一类抑制扰动的H∞状态反馈非线性控制器设计

研究了一类状态可测仿射非线性系统的扰动抑制问题,针对局部渐近稳定的非线性系统受到未知有界的周期性扰动,以H∞状态反馈标准控制方法为基础,给出这类问题的设计方法,得到了控制器的参数化描述。     

具有非线性扰动多时滞系统的鲁棒故障检测

基于状态观测器的方法研究了一类具有非线性扰动的多重状态时滞系统的鲁棒故障检测问题，应用RBF神经网络逼近系统的非线性扰动，采用线性矩阵不等式(LMI)给出了与时滞上界相关的增益阵设计方法，并利用Lyapunov函数和一致有界引理证明了故障检测残差信号的一致有界稳定条件和对非线性扰动的鲁棒性，仿真示例说明了该方法的有效性。     

具有非匹配扰动的非线性变参数系统模型参考跟踪控制

本文研究了一类含有非匹配扰动的非线性变参数系统的跟踪控制问题.首先,设计非线性扰动观测器用于估计系统所受到的未知扰动.其次,在前馈–反馈跟踪控制器中引入扰动补偿控制项,提出一种基于扰动观测器的跟踪控制策略.利用依赖于状态和时变参数的线性矩阵不等式,导出保证闭环系统输入–状态稳定的充分条件,进而运用平方和凸优化技术解析地构造出扰动观测器和跟踪控制器.通过理论证明,所设计的控制策略能够实现非线性变参数系统输出对参考模型输出的跟踪,消除输出通道中非匹配扰动的影响.最后,由数值仿真例子验证了所提方法的有效性.     

三阶扩张状态观测器的优化参数配置方法

研究三阶非线性扩张状态观测器扰动观测性能的优化问题。首先,采用系数冻结法固定与观测器状态相关的非线性系数,利用线性系统的极点配置方法进行频带拓展;然后,分析配置后的极点随非线性系数的变化规律,在此基础上,提出一种保证扰动观测带宽受系统状态变化影响最小的参数配置方法;最后,通过算例和仿真对比表明了所提出参数配置方法的有效性和优越性。     

用扰动状态观测器镇定混沌系统

通过将符合特定条件的非线性系统分解为一个线性系统和一个附加扰动信号加和的形式,把扰动观测器应用于非线性系统的控制中,用以确立非线性系统中的扰动,并通过它来消除非线性扰动,以实现对非线性系统的镇定。使用扰动观测器来确定Duffing系统中的非线性,并且通过扰动观测器的加入来最终消除了Duffing系统中存在的非线性。在仿真实验中使系统的输出稳定在周期状态,实现了对Duffing系统的镇定,达到了较好的控制效果。     

非仿射系统的自学习滑模抗扰控制

针对一类单输入单输出(single-input single-output,SISO)非仿射非线性系统的控制问题,提出了一种自学习滑模抗扰控制方法.该方法用非线性光滑函数设计扩张状态观测器,实现SISO非仿射非线性系统内部不确定性和外部扰动的扩张状态估计,并将扩张状态观测器(extended state observer,ESO)与自学习滑模控制技术融为一体,实现SISO非仿射非线性系统的自学习滑模抗扰控制.该方法不依赖受控对象的数学模型,可以快速跟踪任意给定的参考信号.数值仿真试验表明了该方法响应速度快、控制精度高,具有很强的抗扰动能力,因而是一种鲁棒稳定性很强的控制方法,在SISO非仿射非线性系统控制领域具有重要作用.     

具有扰动输入的不确定性非线性系统的输出调节极限性能

本文研究了一类具有扰动输入的不确定性非线性系统的输出调节问题, 给出了该类系统在最差的不确定性参数和扰动输入情况下系统输出调节的极限性能. 所讨论的非线性系统是可镇定非最小相位系统, 并且该系统的零动态由“鲁棒输入对状态稳定(robust input-to-state stable)部分”和“不稳定但可镇定部分”组成. 假设系统的不确定性参数和扰动输入分别以非线性函数和仿射形式同时出现在系统零动态的鲁棒输入对状态稳定部分和系统的可线性化部分, 而且其可线性化部分的不确定性具有下三角形结构形式. 该系统输出调节问题的性能以其输出信号能量作为度量. 对于上述非线性系统, 在最差的不确定性参数和扰动输入情况下, 输出调节问题的极限性能只取决于镇定其零动态“不稳定部分”所需的最小能量.     

