约束Hammerstein系统输出反馈非线性预测控制

针对具有状态、输入和中间变量约束的Hammerstein系统,采用两步法控制策略,给出一种新的可保证闭环系统指数稳定的输出反馈非线性模型预测控制算法.基于Hammerstein系统的特殊结构,结合状态观测器给出无约束线性环节的输出反馈最优控制律,通过滚动优化一有限时域的约束优化问题计算实际控制量.给出保证闭环系统指数稳定的充分条件.以工业双环管聚丙烯装置牌号切换控制为例进行仿真,仿真结果验证该算法的有效性和实用性.     

约束Hammerstein系统非线性预测控制及在聚丙烯牌号切换中的仿真研究

对状态和输入受约束的Hammerstein系统, 提出一种新的可保证闭环指数稳定的非线性模型预测控制策略. 基于线性子系统镇定的最优控制律, 滚动预测非线性代数方程的解算误差, 继而在线优化计算满足约束的预测控制量. 进一步, 得到闭环系统指数稳定的解算误差上界. 从而闭环系统不仅满足约束而且对解算误差具有鲁棒性. 最后以工业聚丙烯牌号切换控制为例, 仿真验证本文算法的有效性.     

一类不确定模糊模型的输出反馈鲁棒预测控制

针对一类满足扇形界条件的不确定模糊模型描述的非线性系统,提出一种输出反馈鲁棒预测控制方法．该方法将鲁棒预测控制的Min-Max优化问题转化为具有LMI约束的线性目标最小化问题,并且不需系统状态完全可测,仅仅利用系统测量输出和不可测状态的界限值来确定保证闭环系统鲁棒稳定的输出反馈控制器．仿真实验证明了该方法的有效性．     

非线性微分-代数系统的输出反馈镇定:基于线性采样控制

对满足指数1和线性增长条件的非线性微分-代数系统,本文证明其采样输出反馈镇 定控制问题可解.首先,给出一个线性显式非初始化状态观测器设计;然后,构造出线性的采样输出 反馈控制器,使得整个闭环系统渐近稳定.仿真结果表明了所提控制方法的有效性.     

约束时变不确定离散系统的输出反馈预测控制综合

研究多包描述系统的离线型输出反馈预测控制．已有一方法首先综合状态反馈预测控制，满足输入/ 状态约束；而在设计观测器时，不再考虑输入/ 状态约束．本文则首先给出观测器，并给出一组不等式条件使得真实状态、观测状态和观测误差都保持在同一个椭圆内部，以便采用线性矩阵不等式处理输入/ 状态约束．基此，本文离线计算一椭圆序列，每个椭圆对应一控制律和一观测器，而在线的实时控制律和观测器则从该序列中选择，使得闭环系统具有稳定性保证．仿真例子说明了本文方法的有效性．     

基于反馈线性化同步伺服电机鲁棒跟踪控制

为了保证具有不确定非线性的PM同步伺服电机驱动系统的稳定性,确保闭环系统的输出准确跟踪期望输出并减少不确定项对该驱动系统的影响,利用Lyapunov稳定性理论,设计了一种基于反馈线性化的鲁棒跟踪控制器,并作了相应的仿真研究。仿真结果表明,该控制器不仅确保闭环系统的输出按指数规律跟踪期望输出,而且保证闭环系统状态的一致最终有界。该控制器设计简单,易于实现,具有很好的实用性。     

反激变换器的输出反馈模型预测控制仿真研究

针对反激变换器的输出电压稳定性问题,提出一种输出反馈模型预测控制方法。建立双线性模型,设计状态反馈和输出反馈模型预测控制器,增加Luenberger-type型观测器确保状态估测动态误差是全局指数稳定;外环PI控制旨在消除电压偏移误差。给出系统存在输入电压和存在输入约束条件下的电感电流全局收敛的闭环稳定性分析。仿真结果表明,相比于PID控制,该方法在保证系统全局稳定性的同时,可以实现系统误差在有限时间内收敛,控制精度能达0.22%,提高了系统的鲁棒性和快速性。     

