汽车主动悬架系统的离散最优控制

为改善汽车乘坐舒适性和操作性,研究1／4汽车主动悬架系统的离散最优控制问题,给出汽车主动悬架系统的离散化模型,并通过引入路面扰动补偿向量,给出悬架系统的有限时域前馈反馈最优控制律．通过求解矩阵微分方程得到扰动补偿向量．该控制律容易实现,对由路面引起的振动有明显的抑制作用．     

无刷直流电机控制系统的逐次逼近最优控制

通过建立直流电机的数学模型,构造其解收敛于原系统的系统序列,将系统的最优控制问题转化为由精确线性项和非线性补偿项组成的两点边值问题族,并利用前馈--反馈最优控制律的逐次逼近算法来完成控制系统的分析和设计,使直流电机系统稳定工作.通过Matlab对直流电机的工作进行仿真,仿真结果表明,此设计方法可使系统稳定工作并具有良好的动态性能.     

非线性脉冲时滞泛函微分系统的渐近性

利用比较原理与序列极限的方法讨论了线性时滞泛函微分系统在非线性脉冲下的扰动,研究了非线性脉冲时滞泛函微分系统解的渐近性.得到了线性时滞泛函微分系统在非线性脉冲扰动下系统的所有解都渐近吸引的充分性条件.     

一阶时滞过程二自由度PID控制器优化法

在前馈加反馈的二自由度控制结构中,反馈PID控制器用于抑制负载扰动,同时使闭环系统有合适的鲁棒稳定性,而前馈控制器是在反馈PID基础上引入比例加权系数和微分滤波系数实现,目的是使设定值响应速度快且超调小.PID参数和前馈系数都是依时间绝对误差积的积分（ITAE）最优而得.针对工业上典型的一阶时滞过程,利用计算机优化和拟合运算,得到控制器的最优设定公式.仿真表明,建议方法对时滞过程是有效的.     

一类大时滞网络控制系统的H_∞鲁棒控制

研究一类大时滞不确定网络控制系统的输出反馈H∞鲁棒控制问题。将具有随机大时滞的网络控制系统模型化为具有不确定系数的离散时间系统模型,然后利用构造的Lyapunov函数和线性矩阵不等式,证明并给出了输出反馈H∞鲁棒控制问题有解的充分条件。所设计的控制器使系统具有鲁棒性,能满足所给H∞范数指标。最后通过算例验证结果的有效性。     

受扰离散时滞系统的最优变结构控制

针对离散时滞不确定系统,设计了二次型性能指标下的最优滑模控制器.通过滑模控制方法,设计最优滑模面,实现状态轨迹在滑模面上滑动运动的最优化;利用含有时滞的两点边值问题的近似解法,得到由参考输入外系统的状态来构造前馈控制作用;设计的观测器对扰动外系统的状态进行了重构,从而得到物理可实现的切换控制律,能有效调控系统的收敛速度.仿真结果表明:所提的方法是有效的,所设计的滑模运动易于实现且对外界扰动具有很强的鲁棒性.     

不确定线性时滞系统的鲁棒镇定

针对过程控制中,普遍存在的时滞和不确定现象,研究了状态和控制均存在滞后的不确定线性时滞系统的鲁棒镇定问题,其中的不确定性是时变有界的,不要求满足"匹配条件"。应用Lyapunov稳定性分析和Riccati方程方法,提出了不确定线性时滞系统能用无记忆状态反馈控制器进行鲁棒镇定的充分条件,该充分条件以线性矩阵不等式存在对称正定解的形式给出。通过求解代数Riccati方程的对称正定解,来构造无记忆线性状态反馈稳定化控制器,并给出了基于该方法的数值算例,数值仿真结果表明了对于状态和控制均存在滞后的不确定线性时滞系统,应用该算法构造的无记忆线性状态反馈稳定化控制器,可使闭环系统是二次稳定的,故而证明了该算法的有效性。     

时滞离散切换系统基于观测器的输出反馈镇定

针对一类任意切换律下含有时滞的不确定离散切换系统,研究了其基于观测器的输出反馈鲁棒镇定问题.所考虑的系统不确定性是时变的,且满足范数有界条件.假定下一时刻要切换到的子系统可预先获得,给出了该含有时滞的离散切换系统状态观测器形式,通过构造增广系统,设计基于状态观测器的无记忆反馈控制器,以保证相应的增广闭环系统鲁棒渐近稳定.借助于Lyapunov函数方法和线性矩阵不等式技术,给出了不确定切换系统存在状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器的充分条件,并将该充分条件转化为一组线性矩阵不等式的可行性问题,同时给出相应的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器.最后通过一个数值算例验证了本文结果的有效性.     

连续时间非线性时滞系统的新最优控制算法

为了研究非线性连续时间时滞系统最优控制问题,提出了一种基于线性时滞模型的动态系统优化与参数估计的新的最优控制算法,在模型与实际存在差异的情况下,该算法通过迭代求解线性时滞最优控制问题和参数估计问题,给出了原问题的最优解.与现有算法相比,该算法具有每次迭代的计算简单,易于实现等优点,仿真结果验证了这一结论.     

一类非线性输入时滞系统自适应控制——无源化方法

针对一类含输入时滞的不确定严反馈非线性系统,设计了有记忆时滞依赖型γ-无源自适应控制器.首先,在局部线性化的基础上设计了有记忆时滞依赖型γ-无源控制器.针对严反馈非线性系统各个子系统中的非线性,利用Back-stepping方法将局部.γ-无源控制律进行分解,得到线性的中间虚拟控制律,在此基础上,利用神经网络补偿各子系...     