基于扩张状态观测器的动态抗饱和补偿器设计方法

针对一类受外界扰动以及执行器饱和影响的不确定非线性系统,提出一种基于扩张状态观测器的动态抗饱和补偿器设计方法.首先通过将系统的不确定项以及外部扰动作为扩张状态,设计线性扩张状态观测器(ESO)对系统的总扰动进行估计;然后,在控制器中引入对扩张状态的估计值,对系统的总扰动进行补偿,设计了动态抗饱和补偿器,将控制器、观测器以及动态抗饱和补偿器的参数求解问题转化为基于LMI不等式组约束的优化问题,确保系统具有尽可能大的收敛域;最后通过数值仿真验证所提出设计方法的有效性.     

不确定时滞组合系统的分散鲁棒镇定

讨论不确定时滞组合系统的分散自适应鲁棒镇定问题．外部扰动存在于子系统内部,可以是非线性或时变的,且不确定项和时滞存在于互联项中．不确定项和外部扰动是有界的,但上界未知．利用自适应律估计未知的上界,设计了非线性无记忆控制器．采用非线性控制器可保证闭环组合系统的解一致有界。且系统状态是一致渐近稳定的．仿真结果表明了该设计方法的有效性.     

基于状态约束的PMSM随机系统模糊自适应控制

针对永磁同步电机在实际运行过程中会产生随机扰动,以及电机状态量在传统的反步法中不能被约束的问题,提出了一种考虑状态约束和随机扰动的模糊自适应反步方法对永磁同步电机随机系统进行位置跟踪控制.引入障碍李雅普诺夫函数约束电机系统的状态量;采用模糊逻辑控制方法处理电机模型中的随机非线性函数.仿真结果表明,提出的控制方法可以克服...     

基于观测器的连续搅拌反应釜命令滤波控制

针对连续搅拌反应釜系统在实际应用过程中存在的外部扰动和状态不可测问题,设计了一种基于观测器的模糊自适应命令滤波控制策略。首先,利用模糊逻辑系统去逼近系统中存在的非线性函数,同时设计模糊状态观测器对系统的状态变量实时估计;其次,将自适应反步控制方法与命令滤波技术相结合,通过设计非线性扰动观测器准确估计系统的外部扰动,并在反步法设计过程中进行扰动补偿,从而使控制器的设计过程更简单,同时解决了传统反步法导致的“计算爆炸”问题。通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性。MATLAB仿真结果表明,所设计控制方案具有稳态误差小、控制精度高、抗干扰能力强,可直接对系统状态变量进行观测的优点。     

带有界扰动的一类大型互联非仿射非线性系统\=的鲁棒分散控制

对带有界扰动的一类大型互联非仿射非线性系统进行了分散状态反馈控制设计．通过子系统状态的线性变换,得到分散状态反馈控制律．当状态反馈控制律作用于该系统时,无扰动的闭环系统是渐近稳定的;当扰动较小时,系统的状态能够收敛到原点的一个小邻域内．     

含不匹配扰动非严格反馈系统的输出反馈补偿控制

针对一类非严格反馈非线性系统,系统中包含不确定函数和未知外部扰动,提出一种带不匹配扰动补偿的输出反馈模糊控制器.采用模糊逻辑系统逼近未知的非线性函数,同时构造模糊状态观测器观测系统未知状态.考虑观测器和控制器会受到外部扰动和模糊逼近误差构成的不匹配总扰动信号影响,采用改进的扰动观测器对不匹配扰动进行估计和补偿,使扰动观...     

