非线性系统控制的逆系统方法（Ⅱ）：多变量控制理论

介绍基于逆系统方法的多变量非线性控制理论，包括高阶微分方程组系统的控制设计方法，多输入多输出状态方程系统的控制设计方法，可解耦性与可镇定性分析，应用与相关理论研究等内容。     

非线性控制系统的拓扑结构

本文的目的是描述与分析非线性控制系统的拓扑结构.文中首先定义可线性化系统,然后引入Whitney拓扑,并用此定义非线性控制系统族上的拓扑.在这个拓扑下,证明了除单输入二维系统外,在一般情况下能线性化的系统是一个零测集.最后讨论一般反馈线性化问题.对输入数仅比系统维数少一的情况给出了充要条件,并证明了在此情况下几乎所有的系统均可线性化.     

磁悬浮系统的非线性控制

针对普通线性化控制方法不能满足磁悬浮系统的全局稳定的问题,研究了基于非线性磁悬浮系统模型的精确反馈线性化控制算法设计方法。建立了磁悬浮系统非线性模型,利用状态反馈将系统精确线性化,然后通过极点配置,按照动态性能设计指标计算出控制参数,得到符合工程实践要求的反馈算法。仿真和实验证明了这种控制方法能够保证磁悬浮控制系统的动态特性。同时具有较好的抗干扰能力。     

复杂系统、非线性科学与智能控制理论

为了满足控制越来越复杂对象的需要 ,本文首先阐述了复杂系统与复杂性的基本概念。其次介绍了非线性科学 ,包括耗散结构论、协同学、突变论及混沌学的基本要点。最后 ,论述了智能控制理论的基本思想 ,并提出了基于非线性科学的复杂系统智能控制理论的新观点。     

非线性控制系统的发展

本文历史地将非线性控制系统的研究分成六个部分来回顾其发展线索,对重要的研究结果和有代表性的方法进行了综述,并揭示了一些有待解决的问题.     

Adaptability of Nonlinear Continuous Control Systems

Parameter adjustment characteristics of linear continuous regulators for nonlinear multiconnected controlled objects whose models belong to the class of state models is analyzed. Regulator adjustment algorithms use the estimates of the parameters of the object. For determining the parameters of an object in this class of systems, there are parametric identification algorithms, which are the generalization of analogous algorithms for linear objects. Local and global, complete and partial adaptability are defined. Criteria for the local and global, complete and partial adaptability are formulated in the form of rank properties of special adaptability matrices. Examples of control systems with local and global, complete and partial adaptability of regulators are given.     

非线性系统的再励学习控制研究

研究了一种带有的CMAC神经网络的再励学习（RL）控制方法,以解决具有高度非线性的系统控制问题。研究的重点在于算法的简化以及具有连续输出的函数学习上。控制策略由两部分构成;再励学习控制器和固定增益常规控制器。前者用于学习系统的非线性,后者用于稳定系统。仿真结果表明,所提出的控制策略不仅是有效的,而且具有很高的控制精度。     

非线性系统的变结构控制

本文研究了一般非线性系统的变结构控制.将系统变换为正则型,并引入趋近律这一新概念,保证动态过程品质,减弱抖振.对控制作用受限情况及系统受到摄动时的鲁棒性也进行了研究.仿真支持本文结果的有效性.     

非线性系统鲁棒耗散控制

基于二次型供给率,研究了不确定非线性系统的鲁棒耗散控制问题。不确定项用界范数来刻画。基于Hamilton-Jacobi不等式,得到了实现鲁棒耗散控制的充分条件及控制器的设计算法。     

一类非线性系统的H∞鲁棒控制

考虑了一类带有扰动的仿射非线性系统的H∞控制问题，包括状态馈与动态输出反馈两种情形，我们基于HJI不等式的转换，直接给出了相应解的一种构造以及一种构造性判据，从而避免了通常的从数值求解HJI不等式的困难。     

