考虑输入饱和的离散最优积分滑模控制

针对含有匹配有界干扰的线性离散系统, 提出一类最优积分滑模控制算法. 在系统开环极点位于单位圆内(上) 的前提下, 考虑输入饱和, 可以实现系统状态的半全局稳定. 该算法是低增益反馈和积分滑模的有益结合, 通过低增益反馈使输入饱和得到满足, 通过滑模控制增强了系统对干扰的鲁棒性; 另外, 该算法可以使特定的性能指标达到最优, 使系统稳态误差达到??(??²) 的量级. 仿真结果验证了所提出算法的有效性.

     

具有控制时滞的离散系统的无抖振滑模控制

研究含时滞的线性离散系统的变结构控制问题. 首先将之简化为不含时滞项的线性离散系统. 然后对简化系统提出一种新的无抖振滑动模态控制算法. 该算法使滑模控制分为两个阶段,当系统轨迹在滑模某邻域以外时, 利用传统的到达控制律使系统状态轨迹单调趋近滑模面; 当系统轨迹进入该邻域内, 无抖振控制律使其轨迹一步到达滑模面. 该控制律有效地削除了由离散系统解轨迹的不连续性产生的抖振现象. 仿真结果表明了这种方法的有效性.     

非匹配不确定高阶非线性系统的滑模控制新方法

对具有非匹配不确定的高阶非线性系统,采用改进的高阶滑模微分器获取已知状态的任意阶微分估计值,再以恰当阶次的状态微分估计值之差,得到非匹配不确定项及其微分的估计值,证明了其误差任意小.为避免奇异性和抖振,采用两种方案设计了滑模控制器,并设计鲁棒项提高系统鲁棒性.基于Lyapunov~论证明了系统稳定性.同现有其他方法相比,该方法具有适用范围更广、收敛速度快、控制精度高、运算量小、保守性低等优点.最后仿真证明了本文所有结论.     

不确定时变时滞系统的自适应全局鲁棒滑模控制

针对一类存在时变状态时滞的不确定性系统, 基于全程滑模的思想, 引入一种带状态时滞项的积分型滑模面, 以消除趋近模态, 实现全程滑模控制; 基于一种新颖的自由权矩阵时滞转换模型, 采用线性矩阵不等式(LMI) 的方法给出并证明了滑动模态稳定的充分条件, 降低了保守性; 结合自适应控制思想设计出自适应滑模控制器, 克服了不确定性以及时变的时滞影响.

     

无刷直流电机转速伺服系统反步高阶滑模控制

针对无刷直流电机转速伺服系统高性能非线性鲁棒控制, 提出一种新型的多滑模反步高阶滑模非线性控制方法. 在控制律设计的每一步都引入二阶滑模Super-Twisting 算法, 无需计算变量导数, 消除了滑模抖振, 并在第1 级子系统虚拟控制律设计中提出一种改进的二阶滑模Super-Twisting 算法. 与传统双闭环PI 控制相比, 能够令系统的动静态性能更好, 转矩脉动更小, 鲁棒性更强; 与标准Super-Twisting 算法相比, 进一步提高了系统对阶跃负载扰动的抑制能力. 最后通过仿真分析表明了所提出方法的有效性.

     

无抖振离散滑模趋近律

针对离散滑模趋近律形式多样且容易产生高频抖振的问题,提出了离散滑模趋近律的一般形式,并给出了无抖振的到达条件及其理论证明,从一般意义上为离散滑模趋近律的设计提供了理论依据。针对满足匹配条件的不确定系统,给出了切换函数收敛域的推导方法,推导了无抖振的最小收敛域。以典型的高氏指数趋近律为例,利用无抖振的到达条件,对其一般形式进行了无抖振改进,验证了所提出方法的有效性。     

非匹配的不确定时滞离散系统的滑模控制

针对一类不确定离散时滞系统,研究了其滑模控制问题。所考虑的系统是变时滞的,并且含有非匹配的时变参数不确定项。通过非奇异矩阵变换将其转化为两部分,一部分满足传统的匹配争件;另一部分是非匹配,但是满足范数有界的条件。利用变结构控制方法,设计了满足到达条件的滑模控制器,使系统状态在有限时间内到达滑模面。并且在控制器的作用下保持在滑模面上,从而使系统具有稳定的滑动模态,克服了传统滑模控制方法中不确定项需满足匹配条件的保守性。     

一类不确定切换中立型系统的鲁棒滑模控制

针对一类不确定切换中立型系统, 设计相应的积分型滑模面. 基于平均驻留时间方法和线性矩阵不等式技术, 给出滑模动力学系统鲁棒指数渐近稳定的时滞相关性判据. 通过设计滑模控制器, 使闭环系统的状态满足到达条件. 数值仿真表明, 所提出的方法是有效可行的.

     

非匹配不确定系统的自适应反演准滑模控制

对于一类n阶非线性系统,提出一种自适应反演准滑模控制方法,控制的前n-1步采用自适应反演算法消除非匹配不确定性的影响,在最后一步,为改进跟踪效果,结合了可变边界层的思想,设计了准滑模控制方法,达到系统的n个状态快速收敛的目的.最终系统中不满足匹配条件的部分也具有较好的鲁棒性.与自适应反演线性滑模方法相比具有更好的跟踪性,理论分析证明了控制系统在削弱抖振的同时也能保证稳态精度,仿真实验证明了该方法的可行性.     

