基于鲁棒跟踪控制的飞控系统自适应重构技术研究

应用多模型自适应控制技术可以有效地抑制作动器故障引起的参数大范围跳变。基于多模型自适应控制思想,提出了一种基于鲁棒跟踪控制的飞控系统作动器故障重构设计方法。首先建立作动器故障参数模型;然后根据故障的随机性,设计一系列并行的辨识模型,每个模型对应一种故障,同时对应于每个辨识模型建立一个控制器;最后根据飞行品质的要求,设计鲁棒跟踪控制器,由于控制器采用了积分项,可很好地抑制扰动。用该方法对某型飞机纵向控制系统进行仿真,结果表明在升降舵严重受损的情况下,飞机仍能保持良好的性能。     

具有模型不确定性的单值MAC鲁棒稳定性分析

给出基于脉冲响应模型下的单值模型算法控制(SMAC).采用一系列可能对象的脉冲响应来描述模型的不确定性,分析了SMAC闭环系统的鲁棒性,推导得出了几个鲁棒稳定性条件.这些结果有利于预测控制的设计和分析.     

应用H∞控制律的鲁棒自适应控制

提出了一种新颖的自适应控制方案,它将H^∞鲁棒控制律应用于自适应控制当中,并与鲁棒参数估计器相结合,以进一步提高自适应控制系统的鲁棒性能,并以严密的理论支持将鲁棒控制律引入到自适应控制中,得到了一类保证全局稳定的自适应控制系统。     

基于鲁棒观测器的肘关节鲁棒自适应控制

针对伺服阀控制的、双螺旋副传动的七功能机械手肘关节存在液压系统强非线性、易受外界环境温度和压力变化引起的参数不确定性、外界未知强干扰和仅有位置和油液压力状态反馈的控制特点,提出基于鲁棒观测器的输出反馈鲁棒自适应控制方法.该方法利用反演控制器设计方法对耦合的不确定系统参数和未知状态进行解耦,结合鲁棒观测器和鲁棒自适应控制器设计方法分别对未知状态和不确定参数进行观测和估计,使用李雅普诺夫稳定性理论保证了系统全局渐进稳定的控制性以及系统状态的有界性,解决了同时存在系统参数不确定性和部分未知状态相耦合的鲁棒控制问题.以国家高科技发展计划4 500m深海作业系统的七功能主从液压机械手肘关节作为研究对象,使用提出的控制方法进行在未知外界干扰下的对比研究.实验结果表明,闭环系统可以很好地跟踪参考轨迹,具有较强的鲁棒性,能够获得令人满意的稳态精度和动态性能;修正后的参数自适应律能够保证在外界未知干扰下估计参数的有界性.     

一类非线性系统的鲁棒自适应跟踪控制

针对一类带有有界扰动的非线性系统,设计了一种鲁棒自适应控制器,该控制器既能保证闭环系统所有信号的全局有界性,又能使输出跟踪误差以指数速度收敛到零的一个小邻域内.仿真结果证明了所提控制方案的有效性.     

双足机器人鲁棒轨迹跟踪控制

根据机器人的动态特性和鲁棒控制理论,利用拉格朗日法建立了Robonova-1机器人的动力学模型。针对机器人系统的跟踪轨迹控制问题,考虑该系统实际存在的不确定性,基于机器人系统中存在的不确定性的上界设计了一个鲁棒控制器。仿真实验结果证明,该鲁棒控制方法对模型的不确定性或外部干扰对机器人系统产生的影响具有一定的抑制作用,对双足机器人的控制是有效的。     

非线性参数化系统的鲁棒自适应控制

针对一类重要的多输入多输出非线性参数化系统提出了一种新的鲁棒自适应控制器的设计方法,采用自适应非线性阻尼和变能量函数法来抑制未建模动态和扰动对系统的影响.Lya-punov稳定性分析和仿真结果表明,该方法可以保证整个系统的稳定性.     

