一类受约束非线性系统的有限时间优化镇定

优化控制方法可以考虑系统性能和节省能源,但是不能给出初始稳定区域的描述.本文阐述的优化控制方法可以给出初始稳定区域的描述,使得约束非线性系统有限时间稳定.首先设计有限时间优化控制器使得系统的状态在有限时间内进入初始稳定区域,同时优化目标函数,系统实现性能最优和消耗最小.进而设计有限时间鲁棒镇定控制器使得系统的状态在有限时间内收敛到原点. Lyapunov函数分析方法给出了吸引域的估计,并确保在不同状态下,设计的控制器使得闭环系统有限时间稳定.最后给出了一个仿真实例验证算法的有效性.     

基于波波夫稳定判据的模糊控制器系统化设计方法

利用模糊控制器具有的输入输出比例特性及非线性系统的波波夫稳定判据, 提出了在保证被控系统稳定的前提下模糊控制器的系统化设计方法. 仿真结果表明, 应用此种方法设计的模糊控制器可以确保系统的稳定性.     

多变量系统近似模型设计方法

本文介绍了多变量系统近似模型设计方法和相应鲁棒性稳定判据.并在 IBM—PC 微机上,用 FORTRAN 语言实现了计算机的辅助设计.用该方法对大型加热炉控制系统进行鲁棒性设计.结果表明,设计的系统具有稳定鲁棒性和良好的性能鲁棒性.     

基于观测器的切换模糊时滞系统的反馈控制

针对状态不可测的切换模糊时滞系统, 根据平行分布补偿算法(PDC), 设计了切换模糊观测器和反馈控制器, 应用共同Lyapunov函数方法使观测误差系统在任意切换下渐近稳定, 应用多Lyapunov函数方法, 使系统状态在设计切换律下渐近稳定, 并给出了时滞相关的切换模糊系统渐近稳定的矩阵不等式条件. 仿真结果表明结论的有效性.     

具有数据丢包的非线性奇异脉冲系统量化控制

考虑网络传输中存在的数据丢包和信号量化问题, 研究了基于数据丢包的非线性奇异脉冲系统设量化反馈控制器的设计方法. 首先给出一般非线性奇异脉冲系统的数学描述, 并在此基础上建立相应的具有丢包的闭环量化反馈控制系统的数学模型. 其次, 根据李雅普诺夫稳定性理论, 给出了奇异脉冲系统的渐近稳定的充分条件以及量化反馈控制器的设计方法. 应用本设计方法, 可以选择满足代数矩阵不等式条件的量化反馈增益, 实现系统渐近稳定. 最后通过对Chua混沌系统仿真, 表明利用本文设计的量化控制器能够保证闭环非线性奇异脉冲系统在具有数据丢包的情况下渐近稳定.     

分数阶参数不确定系统的PI^λ控制器

利用求解分数阶参数不确定系统稳定域的方法,设计了使分数阶参数不确定系统具有鲁棒性的分数阶PIλ控制器.首先采用Kharitonov理论,将分数阶参数不确定系统分解成若干个参数确定的子系统,然后用D分解方法分别求出在PIλ控制器的控制下,使各个子系统都取得较大稳定域的参数λ值.再采用此λ值构建PIλ控制器并计算各个子系统的稳定域.各个子系统稳定域的交集即为参数不确定系统在PIλ控制器控制下的稳定域.同时证明了所构建的PIλ控制器能稳定整个参数不确定系统组.最后在稳定域内取控制器参数值,便构成了所设计的PIλ控制器.文中采用实例对此设计方法进行验证,并用所构建的PIλ控制器对参数不确定系统组的各个子系统进行阶跃响应分析,结果表明PIλ控制器对参数不确定系统具有较强的鲁棒性.     

非线性切换广义系统的输入– 状态稳定性

针对一类非线性切换广义系统,分两种情况对其输入-状态稳定性问题进行了研究.采用平均驻留时间方法,通过设计适当的切换规则,给出了非线性切换广义系统整体输入-状态稳定的充分条件.相较于已有的控制方法,该方法无需构造输入-状态稳定的Lyapunov函数以及无需设计控制器的具体结构,这在一定程度上方便了控制器的设计.最后,两个仿真算例表明了所提方法的有效性.     

