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.     

基于反馈线性化的永磁同步电机模型预测控制

提出一种基于反馈线性化和模型预测控制(MPC)策略的永磁同步电机(PMSM)控制方案.运用微分几何理论讨论了非线性PMSM模型可进行反馈线性化的充分必要条件,并将其转换为新坐标空间中的线性模型;分析了MPC原理和对系统约束条件的处理方法.针对获得的PMSM线性模型,分别采用MPC和状态反馈极点配置方法设计了控制器.在有...     

非线性奇异系统非交互控制的反馈实现

研究非线性奇异系统的非交互控制的反馈实现问题．首先给出了非线性奇异系统的向量相对阶与其非交互控制实现的关系；然后对正则非线性奇异系统的反馈控制系统的非交互控制的实现问题，给出了一种可使系统实现非交互控制的反馈律的构造方法。     

基于输出反馈线性化的多移动机器人目标包围控制

针对受非完整约束的多移动机器人系统的移动目标包围控制问题, 提出一种基于输出反馈线性化的局部协同控制方法. 利用机器人与邻居节点和目标的相对距离信息、角度信息以及机器人自身的方位角信息设计协同控制器. 该方法无需事先指定包围编队形状, 可实现对移动目标的速度估计, 且保证机器人之间的障碍规避. 严格的理论分析证明了移动目标指数收敛到多移动机器人构成的凸包内部. 最后, 仿真结果验证了所提控制方法的有效性.     

基于输出反馈的欠驱动TORA系统的有界输入控制

针对欠驱动TORA (Translational oscillations with a rotational actuator)系统, 设计了一种具有执行器饱和约束的输出反馈控制器.与其他现有方法相比, 本文方法不仅考虑了执行器饱和约束和速度信号不可测情形, 而且考虑了旋转小球可能存在的循环行为.具体而言, 首先根据TORA系统模型分析了TORA系统的控制目标; 随后, 构造了一种新颖的能量函数, 在此基础上设计了一种考虑执行器饱和约束的输出反馈控制器, 并通过严格的数学分析证明了闭环系统关于平衡点的稳定性; 最后, 借助数值仿真测试检验了所提控制器的控制性能, 并与已有方法进行了对比.仿真测试结果表明本文所提方法具有更好的控制性能.     

基于反馈线性化系统的非线性鲁棒控制μ方法

对于可状态反馈线性化的一类仿射非线性系统，本文提出一种非线性鲁棒控制的μ方法。首先给出非线性鲁棒控制问题，然后利用状态反馈线性化方法，把非线性系统线性化，并利用μ综合方法，对线性化系统进行鲁棒控制器的设计，最后通过回代构成非线性鲁棒控制系统。     

增强耦合的TORA系统镇定控制方法设计

针对欠驱动TORA系统,设计一种镇定控制器和增强型耦合控制器。根据TORA系统的动力学模型,分析旋转小球与平移振荡器之间的耦合关系和系统的无源特性。构造一个新型的Lyapunov函数,并得到一种耦合镇定控制器。采用Lyapunov方法和LaSalle不变性原理证明了闭环系统的稳定性。最后,通过改进所设计的控制器得到一种增强型耦合控制器。仿真结果验证了所提出控制器的有效性和优越性。     

基于反馈线性化的无人直升机航向控制

本文着重解决小型无人直升机航向自适应控制问题．通过求非线性函数导数,把原始系统扩展为一个带有伪状态变量的新系统．这种方法不必求解非线性函数的逆,并且降低了计算量．证明了该方法的稳定性．针对实际模型直升机实验平台航向动力学模型,仿真结果表明了该方法的有效性．     

基于反馈线性化的STATCOM控制研究

利用基尔霍夫定律建立STATCOM开关函数模型,采用反馈线性化解耦控制方法,实现STATCOM非线性系统有功电流和无功电流的解耦,并基于线性控制理论中的极点配置方法为解耦线性化模型设计了控制器;并根据瞬时无功功率理论对负载线路中的无功电流进行动态实时检测,作为STATCOM补偿无功功率的给定,实现对无功变化负载的快速响...     

基于最大反馈线性化的两轮机器人平衡控制

为了对两轮直立式机器人进行平衡控制研究,首先应用一种拉格朗日方法对两轮直立式机器人系统进行动力学建模,以力矩作为模型控制输入并且考虑到了系统无滑动的非完整约束方程.求出了系统的最大相对阶并对非线性系统进行了部分反馈线性化,经过坐标变换和输出反馈得到了2个由两链积分器构成的子系统,外加3个代表系统内动态的非线性方程.根据...     