状态约束下连铸结晶器振动位移系统的抗干扰控制

针对伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统中存在的机械加工精度误差、摩擦非线性等不确定性和负载转矩扰动等问题,考虑伺服电机单方向变速转动产生的状态约束,提出了一种基于切换函数的抗干扰控制方案。首先,针对系统中状态约束且不可测及前向通道含有非线性周期函数（近似正弦函数,逆解非唯一）传递关系的问题,通过建立偏心轴转角误差与结晶器振动位移之间的函数关系,解决系统自身的状态约束问题。其次,针对系统存在的不确定性和负载转矩扰动问题,设计切换函数重构系统中存在的整体不确定性,通过扩张状态观测器对整体不确定性进行估计,将估计值与滑模控制方法相结合设计输出反馈控制器,实现结晶器振动位移的跟踪控制。最后,通过Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性,通过仿真验证了本文所提方法的有效性。     

一类多时滞非线性系统的自适应鲁棒镇定

本文针对一类具有多时滞状态扰动的非线性系统,讨论了其自适应鲁棒镇定问题。在本文中,多时滞状态扰动的上界未知,通过设计自适应律估计上界的值。基于Lyapumov-Krasovskii函数设计了鲁棒控制器,使闭环系统的鲁棒镇定问题可解。一个数值例子的仿真验证了结论的正确性。     

一类具有非三角结构的不确定非线性系统的自适应扰动抑制

研究一类不确定非线性系统的自适应扰动抑制问题.借助自适应技术与连续占优方法,所提出的控制策略能够处理多种不确定性的严重耦合,这些不确定性包括未知非线性参数、外部扰动和具有未知下界的时变控制系数.自适应状态反馈控制器是一维的,且其性能可以借助于$L_2-L_{2p     

非线性不确定状态时滞系统的鲁棒H∞滤波

研究含有状态时滞的非线性不确定性系统的鲁棒H∞滤波器设计问题,其中系统的参数不确定性是时变和模有界的,非线性的扰动受有界条件约束.针对连续系统和离散系统两种情况,分别选取合适的Lyapunov函数分析了使滤波系统渐近稳定,且从噪声输入到误差输出的传递函数的H∞范数小于指定上界的充分条件,然后通过两个代数Riccati方程的正定解参数化表示了该滤波器.滤波器的设计过程和结构均是与状态时滞的大小、非线性扰动以及不确定性参数无关的.     

含非匹配互联项的一类大型互联非线性系统的鲁棒分散控制

本文对带有界扰动的一类含非匹配互联项的大型互联非线性系统进行了分散状态反馈控制设计, 通过子系统状态的线性变换, 得到分散状态反馈控制律. 当状态反馈控制律作用于该系统时, 无扰动的闭环系统是全局渐近稳定的, 当扰动有界时, 系统的状态能够收敛到原点的一个与扰动的界相关的邻域内, 并给出仿真算例说明该结论的可行性和有效性.     

基于扰动补偿的无微分模型参考自适应控制系统设计

针对一类含有参数不确定性和未知非线性扰动的系统,本文提出一种基于扰动补偿的无微分模型参考自适应控制方法,实现系统输出对参考模型输出信号的高精度跟踪.首先,利用被控对象模型信息设计扰动估计器,对系统非线性扰动进行在线估计;其次,基于非线性扰动估计值设计参考模型和无微分参数更新律,构建无微分模型参考自适应控制器,建立基于扰动补偿和状态反馈的自适应控制律,以消除参数不确定性和非线性扰动对系统输出的影响,保证系统输出对参考模型输出的准确跟踪;然后,给出闭环系统误差信号收敛条件和控制器参数整定方法;最后,通过数值仿真验证所提方法的有效性和优越性.     

基于微分同胚变换的故障重构算法

针对一类含有未知输入扰动的不确定非线性系统提出一种鲁棒故障重构方案. 采用全局微分同胚变换, 将非线性系统变换为二个子系统, 使得其中一子系统不受故障影响, 状态部分可观, 另一子系统受故障影响但状态完全可观. 利用滑模变结构原理对两个子系统分别设计状态观测器消除扰动对系统的影响后, 再利用等值控制方法实现对故障的重构. 应用案例验证了所提方法的有效性.