一类开关切换系统的输出反馈镇定

对一类子系统为线性的开关切换系统进行观测器设计，并给出系统动态输出反馈可镇定的充分条件。在所设计的观测器基础上，以系统状态的观测值为依据设计各子控制器和切换方案，使整个闭环系统是指数渐近稳定的。对于切换时间间隔受限制的情况，给出了相应的动态输出反馈可镇定条件和镇定控制方案。实例仿真结果表明，所给出的设计方案是可行的。     

基于输出反馈的鲁棒容错D-稳定性分析

研究线性不确定系统基于输出反馈的鲁棒容错控制问题.基于连续型执行器故障模式,利用线性矩阵不等式LMI,给出了系统基于输出反馈的鲁棒容错D-稳定的充分条件,并把控制器的设计方法归结为求解一族线性矩阵不等式组.与常规的方法相比,给出的控制器不仅保证闭环系统对执行器故障具有完整性,并且使闭环系统的极点配置在指定区域D中.通过仿真示例表明,无论执行器发生故障与否,得到的基于输出反馈的鲁棒容错控制器均保证闭环系统是D-稳定的,从而验证了所提出设计方法的有效性.     

不确定奇异大系统分散鲁棒预测控制

针对一类不确定奇异关联大系统,讨论了当系统状态不可测时,基于输出反馈的分散鲁棒预测控制问题.通过构造Lyapunov函数以及应用线性矩阵不等式方法,将"min-max"优化问题转化为凸优化问题求解,从而得到了输出反馈分散控制器存在的充分条件和显示表达式.证明了优化问题在初始时刻的可行解能保证奇异闭环大系统渐近稳定且正则无脉冲.仿真结果验证了算法的有效性.     

具有未建模动态和输出约束系统的自适应输出反馈控制

针对一类具有未建模动态和输出约束的输出反馈非线性系统, 提出一种自适应输出反馈动态面控制方案. 利用神经网络逼近未知连续函数, 分别设计K滤波器和动态信号估计不可测量的状态, 并处理动态不确定性. 引入障碍李雅普诺夫函数并设计自适应控制器以保证BLF有界, 从而实现输出约束. 理论分析表明, 闭环控制系统是半全局一致终结有界的, 且满足输出约束, 仿真结果验证了所提出方案的有效性.     

时滞系统的输出反馈滑模控制的一种奇异系统方法

利用一种奇异系统方法讨论了时滞系统的输出反馈滑模控制问题. 时滞系统的非线性项满足范数有界约束.首先,将滑动模态与线性切换面作为一个奇异时滞系统,基于奇异时滞系统的稳定性理论, 给出滑动模态稳定及切换面存在的线性矩阵不等式(Linear matrix inequality, LMI)充分条件.然后,给出使得系统闭环渐近稳定的静态输出反馈滑模控制器的设计方法,此控制器保证闭环 系统有限时间到达切换面.最后,用数值算例验证本文方法的有效性和正确性.     

有界扰动多变量Hammerstein系统输入到 状态稳定模型预测控制

考虑具有状态和控制约束的有界未知扰动多变量Hammerstein系统,提出一种具有输入到状态稳定和有限L_2增益性能的鲁棒非线性模型预测控制策略.基于多变量线性子系统H_∞控制律,滚动预测非线性代数方程的解算误差,继而在线优化计算满足系统约束条件的预测控制量.利用输入到状态稳定性概念和L_2增益思想,建立闭环系统关于该扰动信号具有鲁棒稳定性和L_2增益的充分条件,使闭环系统不仅满足系统约束,而且对不确定扰动输入和解算误差具有鲁棒性.最后以工业聚丙烯多牌号切换过程控制为例,仿真验证本文算法的有效性.     