一类高阶非线性不确定系统自适应稳定控制

研究了一类高阶非线性不确定性系统的自适应稳定控制设计问题.因该系统的非线性程度高,其控制系数不等同、符号已知、但数值未知,故在此之前其稳定控制设计问题没有得到解决.本文应用自适应技术,结合设计参数的适当选取,从而得到了设计该类非线性系统状态反馈稳定控制器的新方法,并基于反推技术,给出了稳定控制器的设计步骤.所设计的状态反馈控制器使得闭环系统的状态全局渐近收敛于零,其余闭环信号一致有界.最后通过一个仿真例子说明了控制设计方法的有效性.     

具有均匀量化器的非线性网络控制系统的一致有界性

建立一种非线性连续被控对象、系统总时延小于一个采样周期的网络控制系统连续模型.通过线性化及离散化的方法将非线性系统转换一种离散化的模型.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,设计控制方法使系统稳定.在系统包含均匀量化器的情况下,设计控制方法使系统一致有界.通过调节量化器的误差范围,可以将系统状态控制在一定的范围内.实际中,据此可设计相应的量化级别及编码长度等参数.通过仿真验证控制方法的有效性,并分析了量化误差对系统收敛性的影响.     

一类不确定广义系统的分散容错控制

讨论一类不确定广义系统分散容错控制器设计问题.首先利用线性矩阵不等式(LMI)设计分散状态反馈控制器,使得广义系统执行器未出现故障时渐近稳定;接着针对广义系统的部分执行器出现故障的情况设计分散状态反馈控制器,使得闭环广义系统渐近稳定;进而利用LMI设计广义系统在分散状态反馈作用下具有完整性的容错控制器;同时对传感器故障情形设计了广义系统在分散输出反馈作用下具有完整性的容错控制器,得到了不确定广义系统关于执行器和传感器的分散容错控制器设计的方法.将所设计的控制器用于实际电子网络系统,验证了所提出方法的有效性.     

基于T-S模糊双线性模型的事件触发滑模控制

针对模糊双线性系统,研究一类事件触发滑模控制;求出使控制器分母为零的奇异区域,选定事件触发阈值,确定事件触发需满足的条件区域,使奇异区域包含于条件区域;构造积分滑模面,得出常规滑模控制律,并在此基础上,结合事件触发机制,对控制律进行增广,设计辅助控制律,使得系统状态临近奇异区域时,得以平稳过渡,保证系统稳定性,同时保证状态正常到达滑模面;根据设计的事件触发滑模控制律,考虑系统状态趋近奇异区域的不同情况,结合李雅普诺夫稳定性条件,分别对系统状态的可达性和稳定性进行证明;最后,以数值仿真验证所提方法的有效性.     

广义双线性系统的终端滑模控制

研究广义双线性系统的终端滑模变结构控制问题.基于Lyapunov稳定性理论,运用Lyapunov函数方法,给出广义双系统的终端滑动模超出面,设计相应的终端滑模变结构控制器,使得闭环系统渐进稳定,实现滑动模运动,保证系统状态在有限时间内到达平衡点,得到广义双线性系统全局稳定的充分条件.所给的可行性算例,说明这一方法的有效性与可行性.     

Design of sliding mode controllers for bilinear systems with time varying uncertainties.

Sliding mode controllers for the bilinear systems with time varying uncertainties are developed in this paper. The bilinear coefficient matching condition which is similar to the traditional matching condition for linear system is defined for the homogeneous bilinear systems. It can be seen that the bilinear coefficient matching condition is very limited and is not generally applicable to the nonhomogeneous bilinear system. Thus, the sliding coefficient matching condition is also considered for the bilinear systems with time varying uncertainties. Then, the sufficient conditions are provided for the reaching mode of the time varying uncertain bilinear systems to be guaranteed by the designed sliding mode controllers. Moreover, the stability of the uncertain bilinear systems with the sliding mode controller is discussed. Simulation results are included to illustrate the effectiveness of the proposed sliding mode controllers.     