Nonovershooting Control of Strict-Feedback Nonlinear Systems

A means of obtaining a nonovershooting output tracking response for single-input-single-output (SISO) strict-feedback nonlinear systems is introduced. With the proposed method, arbitrary reference trajectories can be tracked "from below" for arbitrary initial conditions (as long as the initial value of the plant output is strictly below the initial value of the reference trajectory). In addition, a design is presented for "approximately" nonovershooting control in the presence of disturbances, where the amount of overshoot can be made arbitrarily small by appropriately choosing the control gains. Finally, an output-feedback example shows the ability of our approach to ensure arbitrarily small overshoot, where the overshoot is caused by the initial condition of the unmeasured part of the state     

MIMO非线性系统的直接自适应控制

本文给出模型未知多输入多输出非线性系统的一种动态线性逼近方法，提出了基于该线性化方法的自适应控制律。讨论了在一定假设条件下自适应控制律的收敛性。     

非线性控制系统的反馈稳定化

本文采用微分几何方法，推出非线性系统可反馈稳定化的充要条件，并举例说明此方法可解决零动态系统方法及近似线性化方法所不能处理的问题．     

CFBB机组非线性协调控制系统仿真

CFBB机组的协调控制系统是一个具有不确定性的复杂多变量控制系统,其控制品质的改善是提高热工过程自动化水平的关键。采用双输入双输出非线性PID控制器,设计CFBB机组的机炉协调控制,并利用Simulink工具箱中的非线性设计模块（N C D模块）对控制参数进行优化[1]。通过一系列的仿真试验,分析了控制系统的动态性能,并与线性分散PID控制方案相比较。结果证实了本文方法的有效性和适用性,为提高CFBB机组协控制系统的控制品质开辟了新的思路。     

非线性控制系统的近似化方法

介绍了目前几种较常用的非线性控制系统近似化方法包括伪线性方法、扩展线性方法、近似输入／输出线性化、近似反馈线性化、中心流形及平均法等,对有关的理论与应用研究进展作了较全面的综述。     

非线性系统的模型到达变结构控制

本文对一般非线性控制系统,提出了一种模型到达控制的概念,作为模型跟踪控制的推广,为此,当模型与系统为同阶时,引入了动态补偿器,然后采用变结构控制(VSC)策略,来实现模型到达控制的目的,文中还研究了控制受限情况下的VSC,所提出的控制策略此时有很大的简化,最后讨论了滑动模态对摄动的自适应性,文中引用的趋近律为多输入情况提供简单的计算方法,也解决了VSC全过程的品质问题。     

非线性无线网络控制系统的切换模糊控制

无线网络控制系统解决了一些特殊场合不便于线缆铺设的问题.从控制系统角度减小无线网络中随机延时对系统性能的影响,成为近年来研究的难点和热点之一.针对一类被控对象为非线性系统的无线网络控制系统中产生了随机延时,提出一种切换模糊控制方法.首先基于T-S模糊模型将对象线性化,设计求解不同延时下的最优状态反馈模糊控制器,再用网络传输延时作为切换信号,将闭环控制系统转化为一个切换模糊控制模型,通过切换模糊控制,实现对整体非线性系统的逼近与控制.最后通过实例验证了所提出方法的有效性.     

非线性控制系统中的Лypbe函数

本文在已有文献基础上，提出最佳和次佳Лypbe函数概念，并给出寻找方法。这些结果既可以用来作理论分析，又可以用来实际确定绝对稳定角域中的K值，与传统的频率方法相比，优点是能较方便地给出相应的 Лypbe型V函数。     

基于状态相关系数系统的非线性控制

针对非线性仿射系统的镇定问题,将待镇定系统表达成相应的状态相关系数系统.在短时段内,可以用一个线性定常系统逼近该状态相关系数系统,将该线性定常系统的镇定控制器用来控制原非线性系统.该设计方法的优点是:设计简单,只用到线性定常系统的控制方法,无需构造复杂的李亚普诺夫函数;扩展容易,可以结合各种线性系统设计方法进行控制器设计.在状态相关系数矩阵满足可换性条件时,可以保证闭环系统的稳定性.对小车倒立摆的仿真结果表明:用该设计方法构造的控制器可以很好地镇定系统.     

关于多变量非线性系统的自适应模糊控制

结合模糊逻辑系统、自适应控制和H∞控制,对一类非线性多变量未知系统提出了新的控制策略,给出了控制算法的稳定性分析.仿真结果证明了所提控制算法的有效性.