一种改进的区间二型模糊控制器设计

针对二型模糊控制器设计中出现的降型计算方法损失不确定性信息的问题,提出一种改进的区间二型模糊控制器．该控制器在充分利用二型模糊推理结果的前提下,对区间模糊输出进行再次优化,其优化指标可直接与被控系统性能相关,由此可得到更有利于提高系统整体性能的准确输出量．最后,将改进的控制器用于汽车非线性悬架系统的控制,仿真结果验证了所提出方法的有效性．

     

一类非线性系统的次优控制研究

考虑一类关系度不确定且零动态稳定的非线性系统的控制器设计问题．利用预测控制概念,通过选用较为全面的二次型性能指标,对输出进行高阶泰勒级数展开,推导出一种非切换的解析次优控制律,进而得出了在该控制律下闭环系统局部稳定的充分条件．仿真例子验证了该控制算法具有较好的动态性能,与已有的近似线性化方法相比,显示了该控制策略的优越性．

     

具有H∞ 跟踪性能的机器人自适应犘犐犇控制

针对非线性不确定机器人系统的轨迹跟踪控制问题,提出一种鲁棒自适应ＰＩＤ 控制算法．该控制器由主控制器和监督控制器组成．主控制器以常规ＰＩＤ 控制为基础,基于滑模控制思想设计ＰＩＤ 参数的自适应律,根据误差实时修正ＰＩＤ 参数．基于Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数设计的监督控制器补偿自适应ＰＩＤ 控制器与理想控制器之间的差异,使系统具有设定的犎∞ 的跟踪性能．最后,两关节机器人的仿真实验结果表明了算法的有效性．

     

基于DSP/FPGA的反步法阻抗控制柔性关节机械臂

针对柔性关节机械臂与环境接触时的柔顺控制问题,提出一种反步法阻抗控制方法,并基于李雅普诺夫稳定性理论证明了控制器的稳定性.该方法是在建立柔性关节机器人模型的基础上,将李雅普诺夫函数选取与控制器设计相结合的一种回归设计方法.它从系统的最低阶次微分方程开始,逐步设计满足要求的虚拟控制,最终设计出真正的控制器.轨迹跟踪和阻抗控制实验结果表明"该方法是有效而可行的.

     

基于广义无源的输入非仿射系统的H∞控制律设计

基于动态耗散的一般理论, 提出了具有任意非线性输入端的非线性系统的一种新的控制器设
计方法。 该方法解决了以下两个问题: 1)当系统严格广义无源时, 设计非线性输出反馈使闭环系统稳定;
2) 当系统非广义严格无源时,设计同时具有状态反馈和输出反馈的双闭环控制器,使得闭环系统内稳且
具有 H ∞ 干扰衰减。对于线性系统, 所设计的问题转化为对 LMI 和 ARE 的求解问题。

     

基于二维混合模型的改进型重复控制器设计

针对一类线性系统,提出一种基于连续/离散二维混合模型的改进型重复控制系统设计方法.首先,通过分析重复控制系统中独立存在的控制行为和学习行为,建立了连续/离散二维混合模型,并将重复控制设计问题转化为一类连续/离散二维系统的状态反馈控制问题;然后,基于对重复控制过程的分析和二维模型,提出一种新型重复控制系统结构,并将重复控制器的设计问题转化为连续/离散二维混合系统的状态反馈设计问题;最后,应用二维Lyapunov 泛函理论和线性矩阵不等式方法,获得了重复控制器参数求解方法.

     

非自衡时滞对象的改进内模控制

针对化工生产中常见的具有积分和时滞特性的过程对象,采用一种改进的两自由度内模控制方案．其中一个新增的控制器用于设定值跟踪响应的期望极点配置,利用直接合成法设计设定值跟踪控制器;另一个新增的控制器用于稳定对象和抑制扰动,并采用期望闭环余灵敏度法确定控制器．设定值跟踪控制器和扰动抑制控制器可通过性能参数独立调节,并保证系统具有较好的鲁棒稳定性．最后,通过仿真实例验证了控制方案的有效性．

     

时变不确定系统鲁棒控制器设计的新方法

基于包含两个二次项的分段Lyapunov函数,研究了线性时变不确定系统的鲁棒控制器设计问题.所考虑的系统由两个矩阵的凸组合构成,通过引入一个附加矩阵,推导出鲁棒控制器存在的充分条件.该控制器的状态反馈增益的求解问题可以转化为一组带有两个比例参数的线性矩阵不等式的凸优化问题.最后的数值示例说明了该设计方法的可行性.

     

高超声速飞行器基于Back-stepping的离散控制器设计

!根据高超声速飞行器纵向模型的特点,提出了基于Back-stepping的离散控制器设计方法.首先通过合理的简化,将飞行器的模型转化为连续非线性系统的严格反馈形式;然后采用欧拉法得到其近似的离散模型,根据近似离散模型并结合Back-stepping和反馈线性化方法,设计了高超声速飞行器的离散控制器.利用高超声速飞行器的纵向模型对算法进行仿真验证,得到了较为满意的控制效果.

