参数的方法整定.在海浪干扰和船舶模型参数出现很大摄动的情况下,对所设计控制器进行了仿真试验,结果表明,所设计的控制器具有很好的鲁棒性,提出的整定控制器参数方法是可行的.