滑模变结构控制在时滞系统中的应用

目的研究一类线性不确定时滞系统控制器的设计问题,改善时滞系统的控制效果.方法采用滑模变结构控制策略,先用线性变换将原来的时滞系统变成一个无时滞的系统,再利用最优控制理论设计滑动平面并选择适当的滑模变结构控制规律,保证系统状态在有限的时间内到达滑动面.结果滑模变结构控制比PID控制超调量小10%,调节时间短5%,有效地抑制了系统控制器输出的抖动问题.结论滑模变结构控制方法具有更优的动态特性及鲁棒性,有效地提高了时滞系统的控制效果.     

控制系统的无静差最优扰动抑制

研究具有外部持续扰动的线性控制系统最优无静差扰动抑制问题。通过构造无静差内模扰动补偿器,将带持续扰动的系统转化为无扰动的增广系统。从而将最优无静差扰动抑制问题转化为无扰动增广系统的最优控制问题。利用系统能控和能观测的秩判据证明了增广系统的能控性和能观测性。通过该方法求得的控制律既实现了扰动的完全抑制又达到了最优控制目的,且具有较好的鲁棒性。     

圆形区域极点约束下的δ算子时滞系统鲁棒L2-L∞控制

研究了δ算子线性参数不确定时滞系统具有圆形区域极点约束的鲁棒L2-L∞控制问题。根据矩阵理论,以矩阵不等式形式给出δ算子时滞系统极点位于圆形区域内的一个充分条件。针对受扰的δ算子线性参数不确定时滞系统,利用Lyapunov稳定性理论,提出满足圆形区域极点约束的最优鲁棒L2-L∞状态反馈控制器的设计方法,控制器可以确保对于所有的容许不确定性,δ算子闭环时滞系统的极点都位于稳定域内的指定圆形区域中,并使系统的鲁棒L2-L∞性能指标尽可能小。数值算例验证了设计方法的可行性和有效性。     

网络控制系统最优滑模控制器设计

针对网络控制系统中的网络诱导时延及不确定性因素,设计了有较强鲁棒性的滑模控制器。为了简化系统的设计,首先,利用线性变换将原时滞系统转化为无时滞不确定性系统,基于变换后的系统进行滑模控制器的设计。结合二次型性能指标最优控制方法,给出了线性无时滞系统最优滑模的综合设计方法。选择的控制律能保证系统在有限的时间内到达滑模面,并能有效的削弱抖振。最后对其稳定性进行了分析,给出并证明了原系统渐近稳定的充分条件。仿真验证了该方法的可行性和有效性。     

网络控制系统的鲁棒保性能控制

针对单包传输、有界时变通信时延的网络控制系统,构建了一类描述网络控制系统的离散不确定时滞系统模型．为克服模型中随机网络通信时延对系统的影响,将时延不确定性转化为闭环系统参数的摄动;在此基础上,运用鲁棒控制理论、Lyapunov稳定性原理提出了网络控制系统鲁棒保性能控制律存在条件,并给出了设计网络控制系统鲁棒保性能状态反馈控制器时求解线性矩阵不等式的方法．     

一类长时延网络控制系统的无源控制

目的将无源控制引入网络控制系统,研究一类长时延网络控制系统的无源控制问题.方法运用线性矩阵不等式(LMI)和Lyapunov理论,推导闭环系统渐近稳定且满足无源性的充分条件及无源控制器的设计方法.结果提出了一类长时延网络控制系统的模型,分析了闭环系统渐近稳定且满足无源性的充分条件,并给出无源控制器的设计方法.结论通过设计无源控制器,使长时延网络控制系统的性能有了很大改善,通过Matlab数值仿真算例,证明了分析方法和结论的有效性.     

Feedforward and feedback optimal control for linear time-varying systems with persistent disturbances

The optimal control problem was studied for linear time-varying systems,which was affected by external persistent disturbances with known dynamic characteristics but unknown initial conditions. To damp the effect of disturbances in an optimal fashion,we obtained a new feedforward and feedback optimal control law and gave the control algorithm by solving a Riccati differential equation and a matrix differential equation. Simulation results showed that the achieved optimal control law was realizable,efficient and robust to reject the external disturbances.     

基于LMI的离散时滞切换系统反馈镇定

针对一类子系统为离散时滞系统的切换系统，提出了一种系统稳定性与反馈镇定的控制方法.通过状态变量的转换，将时滞切换系统变为不含时滞项的切换系统.在系统中增加等式约束，将具有双线性矩阵不等式（BMI）形式的综合问题转换为线性矩阵不等式（LMI）的凸优化问题.在任意切换信号作用下离散线性切换系统渐近稳定理论基础上，以线性矩阵不等式形式给出了离散时滞切换系统渐近稳定的充分性条件，并且给出了切换系统状态反馈镇定和输出反馈镇定的控制器设计方法.两个数值算例结果表明，所设计控制方法是可行的，在控制方法的作用下，闭环系统是渐近稳定的.     

任意时滞离散系统H∞含时滞状态反馈控制

在离散系统任意时滞α-稳定判据及离散系统时滞状态H∞控制策略的基础上,研究了任意时滞的离散系统H∞状态反馈控制问题,得出的结果避免了对时滞常数的限制,适应了应用中普遍性问题的要求。文章旨在使得控制设计在时滞问题上更接近工程实际。