基于观测器的非脆弱控制研究及其在混沌系统中的应用

研究了递增二次限制非线性系统中基于观测器的非脆弱控制问题。递增二次限制条件包含很多常见的非线性条件,如Lipschitz,扇形非线性,单边Lispchitz条件,作为特例。针对一类满足递增限制条件的非线性系统,设计了基于观测器的非脆弱控制器。基于线性矩阵不等式方法,建立了闭环控制系统渐近稳定的充分条件。最后,使用Lorenz型混沌系统模型进行了计算机仿真,将所设计的控制器应用在了混沌系统中。     

输出概率密度函数鲁棒弹性最优跟踪控制

研究了一类随机动态系统的鲁棒弹性最优跟踪控制问题。在采用B样条神经网络模型逼近随机动态系统的输出概率密度函数(PDF)的基础上,同时考虑系统模型和控制器增益不确定性,结合Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技术,引入增广控制作用,设计基于广义状态反馈的鲁棒弹性最优跟踪控制器,目的是使系统的输出PDF跟踪给定PDF。通过求解LMI,所得控制器不仅能实现跟踪目的,而且能确保该随机动态系统全局稳定并满足一定的线性二次型性能指标上界。仿真结果表明该方法简单易行,且无需任何设计参数调整。     

基于状态反馈线性二次型最优控制器的设计

基于状态反馈的线性二次型最优控制的研究已经取得了较好的效果,设计一款基于状态反馈的线性二次型最优控制器,并将它用在一个实际的状态方程中进行设计.该文所设计的控制系统结构简单,成本低,且易于实现.通过仿真实验以及性能指标的比较,仿真结果表明所设计的控制器是有效的,对系统的动态响应具有较好的跟踪效果,且抗扰能力较强.     

基于二次稳定的仿真转台鲁棒控制器设计

针对摩擦力矩干扰,系统参数摄动等非线性扰动环节对仿真转台控制系统的影响,提出了基于二次稳定理论的仿真转台鲁棒控制器设计思想。分析了二次稳定理论的基本原理及设计方法,给出了某型飞行仿真转台基于二次稳定的状态反馈控制器和PID鲁棒控制器设计实例。仿真结果表明,基于二次稳定理论的控制器克服了摩擦力矩干扰以及转动惯量摄动对仿真转台的影响,实现了转台转角的精确控制,动态指标优越,满足了高精度飞行仿真转台系统的鲁棒控制要求。     

电液伺服系统线性二次型最优控制仿真研究

通过对电液伺服系统工作特性的分析,根据现代控制理论和线性二次型最优控制理论,建立了拉矫机电液位置伺服系统的状态空间模型,设计了系统的二次型最优控制。仿真结果表明,系统具有良好的动态品质。基于仿真研究,探讨了最优控制器中的Q、R的选取对系统动态的影响。     

一种新的混沌系统线性反馈最优控制

为了实现一种新的混沌系统的镇定控制且满足给定的性能指标达到极小值。描述了一种新的混沌系统的动力学行为;设计一个二次目标函数,同时根据Pontryagin极小值原理为混沌系统设计一个线性状态反馈最优控制器,所得到的控制律是最优控制,控制器能将混沌系统的轨道从任意初始点出发稳定到零点,控制器结构简单且易于实现。基于Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性,同时通过对施加闭环控制后的系统状态变化的数值模拟证明了所建议的方法的正确性。     

非线性系统近似最优PD动态补偿控制

本文研究了一类基于动态补偿的非线性系统的近似最优PD控制的问题.用微分方程的逐次逼近理论将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问题,并提供了从时域最优状态反馈到频域最优PD控制器参数的优化方法,从而获取系统最优的动态补偿网络,设计出最优PD整定参数,给出其实现算法.最后仿真示例将所提出的方法与传统的线性二次型调节器（LQR）逐次逼近方法相比较,表明该方法具有良好的动态性能和鲁棒性.     