具有未建模动态的非线性跟踪系统的鲁棒干扰几乎解耦

针对一类具有未建模动态和有界时变干扰的单输入单输出非线性系统，提出鲁棒干扰几乎解耦的新定义。在此基础上，采用辅助动态信号来抑制未建模动态，运用自适应非线性阻尼来克服未知参数和非线性不确定性，通过坐标变换及构造Lyapunov函数，获得控制规律，使被控系统在未建模动态及有界干扰下，仍能实现跟踪。并且，只要适当选择控制参数，跟踪误差将会任意地小。仿真算例表明，提出的鲁棒干扰几乎解耦的定义和控制规律非常有效。     

多模态鲁棒自适应控制

针对一类结构不确定系统，在最小的系统先验假设下构造了一种多模态鲁棒自适应控制器。该控制器通过引入系统状态特征量和对系统运行特征进行划分，建立了控制器模态的调整规则，并提出了系统结构参数修正的概念．从而补偿受控系统结构摄动引起的扰动效应。仿真结果表明了上述算法的有效性。     

一种新的鲁棒自适应广义预测控制算法及鲁棒性分析

针对对象的不确定性干扰，提出一种新的鲁棒参数自适应算法，证明了这种算法具有自适应验后误差和对象参数估值的值渐近小性质；根据确定性等价原理，将这种鲁棒参数自适应算法和鲁棒广义预测控制律相结合，提出了一种鲁棒自适应广义预测控制方案，并建立了相应的鲁棒稳定性定理。     

改进的广义预报控制算法

对Clarke(1984)的广义预报控制算法引入了三点重要改进: (1)以逐次单步预报方式取代递推求解丢番方程作法,对受控对象的输出实现多步预报,使计算量大为减少, (2)按采样周期较小条件下所得离散模型参数的理论近似值及参数总和趋一定理设定参数估计初值,使启动初期的估计和控制质量得以明显改进; (3)采用最优滑动平均滤波器抑制阶跃武或正弦式等确定性干扰,而又不致过度放大随机噪声, 改进后的算法仍然保留原广义预报控制的所有鲁棒性。     

基于非回归矩阵的机器人鲁棒自适应跟踪控制

为了避免复杂的设计和在线计算，提出了一种新颖的鲁棒自适应控制策略，采用简单的多项式结构，只需了解系统的阶数和输出的位置及速度状态，计算一些相关的标量函数，避免了计算回归矩阵和其它矩阵。这种方法能够有效地补偿通常难于建模的摩擦力和外部扰动的影响，保证系统达到全局的指数渐近稳定或全局一致最后有界。仿真实验表明：这是一种行之有效的控制算法。     

焦油蒸馏塔的多变量广义自适应预报控制

焦油蒸馏是煤化工生产过程的第一道关键工序,直接影响工业萘对焦油的产率和后序工段的加工难度、产品质量及能耗,而其操作难度高于炼油蒸馏塔．本文分析了焦油蒸馏塔的生产工艺特点和控制策略,将广义预报控制方法(GPC)推广到M×M多变量系统(M个MISO系统)应用于焦油蒸馏塔控制,并采取了多种鲁棒性策略,使得控制系统运行平稳,各项工艺参数均超过了原设计指标．     

广义预测自适应控制方法在导弹自动控制系统设计中的应用

研究广义预测自适应控制算法在导弹控制系统中的应用 .推导了基于最小二乘法辩识的广义预测自适应控制算法 ,并将这一算法应用于某导弹俯仰通道设计 ,经仿真检验证明利用该算法可以较好地完成控制任务 .     

瓦楞纸板生产线原纸张力广义预测自适应控制

针对瓦楞纸板生产线原纸放卷张力控制实时性的要求,采用了广义预测自适应控制算法设计张力控制器。建立了张力控制系统模型,并进行了仿真。仿真结果表明,该控制器响应速度快、张力控制稳定,抑制扰动能力强,控制性能优于常规PID控制器。     

基于输入设计的广义预测控制

讨论了广义预测控制 ( GPC)中参数γ的选取问题 ,指出了其中的不足 ,进而提出了基于输入设计的广义预测控制 ( GPCID)。该算法不必求逆矩阵 ,比 GPC占用内存小 ,计算速度快 ,但增强了鲁棒性。仿真结果表明了该算法优于 GPC算法