基于精确线性化的MIMO双线性系统预测函数控制

针对典型多输入多输出双线性系统, 提出了基于非线性过程精确反馈解耦线性化的预测函数控制方法这是一种分层的控制策略, 首先设计一个静态的非线性状态反馈, 使得闭环系统是输入输出解耦和线性的;然后设计一组单输入单输出预测函数控制器, 下层为上层预测函数控制提供一组单输入单输出模型, 而上层预测函数控制以其固有的鲁棒性来补偿参数变化和解耦线性化的近似性, 并以纸机加压网前箱为例进行了仿真实验, 结果是令人满意的.     

基于反馈线性化控制的航空气动伺服系统

提出了一种非线性跟踪控制器的设计方法并应用在某型号航空气动伺服系统中.由于该系统的连接孔和伺服阀组成了一个双约束子系统,因此其气缸内腔压力很难控制.设计了一个改进的反馈线性化控制器用来消除双约束造成的奇点,线性矩阵不等式方法用于确保跟踪误差的稳定性,仿真结果表明该控制器具有良好的动态特性及抗干扰能力.     

Omni-directional mobile robot controller based on trajectory linearization

In this paper, a nonlinear controller design for an omni-directional mobile robot is presented. The robot controller consists of an outer-loop (kinematics) controller and an inner-loop (dynamics) controller, which are both designed using the Trajectory Linearization Control (TLC) method based on a nonlinear robot dynamic model. The TLC controller design combines a nonlinear dynamic inversion and a linear time-varying regulator in a novel way, thereby achieving robust stability and performance along the trajectory without interpolating controller gains. A sensor fusion method, which combines the onboard sensor and the vision system data, is employed to provide accurate and reliable robot position and orientation measurements, thereby reducing the wheel slippage induced tracking error. A time-varying command filter is employed to reshape an abrupt command trajectory for control saturation avoidance. The real-time hardware-in-the-loop (HIL) test results show that with a set of fixed controller design parameters, the TLC robot controller is able to follow a large class of 3-degrees-of-freedom (3DOF) trajectory commands accurately.     

倒立摆的局部反馈线性化控制方法

针对一级倒立摆系统,基于局部反馈线性化方法将系统的动力学转换为便于控制器设计的级联系统模型,并利用线性矩阵不等式设计了满意PID控制器.实验结果表明,该方案实现了系统输出时指令信号的精确跟踪且具有抗干扰能力.     

Time-variant feedback controller based on capture point and maximal output admissible set of a humanoid

This paper formulates the maximal output admissible (MOA) set of a capture point (CP) feedback controller for adaptive humanoid balancing. In previous studies where the MOA set was employed, an adaptive strategy-switching control was proposed. In general, the MOA set requires iterative computation; however, this study has proven that the MOA set of the CP feedback controller can be obtained analytically. This result was applied to a continuous switching feedback gain, which was regarded as a time-variant feedback controller realizing an adaptive response to external disturbances. The validity of the proposed time-variant controller was verified by a whole-body dynamics simulation.     

基于反步法非线性纯反馈系统的控制器设计

针对由于非线性纯反馈系统存在非仿射性结构使得用以往的坐标变换难以设计出控制器的问题,提出了一种新的坐标变换,并引入了一阶控制输入的辅助系统来处理非线性纯反馈系统。首先,结合新提出的坐标变换,计算出新状态方程;然后,基于反步法在每一步中设计出正定的Lyapunov函数;最后,通过设计虚拟控制器和实际的辅助控制器使得Lyapunov的导数负定,这样从理论上解决了非线性纯反馈系统的跟踪问题。仿真实验表明所设计的辅助控制器能使得纯反馈闭环系统所有状态信号有界,控制输出能跟踪到给定信号,跟踪误差渐近地趋于稳定,从而达到要求。     

基于状态反馈控制器的多无人水面船集群控制

研究在时变环境干扰和输入饱和约束条件下,基于状态反馈控制器的多无人水面船集群控制.首先,为了准确地估计时变的海洋环境干扰,提出一种有限时间干扰观测器;然后,为了处理执行机构的物理约束,采用一种辅助动态系统;最后,为了实现多无人水面船集群控制,设计一种状态反馈控制器.采用李雅普诺夫方法证明了系统的稳定性,仿真结果验证了所设计的状态反馈控制器的有效性.     

模糊控制器在最优风能捕捉系统中的应用

本文以西门子系列的PLC和新型的复合励磁稀土永磁同步发电机作为硬件基础,通过爬山算法并结合模糊控制设计出一套最优风能捕捉的系统方案,使该系统在没有精确数学模型的情况下仍能得到比较满意的控制效果,在风场的集散控制系统中具有较高的实用价值.