一类输入受限的不确定非仿射非线性系统二阶动态terminal 滑模控制

针对一类输入受限的不确定非仿射非线性系统跟踪控制问题, 提出一种二阶动态terminal 滑模控制策略. 在不损失模型精度, 并考虑系统输入饱和受限的前提下, 给出一种适用于全局的不确定非仿射非线性系统近似方法. 提出小波小脑模型干扰观测器设计方法, 实现复合扰动的有效逼近. 构造辅助系统分析输入饱和对跟踪误差的影响. 通过构造基于PI 滑模面的terminal 二阶滑模面, 给出二阶动态terminal 滑模控制器设计过程, 克服了传统滑模的抖振问题. 仿真结果验证了所提出方法的有效性.

     

一种参数优化的非线性离散系统鲁棒迭代学习控制方法

针对带有扰动的一类离散非线性系统的鲁棒迭代学习控制问题, 设计一种基于参数优化的迭代学习控制算法. 该算法能够保证在有初始状态误差和状态、输出扰动的情况下使闭环系统具有鲁棒BIBO 稳定性, 系统输出能够单调收敛于给定输出轨迹的邻域内; 在没有初始状态误差和扰动的情况下能够以零稳态误差跟踪给定输出轨迹. 最后通过仿真分析验证了所提出算法的有效性.

     

不确定性R¨ossler 系统的自适应鲁棒跟踪控制

研究具有外部不确定性R¨ossler 混沌系统的鲁棒跟踪控制问题. 基于动态面控制原理设计自适应鲁棒控制器, 给出了系统参数的自适应更新律, 使得被控闭环系统的各误差变量一致有界. 系统输出曲线渐近跟踪任意期望轨道, 且跟踪误差能被控制在任意小的范围内, 而无须知道系统的参数及外部不确定性的界限. 基于稳定理论给出了具体的稳定性分析, 并通过数值仿真验证了该方法的有效性及鲁棒性.

     

Adaptive robust fault-tolerant control for linear MIMO systems with unmatched uncertainties

In this paper, two novel fault-tolerant control design approaches are proposed for linear MIMO systems with actuator additive faults, multiplicative faults and unmatched uncertainties. For time-varying multiplicative and additive faults, new adaptive laws and additive compensation functions are proposed. A set of conditions is developed such that the unmatched uncertainties are compensated by actuators in control. On the other hand, for unmatched uncertainties with their projection in unmatched space being not zero, based on a (vector) relative degree condition, additive functions are designed to compensate for the uncertainties from output channels in the presence of actuator faults. The developed fault-tolerant control schemes are applied to two aircraft systems to demonstrate the efficiency of the proposed approaches.     

带有非线性不确定奇异系统的积分滑模控制

针对一类含有非线性不确定的奇异系统, 提出了一种面向性能的鲁棒控制器. 控制器由3部分组成: 积分滑模控制、附加的非线性控制及复合非线性反馈控制. 积分滑模控制可将匹配不确定完全抵消并使系统轨迹进入理想滑模; 附加的非线性控制用来抑制理想滑动模态上非匹配不确定对系统稳定性和性能的影响; 复合非线性反馈控制则保证闭环系统输出按性能要求渐近地跟踪参考输入信号. 最后通过算例说明所提算法的有效性.     

含有参数化和非参数化不确定性系统重复学习控制

针对含有参数化和非参数化的高阶非线性系统,设计了一种重复学习控制方案.假设未知时变参数和参考信号的共同周期是已知的,通过参数重组技巧,将所有未知时变项合并为一个周期时变向量.将改进Backstepping方法与分段积分机制相结合,构造了微分-差分参数自适应律和重复学习控制律,使跟踪误差在误差平方范数意义下渐近收敛于零.利用Lyapunov泛函,给出了闭环系统收敛的充分条件.仿真结果验证了该方法的有效性.     

一类非匹配不确定性非线性系统的鲁棒镇定

研究了非线性系统存在非匹配不确定性时控制器的鲁棒镇定问题. 基于对象的模糊动态模型, 提出了一种状态反馈控制器的设计, 给出控制器在建模不确定性等各种非匹配不确定性存在下仍能够镇定非线性系统的一个充分条件. 仿真结果表明了设计方法的正确性.     

非匹配离散系统无抖振鲁棒准滑模控制

研究离散准滑动模态的鲁棒性恢复和抖振削弱问题。针对一类同时含有匹配建模误差和非匹配外界干扰不确定离散系统,设计一种基于解耦干扰补偿器的鲁棒准滑模控制方案。为保证系统的鲁棒性,针对非匹配外界干扰设计一种改进的解耦干扰补偿器,估计误差有界收敛。通过引入幂次函数设计鲁棒离散准滑模控制器,消除系统抖振,给出切换函数准滑模带,并证明了闭环系统离散准滑动模态的稳定可达性。最后通过仿真验证了所提出控制方案的有效性。     

离散线性周期系统的模型匹配

考虑离散线性周期系统的模型匹配问题, 提出一种基于参数化极点配置的模型匹配方法. 该方法从时域的角度出发, 采用周期状态反馈, 使得闭环系统充分接近目标系统. 由于所采用的参数化极点配置算法提供了充分的自由度, 所提出的方法能够实现零误差匹配. 数值算例验证了所提出算法的有效性.