Design of switched controllers for discrete singular bilinear systems

In this paper, switched controllers are designed for a class of nonlinear discrete singular systems and a class of discrete singular bilinear systems. An invariant principle is presented for such switched nonlinear singular systems.The invariant principle and the switched controllers are used to globally stabilize a class of singular bilinear systems that are not open-loop stable.     

Design of switched controllers for discrete singular bilinear systems

In this paper, switched controllers are designed for a class of nonlinear discrete singular systems and a class of discrete singular bilinear systems. An invariant principle is presented for such switched nonlinear singular systems.The invariant principle and the switched controllers are used to globally stabilize a class of singular bilinear systems that are not open-loop stable.     

广义系统的有限时间滑模变结构控制

研究了一类广义系统的有限时间滑模变结构控制问题。通过非奇异线性变换把广义系统变换成受限等价形式,利用Lyapunov函数的方法,提出了一种新型的有限时间滑模变结构控制策略,给出了特殊的开关型滑模面,设计了相应的滑模变结构控制器,使得闭环系统渐进稳定,实现了滑模运动,保证了在滑模面上系统状态变量在有限时间内到达平衡点。给出了可行性算例,说明了设计的有效性。     

Passivity-based sliding mode control of uncertain singular time-delay systems

In this paper the problem of sliding mode control (SMC) with passivity of a class of uncertain nonlinear singular time-delay systems is studied. An integral-type switching surface function is designed by taking the singular matrix into account, thus the resulting sliding mode dynamics is a full-order uncertain singular time-delay system. By introducing some slack matrices, a delay-dependent sufficient condition is proposed in terms of linear matrix inequality (LMI), which guarantees the sliding mode dynamics to be generalized quadratically stable and robustly passive. The passification solvability condition is then established. Moreover, a SMC law and an adaptive SMC law are synthesized to drive the system trajectories onto the predefined switching surface in a finite time. Finally, a numerical example is provided to illustrate the effectiveness of the proposed theory.     

Observer‐based mode‐independent integral sliding mode controller design for phase‐type semi‐Markov jump singular systems

This paper considers the observer‐based integral sliding mode controller design problem of semi‐Markovian jumping singular systems with time‐varying delays. Firstly, by using a plant transformation and supplementary variable technique in the work of Hou et al, the discussed phase‐type semi‐Markov jump singular system is equivalently transformed into its associated Markov jump singular system. Secondly, an observer‐based sliding mode controller design problem is investigated for the associated singular Markov jump systems. The highlight of this paper is that we construct an observer‐based mode‐independent integral sliding mode surface function, which is different from the mode‐dependant sliding mode surface function in the previous literatures. Based on this, an observer‐based sliding mode controller is designed to guarantee that the associated singular Markov jump system meets the reachable condition. Finally, a practical example is presented to demonstrate the efficiency and effectiveness of our obtained results.     

广义双线性系统的参考模型变结构控制

变结构控制是自动控制理论的重要研究分支,首次对广义双线性系统的参考模型变结构控制进行研究.利用广义Lyapunov方法研究广义双线性系统的参考模型变结构控制,通过引入滑动模态补偿器,选取适当的切换流形设计其变结构控制,以保证其闭环系统的渐近稳定,实现滑动模运动,举例说明设计方法的合理性和有效性.     

一类不确定广义时滞系统的H∞自适应控制

针对一类具有外部扰动的不确定广义时滞系统,首先,设计一个积分型滑模面函数,基于Lyapunov稳定性理论,并结合线性矩阵不等式等技术,给出该滑动模态方程鲁棒渐近稳定的一个充分性判据;然后,通过设计一个新型的自适应滑模控制器,使得该闭环系统的状态可在有限时间内到达滑模面并作滑动运动;最后,通过一个数值仿真例子验证所提出的方法是有效可行的.