基于观测器的受扰多项式系统H∞输出跟踪控制

考虑一类受到外部扰动影响的多项式系统在状态不完全可测情况下的H_∞输出跟踪控制问题.首先,综合前馈-反馈复合控制思想,设计基于观测器的输出跟踪控制器,其中反馈镇定控制器用于保证闭环系统稳定,前馈补偿控制器用以实现对参考模型输出信号的跟踪;然后,提出具有输出反馈结构的跟踪控制方法,其优势在于实现了分离原则,可单独设计观测器和控制器,降低计算复杂度;接着,利用依赖全状态的齐次多项式Lyapunov函数导出使得闭环系统渐近稳定且满足H_∞跟踪性能的充分条件,借助多项式平方和凸优化技术可直接求得相应的观测器和控制器;最后,通过数值仿真实例验证所提出设计方法的有效性和优越性.     

基于反馈线性化的MIMO非最小相位系统指数镇定

针对仿射多输入多输出非线性非最小相位系统,提出了一种新的镇定方案.用反馈线性化解耦系统输入输出关系,通过高增益状态反馈镇定系统外部动态,用模型预测控制镇定内部动态,所设计控制器能保证闭环系统的指数稳定性.仿真结果表明了所提出方法的有效性和优越性.     

具有数据包丢失的奇异网络控制系统指数稳定性

考虑存在时延和数据包丢失的情况,研究了奇异被控对象的网络控制系统建模与指数稳定性问题.当时延不大于一个采样周期且数据包丢失率一定时,将正则、无脉冲的奇异网络控制系统建模为数据包丢失率约束的异步动态切换系统,给出了状态反馈和动态输出反馈的统一数学模型;推导出数据包丢失率约束的系统指数稳定的充分条件,给出了使系统指数稳定的最大允许数据包丢失率,仿真结果表明了该方法的有效性和可行性.     

系统的增速依赖于不可测状态非线性系统全局输出反馈渐近镇定

研究了一类非线性增长速度依赖于不可测状态且有稳定零动态非线性系统的全局输出反馈渐近稳定控制问题. 因所研究的系统隐含有零动态, 所以首先定义了一系列新的线性变换, 从而成功地分离出原系统的零动态, 得到了便于输出反馈设计的新系统. 然后给出了变换后系统的较为简洁的输出反馈控制设计过程, 并且, 闭环系统的渐近稳定性可由所导出矩阵的正定性来保证. 最后, 仿真算例验证了文中理论结果的正确性.     

带有常数干扰的正则线性系统的镇定

本文考虑带有常数干扰的抽象正则线性系统的状态反馈镇定问题.本文控制设计采用线性系统的动态补偿方法,将传统的PID控制推广到无穷维正则线性系统.通过引入积分作用,控制器可以有效地补偿常数干扰.论文给出了具体的状态反馈法则,并证明了对应闭环系统的指数稳定性.理论结果被应用于带有常数干扰的不稳定热方程,给出了控制器及其闭环系统的指数稳定性,数值仿真验证了本文理论结果的有效性.     

不确定广义系统的输出反馈鲁棒预测控制

针对一类具有范数有界不确定性的广义系统,当系统状态不可测时,提出了一种基于输出反馈的鲁棒预测控制器综合算法．采用ＬＭＩ方法以及变量变换思想,将无限时域“最小最大”优化问题转化为线性规划问题．确定出一组分段连续的输出反馈控制序列,给出了输出反馈控制律存在的充分条件,证明了优化问题在初始时刻的可行解可以保证广义闭环系统是渐近稳定且正则无脉冲的．仿真实例验证了所提出方法的有效性．     

一类离散时间切换线性系统的无差拍控制

研究一类带多控制器和多传感器离散时间线性系统的无差拍控制.对能控系统,通过适当的状态坐标变换获得系统矩阵的块三角结构,再设计状态反馈和周期切换策略使得状态反馈矩阵在有限周期内为零,从而保证闭环系统的无差拍稳定.进一步,对能观系统,设计具有有限时间精确估计的动态输出反馈,通过适当的周期切换策略实现闭环系统的无差拍稳定.最后,给出一个例子以验证所提设计方法的有效性.