基于误差状态方程的机械臂H_∞最优控制北大核心CSCD

针对不确定性二自由度机械臂的跟踪控制问题,为了同时保证控制系统的鲁棒稳定和鲁棒性能,提出了基于跟踪误差线性状态方程的H∞最优控制方法。首先建立了二自由度机械臂系统轨迹跟踪误差的状态方程,考虑系统中存在的不确定性和未知扰动,对误差状态推导出基于线性二次型性能指标的鲁棒H∞最优控制律,该控制律不仅保证了控制系统的鲁棒稳定而且使控制系统达到给定性能指标下的鲁棒最优性能。同时证明了闭环系统的渐进稳定性和线性二次型最优。由提出的广义控制力进而得到机械臂的控制力矩,实现鲁棒控制。最后应用simulink对系统进行仿真,仿真结果验证了方法的正确性和有效性。     

基于误差状态方程的机械臂H_∞最优控制

针对不确定性二自由度机械臂的跟踪控制问题,为了同时保证控制系统的鲁棒稳定和鲁棒性能,提出了基于跟踪误差线性状态方程的H∞最优控制方法。首先建立了二自由度机械臂系统轨迹跟踪误差的状态方程,考虑系统中存在的不确定性和未知扰动,对误差状态推导出基于线性二次型性能指标的鲁棒H∞最优控制律,该控制律不仅保证了控制系统的鲁棒稳定而且使控制系统达到给定性能指标下的鲁棒最优性能。同时证明了闭环系统的渐进稳定性和线性二次型最优。由提出的广义控制力进而得到机械臂的控制力矩,实现鲁棒控制。最后应用simulink对系统进行仿真,仿真结果验证了方法的正确性和有效性。     

线性采样系统二次型最优控制器的MATLAB实现

当被控对象具有较大滞后特性时通常运用采样控制方式进行控制,而线性二次型最优控制又以其综合性、灵活性和实用性受到重视和发展.MATLAB软件的Simulink模块可以快速方便地对控制系统进行建模和仿真.文中通过实例给出了完整的线性采样系统二次型最优控制器的设计过程,简述了连续系统离散化以及线性二次型最优控制器的基本原理、设计方法,并提出了一个Sirmulink环境下的仿真模型,通过得到的闭环系统的阶跃响应分析了参数变化对最优控制系统的影响.整个设计表明了运用Simulink对采样系统进行设计和分析是完全可行的.     

线性采样系统二次型最优控制器的MATLAB实现

当被控对象具有较大滞后特性时通常运用采样控制方式进行控制，而线性二次型最优控制又以其综合性、灵活性和实用性受到重视和发展。MATLAB软件的Simulink模块可以快速方便地对控制系统进行建模和仿真。文中通过实例给出了完整的线性采样系统二次型最优控制器的设计过程，简述了连续系统离散化以及线性二次型最优控制器的基本原理、设计方法，并提出了一个Simulink环境下的仿真模型，通过得到的闭环系统的阶跃响应分析了参数变化对最优控制系统的影响。整个设计表明了运用Smulink对采样系统进行设计和分析是完全可行的。     

磁导航AGV纠偏控制模型的研究与设计

针对轮式移动机器人循迹偏差问题,以差速驱动型AGV为研究对象,基于LQR(LinearQuadratic Regulator)线性二次型最优控制算法设计磁导航AGV纠偏控制器,控制AGV速度实现循迹跟踪。通过对磁导航AGV偏差建模,将决定AGV运行的驱动电机线性化,建立其状态空间模型,判别系统能控、能观性;同时用Matlab进行仿真设计,实验得到最佳Q、R完成最优控制器设计;通过Simulink设计基于LQR最优控制算法的AGV纠偏控制系统模型,并与传统PID控制算法进行对比分析表明,论文设计的基于LQR算法纠偏控制模型具有更好的收敛性和实时响应性。     

