车用质子交换膜燃料电池空气系统过氧比控制方法

针对车用质子交换膜燃料电池（PEMFC）系统最佳过氧比（OER）控制问题,基于60kW PEMFC系统,构建了面向控制的三阶非线性空气系统模型,分别设计了基于稳态工作点近似线性化模型的动态前馈+PI控制器和基于全局线性化模型的前馈/反馈线性化控制器。仿真结果表明：前馈/反馈线性化方法解决了基于近似线性化模型控制方法由于模型误差而使OER响应存在稳态误差的问题,并且通过引入非线性前馈环节消除了负载电流变化对OER响应的影响,能在不同工况负载下跟踪最佳OER,有效提高了PEMFC系统效率。     

直接反馈线性化理论的归纳与拓展

对直接反馈线性化的基本理论进行了系统化的总结、归纳，在此基础上，对相对次数低于系统阶数的情况（即系统中存在隐动态问题），提出了一种新的处理方法，进一步拓展和完善了直接反馈线性化方法的理论体系，使之适合于更广泛的应用领域。     

无刷直流电动机系统数学模型及其局部线性化传递函数

由永磁同步电动机数学模型出发,结合电流反馈型脉宽调制（CRPWM）逆变驱动电路的结构,推导了CRPWM无刷直流电动机系统的数学模型,在此基础上推导了系统局部线性化的传递函数。     

具有干扰非线性系统精确线性化

非线性系统反馈线性化问题研究已取得很多成果,但对具有干扰非线性系统反馈线性化问题涉及不多。重点研究具有干扰非线系统性化问题,基于等价概念,研究具有输入干扰的非线性系统变换为与其等价的伪线性系统。／     

无刷直流电动机系统数学模型及其局部线性传递函数

由永磁同步电动机数学模型出发,结合电流反馈型脉宽调制（ＣＲＰＷＭ）逆变驱动电路的结构,推导了ＣＲＰＷＭ无刷直流电动机系统的数学模型,在此基础上推导了系统局部线性化的传递函数。     

模糊CMAC神经网络用于SISO非线性系统的反馈线性化

将模糊ＣＭＡＣ（小脑模型关节控制器）神经网络用于一类单输入单输出（ＳＩＳＯ）连时间非线性系统的反馈线性化,控制吕布基于两个模糊ＣＭＡＣ神经网络的状态反馈线性部分和一个用于使控制幅度有界的鲁棒控制部分所组成,在很弱的假设条件下,应用李雅普诺夫稳定性理论严格地证明了闭环系统内的所有信号为ＵＵＢ（一致最终有界）。本方法特别适合于实时控制。     

非线性系统线性化的最优性

本文探讨了非线性系统状态反馈线性化问题,并讨论了非线性系统最优调节器的逆问题,在此基础上,研究了非线性系统状态反馈线性化的最优性,给出了一类非线性系统线性化综合的一个最优性指标。数值仿真验证了本文提出方法的正确性。     

非线性系统线性化综述(英文)

非线性系统的线性化是设计非线性系统控制的强有力工具.这一方法已经在飞行器控制、电力系统的安全控制、化学反应器控制、经济系统、生物学系统和机器人控制等领域得到广泛应用.本文阐述了非线性系统线性化的发展历史以及有深刻意义的结果.首先回顾从非线性系统的近似线性化到精确线性化的发展.主要内容包括Poincare线性化、系统能通过状态反馈线性化的充要条件和算法.然后介绍各种不同的线性化方法：动态反馈线性化,近似线性化,Carleman线性化等.本文主要目的是对非线性系统线性化的历史,现状和一些重要问题进行一个较完整全面的介绍,从而提供从事线性化理论与应用研究的基础.     

精确线性化多输入多输出PMSM非交互式控制

针对永磁同步电动机的强耦合特性,提出利用状态反馈精确线性化实现多输入多输出永磁同步电动机非交互式控制方法.根据永磁同步电动机的数学模型,运用微分几何理论讨论了永磁同步电动机在多输入多输出情况下可以进行精确线性化的条件,并在此基础上实现了永磁同步电动机的精确线性化.运用状态坐标变换和状态反馈变换完成了非交互式控制设计,对精确线性化的永磁同步电动机设计了比例 积分控制器,并对控制的结果进行了仿真研究.仿真结果表明,利用状态反馈精确线性化方法对永磁同步电动机的多输入多输出线性化能够获得满意的结果.     

具有干扰的非线性系统的一种线性化方法

对具有干扰的非线性系统,给出了一种线性化方法,通过状态反馈和干扰前馈变换,将非线性系统变换为等价的伪线性系统,给出了线生化的具体算法,并通过实例将非线性系统线性化,该法是不含干扰非线性系统反馈精确线性化方法的推广,具有更广泛的实用性。     

两种非线性系统反馈线性化方法的比较研究

对非线性控制系统的直接反馈线性化方法与微分几何反馈线性化方法进行了比较研究。首先介绍了这两种非线性控制系统反馈线性化方法。在此基础上研究了两种非线性控制系统反馈线性化方法之间的内在联系,着重对运行ＤＦＬ方法与微分几何反馈线性化方法对非线性控制系统实行反馈线性化时的线性化条件进行了比较。     

基于输入输出反馈线性化三态Boost DC／DC变换器的新型控制策略

针对 Viswanathan K为消除普通BOOST DC／DC变换器的非最小相位特性而提出的三态Boost DC／DC变换器,为进一步提高这种电路拓扑的性能,在建立了变换器状态空间平均模型的基础上,针对其多变量、非线性特点,采用输入输出线性化将其转化为一个完全可控的线性系统,在此基础上应用现有成熟的线性控制策略进行了控制系统的设计,并且采用MATLAB进行仿真验证,结果表明:这种非线性控制策略可以确保输出电压在大范围内恒定可调,且即使存在大范围扰动(输入电压和负载变化均较大)的情况下,系统也可以确保稳定性和良好的动态性能.     

