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.     

离散时滞系统的近似最优扰动抑制

研究了状态变量合有时滞的离散系统在外部扰动下的最优控制问题．通过引入一个灵敏度参数,将原系统的最优扰动抑制问题转化为一族不含超前项和时滞项的两点边值问题,并由此导出了最优扰动抑制控制器的这代近似设计方法．得到的最优扰动抑制控制律由解析的前馈一反馈项和伴随向量级数和形式的补偿项组成,截取伴随向量级数的有限和得到原系统的次优扰动抑制控制律．数值仿真表明该近似最优控制器对外部持续扰动具有良好的鲁棒性。     

基于观测器的受扰非线性系统近似最优跟踪控制

研究一类受扰非线性系统的最优输出跟踪控制问题.给出了有限时域最优输出跟踪控制律的近似设计算法.首先将求解受扰非线性系统最优跟踪控制问题转换为求解状态向量与伴随向量耦合的非线性两点边值问题,然后利用逐次逼近方法构造序列将其转化为求解两个解耦的线性微分方程序列问题.通过迭代求解伴随向量的序列,可得到由解析的线性前馈-反馈控制部分和伴随向量的极限形式的非线性补偿部分组成的最优输出跟踪控制律.利用参考输入降维观测器和扰动降维观测器,解决了前馈控制的物理可实现问题.最后仿真结果表明了该方法的有效性.     

含状态和输入时滞的离散时间系统的近似最优跟踪控制

针对状 态和控制输入均含有时滞的离散时间系统, 提出最优跟踪控制的设计方法. 通 过引入一种新的状态向量, 将含有状态和控制输入时滞的离散时间系统转化为 含有虚拟扰动项的无时滞离散时间系统. 根据最优控制理论, 构造离散Riccati矩阵方 程和离散Stein矩阵方程的序列, 并证明该解序列一致收敛于变换后的离散时间系统的最优跟 踪控制策略. 利用最优控制的逐次逼近设计方法, 得到最优跟踪控制的近似 解, 并给出求解最优跟踪控制律的算法. 仿真算例表明了所提出最优跟踪控制 方法的有效性.     

时滞系统在高速网络下的最优扰动抑制

研究在含有控制时滞与测量时滞的系统在高速通讯网络下最优扰动抑制问题. 首先建立在高速通讯网络下含有控制时滞与测量时滞系统的离散化数学模型, 利用模型转换将时滞系统转化为形式上的无时滞系统. 然后通过求解离散Riccati方程和Stein方程设计含有状态反馈、扰动前馈和控制记忆项的最优控制律, 前馈项和控制记忆项分别补偿了扰动和控制时滞对系统性能的影响. 通过构造降维扰动状态观测器, 设计了含扰动前馈、输出反馈及 控制记忆项的动态控制律, 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.     

带阶跃扰动的线性时滞系统最优无静差控制

研究线性时滞系统在阶跃扰动作用下的最优控制问题．首先基于内模原理构造扰动补偿器,以完全消除阶跃扰动对系统的影响。并将原系统的最优无静差扰动抑制问题转化为无扰动最优控制问题;然后利用灵敏度方法,求得由精确的解析项和伴随向量级数形式补偿项组成的最优控制律,通过截取伴随向量级数的有限项和．可得到次优无静差控制律．仿真实例验证了该方法的有效性．     

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．     

一类双线性系统的最优跟踪控制问题

针对一类具有二次型性能指标的双线性系统的最优跟踪控制问题,提出了一种通过逐次逼近法设计最优控制律的近似方法。首先将状态向量含有时滞的双线性系统的最优跟踪问题转化为最优调节问题;然后利用逐次逼近算法,将既含有时滞项又含有超前项的两点边值问题转化为不含时滞项和超前项的线性两点边值问题族,得到调节系统的最优控制律,并可以通过截取最优控制序列的有限项得到调节系统的前馈-反馈次优控制律。最后,将最优控制问题转化为最优跟踪问题。仿真结果表明,此方法达到了较好的跟踪效果。     

受扰非线性离散系统的前馈反馈最优控制

利用逐次逼近法研究含外部扰动的非线性离散系统的线性二次型前馈反馈最优控制问题.首先将系统的最优控制问题转化为非线性两点边值问题族.其次,构造了该问题族的由精确线性项和非线性补偿项组成的解序列,并证明了解序列一致收敛到系统的最优解.最后,通过截取最优控制序列解中非线性补偿项的有限项,得到系统的前馈反馈次优控制(FFSOC)律及设计算法.仿真算例表明,该算法容易实现,且对抑制外部扰动的鲁棒性优于经典的反馈次优控制(FSOC).     

带有持续扰动非线性系统的前馈-反馈最优控制

研究具有外界持续扰动作用下非线性系统的最优控制问题,提出了一种设计前馈一反馈最优控制器的逐次逼近算法．利用该算法可将在扰动作用下的非线性系统的最优控制问题转化为求解线性非齐次两点边值序列的问题．得到的最优控制律由解析的线性前馈-反馈项和伴随向量序列极限形式的非线性补偿项组成．通过截取非线性补偿序列的有限项,可得到前馈-反馈次优控制律．仿真结果表明,该方法抑制外部持续扰动的鲁棒性优于经典反馈最优控制．