分数阶时滞复Lorenz混沌系统的控制与同步

基于分数阶时滞非线性系统稳定性理论,设计线性反馈控制器,实现分数阶时滞混沌系统的控制;基于矩阵配置控制器的设计方法,利用时滞分离法,实现参数未知的分数阶时滞混沌系统的同步。以分数阶时滞复Lorenz系统为例进行了研究,分别分离原系统各个变量的实部和虚部,将其转化为分数阶时滞非线性系统,研究其混沌特性,实现了混沌系统的控制以及利用矩阵配置控制器的设计方法实现了参数未知的混沌系统的同步,数值仿真验证了结果的有效性,易于工程实现。     

存在参数扰动的超混沌系统的自适应同步

研究了存在参数扰动的超混沌系统的自适应同步问题。基于Lyapunov稳定性理论,设计了自适应控制器,从理论上证明了该控制器可以实现存在参数扰动下超混沌Qi系统的自同步,以及超混沌Qi系统和超混沌Lorenze系统间的异结构同步。最后数值仿真实验进一步验证了所提出方案的有效性。     

基于MATLAB的单级倒立摆的LQR控制研究

以一级直线倒立摆为模型研究线性二次型指标的最优控制问题,并利用MATLAB强大的运算和仿真能力来设计LQR最优控制器系统。通过调整加权矩阵Q和R,使控制器的系统性能达到最优,并画出系统阶跃响应曲线。仿真结果表明该系统具较好的稳定性和快速性。     

具有不确定性混沌系统的修正函数投影同步

研究了具有模型不确定性和外界扰动的混沌系统的修正函数投影同步问题。基于Lyapunov稳定性理论和自适应控制方法,通过设计合适的鲁棒自适应控制器和参数更新规则,实现了混沌驱动系统和响应系统的修正函数投影同步。该方法考虑了实际系统中的模型不确定性和外界扰动,在设计过程中不需要知道不确定性的具体界值,具有较强的实用性和鲁棒性。数值仿真表明了该方法的有效性。     

多时滞线性连续系统的最优H∞容错控制

针对状态具有多个时滞的线性连续系统,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法(LMI),采用无时滞记忆的状态反馈控制律,研究了在执行器发生故障的情况下,连续多时滞系统的最优H∞容错控制问题.首先,给出了系统没有干扰输入时存在无记忆状态反馈容错控制器的一个充分条件;进一步,给出了在H∞扰动衰减指标约束下,系统存在无记忆状态反馈H∞容错控制器的一个充分条件;最后,给出了最优无时滞记忆状态反馈H∞容错控制器的设计方法.仿真实例证明了所得最优H∞容错控制嚣设计方法的正确性和有效性.     

永磁同步电动机的鲁棒MR-ILQ最优电流控制

提出了永磁同步电动机鲁棒参考模型逆线性二次型最优电流控制系统的结构和数学模型,设计了最优电流控制系统的伺服控制器,分析了系统的鲁棒稳定性和鲁棒跟踪性能．以内埋式永磁同步电动机为例,对系统进行了仿真研究．仿真结果表明,系统对参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性,可以实现高精度的电流控制和动态解耦。     

基于ALQ方法的飞行姿态控制系统设计

研究飞机稳定性控制优化问题,由于飞行高度和环境的变化,系统控制器性能不能满足系统的要求。为了克服常规最优控制中模型参数和外界干扰对控制器性能的影响,提出了一种应用自适应线性二次型(Adaptive Linear Quadratic,ALQ)方法的飞机纵向控制律设计技术,首先通过自适应机制实时辨识控制系统参数,辨识的参数应用于最优线性二次型的建模设计控制中,通过在线自适应的调整控制律参数,达到了理想的控制效果,仿真验证表明在存在外部扰动和建模误差时,改进算法比传统的LQ方法具有更好的鲁棒性和稳定性,可为优化设计提供参考。     

球载升空平台LQR最优控制器设计与仿真

本文介绍了球载硬Ｘ射线空间高能天文望远镜ＨＡＰＩ－４系统探测器平台即吊舱系统的状态空间模型。线性二次型最优控制器ＬＱＲ的设计方法及仿真结果。这此结果也可推广到其他类似的球载升空平以。仿真结果表明，引入高性能控制算法可以大幅度改善控制系统的性能。