     

基于观测器的不确定广义时滞系统鲁棒预测控制

针对一类不确定广义时滞系统,讨论了其基于观测器的鲁棒预测控制问题,给出了系统观测器型预测控制器的设计方法.通过构造带有误差项的Lyapunov函数,应用线性矩阵不等式,将无穷时域二次性能指标"min-max"优化问题转化为凸优化问题,得到了鲁棒预测控制器存在的充分条件和显式表达式.证明了优化问题在初始时刻的可行解能保证广义闭环系统渐近稳定且正则无脉冲.仿真实例验证了所提出方法的有效性.

     

具有极点约束的鲁棒H2/H∞满意容错控制

针对不确定性不满足匹配条件的随机线性离散系统,研究执行器发生故障时满意容错控制器的设计问题.在更一般的连续型执行器故障模型下,所设计的控制器可保证闭环系统同时满足区域极点指标,H_∞范数指标和 H₂性能指标约束.建立了3类指标的相容性,并给出了相容指标约束下控制器存在的充分条件和设计步骤.仿真实例验证了该方法的有效性,并通过与不考虑故障的系统进行比较,说明对系统进行满意容错控制的必要性.

     

一种PID模糊控制器(fuzzy PI + fuzzy ID型)

提出一种二维PID模糊控制器,其结构形式简称为fuzzy PI + fuzzy ID型.根据fuzzy PI 和fuzzy ID控制器的图解说明,确定该 fuzzy ID控制器的模糊控制规则的相似性.理论分析表明,该PID模糊控制器除具有常规PID性能外,还具有非线性等特点.仿真结果表明,与常规PID和fuzzy PI 控制相比性能更优.

     

非线性时滞系统的抖振削弱自适应滑模控制

针对一类非线性时滞系统的鲁棒自适应滑模控制器设计问题,提出了一种基于偏微分变换的自适应滑模控制方法,该方法能够有效地削弱系统的输入抖动．基于自适应滑模控制技术和Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定方法,克服了时滞影响,不但保证系统状态可以在有限的时间内到达滑模面,而且保证了系统的渐近稳定特性．最后给出的仿真结果验证了该控制方案的有效性．

     

基于带有随机时滞的多通信通道的网络控制系统镇定

基于带有随机时滞的多通信通道,建立了离散时间网络控制系统模型．利用缓存对丢包进行补偿,并设计了状态反馈控制器,使系统达到随机稳定．采用锥型补偿线性化（ＣＣＬ）算法得到了控制器增益的全局最优解．最后通过倒立摆系统的仿真例子验证了所提出方法的可行性．

     

一类具有数据包丢失的网络控制系统的最优控制

针对控制器和执行器均采用时钟驱动且最大丢包率和最大连续丢包长度被限定的短时延网络控制系统,提出一种数据包丢失的估值补偿方法.该方法可以根据历史状态向量和控制向量信息估算出当前的控制量.利用该方法和动态规划算法,导出了离散二次型性能指标下的网络控制系统的最优控制序列,进而给出最优控制律的实现算法.数值仿真算例验证了所得结果的有效性和正确性.

     

可重构模块机器人分散容错控制

针对可重构模块机器人的执行器故障,提出一种基于自适应模糊系统的分散被动容错控制方法．该方法不需要机器人动力学模型与模块之间的信息交换,模块控制器分别采用间接和直接自适应方法设计,自适应参数的更新律基于Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性理论设计,保证了系统的稳定性和H_∞ 跟踪性能．数值仿真结果表明了所提出方法的有效性．

     

新型增益调度变结构控制器的性能比较研究

为了提高变结构控制系统的控制效率,从节省控制能耗,消除颤振,快速进入滑动模态,获取稳定滑动模态等基本要求出发,将变结构控制器设计成具有增益调度控制器参数的增益调度变结构控制器,并提出了增益调度变结构控制器的设计方法.通过选择不同的调度变量,调度变量函数以及调度变量的变化范围,给出6种不同的增益调度变结构控制器,并进行了仿真研究,以比较其控制性能.

     

Buck变换器的离散时间全程滑模控制

针对含有匹配不确定项的线性离散时间系统,设计了一种全程滑模控制器,使系统状态在初始时刻就在切换区内．给出了一种双曲正切离散趋近律,由这种改进的趋近律所设计的控制器不但可以减小系统稳态误差,而且能够削弱系统的抖振强度．将该方法应用在Ｂｕｃｋ变换器的控制器设计中,对Ｂｕｃｋ变换器的电压进行跟踪控制,仿真结果验证了所给控制策略的有效性．

     

一类区间时变输入时滞与状态时滞线性系统的稳定性研究

研究一类具有区间时变输入时滞与状态时滞线性系统的稳定性问题．通过选择合理的Ｌｙａｐｕｎｏｖ Ｋｒａｓｏｖｓｋｉｉ函数,基于积分等式方法（积分等式由自由权矩阵构造而成）,以ＬＭＩ的形式给出时滞相关的稳定性充分条件,并进行了相关控制器的设计．所得结论对时滞导数没有任何限制,可用于快时变时滞系统．同时,积分等式方法较积分不
等式方法更优,保守性更低．最后,通过数值比较及仿真表明了所提出方法的有效性和优越性．

     

柔性臂协调运动系统的动态反馈镇定

研究柔性臂协调运动系统分布参数模型的镇定问题.基于系统能量关系和正实引理,提出一种构造性的设计方法.所设计的控制器由前馈和动态反馈两部分构成,其中动态反馈部分的传递函数是严格正实的.通过线性算子半群理论和LaSalle 不变集原理,证明了闭环系统是渐近稳定的.