三相电弧炉电极调节控制系统的鲁棒自适应控制

讨论了基于反馈线性化的鲁棒控制方法在在非线性系统控制中的应用.应用基于微分几何的反馈线性化方法将单相电极调节系统等价为完全可控线性系统,考虑三相耦合及弧长扰动的影响,设计了鲁棒自适应控制器,进行了MATLAB仿真.结果表明,基于反馈线性化鲁棒控制方法,可以有效克服三相耦合和弧长扰动的影响,在电弧炉电极调节系统控制中有一定的潜力.     

基于微分平滑的欠驱动船舶航迹控制

对于欠驱动船舶水平面运动的直接航迹控制问题,由于其具有欠驱动和非线性的特点,不能采用静态反馈线性化的方法来处理．首先证明了欠驱动船舶航迹控制系统属于微分平滑系统,基于微分平滑系统中所有状态量均可表示为平滑输出及其导数的函数这一特点,在进行船舶航迹控制器设计时,采用直接动态反馈线性化的方法,建立模型的等价表达式,并将其解耦成为2个可控的线性系统,设计反馈控制律,使欠驱动水面船舶在外界干扰的情况下相对于预先设定的航迹,跟踪误差全局渐近镇定．该方法解除了以往轨迹跟踪控制律中要求角速度持续激励的假设条件．通过仿真试验验证了该方法的有效性。     

基于CMAC和PID的非线性耦合系统解耦控制研究

为了实现多变量非线性耦合系统的解耦控制,提出了一种基于CMAC与PID的复杂关联自适应解耦控制策略,并给出了详细算法。该控制策略采用PID控制器和CMAC控制器共同构成一个复合控制器,多个复合控制器通过多输入多输出线性神经网络,实施对复杂非线性耦合对象的控制作用。由于神经网络的自适应特性,可使得耦合系统逼近参考模型,实现解耦控制。仿真结果表明,该控制策略实现了耦合系统的解耦控制,并且具有较强的抗干扰能力和鲁棒性。因此采用此控制策略能够实现多变量非线性耦合系统的解耦控制。     

基于输出反馈线性化的机械手随动控制

为机械手线性化和随动控制设计了一种滑动模态扰动观测器.在观测系统状态的同时,估计由系统的非线性和模型的不确定性和外来的干扰所造成的广义扰动.它使非线性、强耦合的机械手系统可以仅靠关节角反馈实现线性化和解耦,且控制器的设计不依赖于机械手的精确模型.二连杆机械手仿真研究表明,在机械手荷载大范围变化的场合下,该控制器的随动控制性能优于采用全状态反馈线性化的控制器.     

Linearization of T-S fuzzy systems and robust H_∞ control

Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model is difficult to be linearized because of membership functions included. So, novel T-S fuzzy state transformation and T-S fuzzy feedback are proposed for the linearization of T-S fuzzy system. The novel T-S fuzzy state transformation is the fuzzy combination of local linear transformation which transforms local linear models in the T-S fuzzy model into the local linear controllable canonical models. The fuzzy combination of local linear controllable canonical model gives controllable canonical T-S fuzzy model and then nonlinear feedback is obtained easily. After the linearization of T-S fuzzy model, a robust H _∞ controller with the robustness of sliding model control (SMC) is designed. As a result, controlled T-S fuzzy system shows the performance of H _∞ control and the robustness of SMC.     

灰色反馈线性化控制及其在感应电机调速中的应用

为了克服传统反馈线性化控制对模型精确化要求的缺点，提出了一种基于灰色理论的不确定
预测器。设计的灰色反馈线性化控制系统可以实现间接磁场定向感应伺服电机来跟踪速度给定。不确定预
测器可以在线调整感应伺服电机的不确定因素来适合反馈线性化控制法则。仿真结果表明，该控制方法对
感应电机具有很好的跟踪性能和鲁棒性。     

自行车机器人动力学建模与MIMO反馈线性化

基于拉格朗日方法建立了自行车机器人的1种多输入多输出动力学模型．为了达到使自行车机器人保持自平衡的目的，将车把转动角度、车体倾倒角度和后轮转动速度作为系统输出；将转动车把的力矩、调节质心的力矩和后轮的驱动力矩作为系统输入．从而构建了1个具有3个输入、3个输出的仿射非线性系统．基于多输入多输出仿射非线性系统的输入输出线性化理论对其进行分析，通过精确线性化得到了等效的线性系统．对该等效线性系统进行了分析，并通过状态反馈实现了极点配置．通过计算机仿真验证了该控制律的有效性．