永磁同步电机位置伺服系统的有限时间控制

针对永磁同步电机位置伺服系统控制问题,对有限时间控制技术的应用进行了研究.依据有限时间控制理论,利用反步构造法,对系统的位置环提出了一种基于反馈线性化和有限时间控制技术的策略.对干扰情况下闭环系统的性能进行了严格的数学分析.仿真结果表明:与传统的基于PD和反馈线性化的控制方案相比,基于有限时间控制技术的控制方案不仅使得闭环系统的位置跟踪误差具有更快的收敛速度,而且通过调节控制器参数可以使稳态误差的边界更小,系统具有更强的抗干扰能力.仿真结果验证了该方法的有效性.     

切换拓扑下二阶多智能体混合事件触发固定时间一致性

对于任意切换拓扑下含未知干扰的二阶多智能体系统,基于反步法提出一种新的混合事件触发固定时间一致性控制方法.首先,提出一种结合动态事件触发条件和静态事件触发条件的新型混合事件触发机制,该机制在系统瞬态响应阶段,基于辅助变量的幂次项设计新的动态事件触发条件,可以根据智能体的测量误差和速度误差的变化自适应地动态调整触发阈值,从而自组织地减少事件触发次数;在系统稳态响应阶段,采用静态事件触发条件,基于适当固定阈值能够减少该阶段不必要的触发次数,有效克服动态变量稳定后触发阈值太小的问题.其次,根据多共同Lyapunov函数分两阶段证明所提出方法和给出的一致性充分条件能够保证二阶多智能体系统在任意切换拓扑下实现实际固定时间一致性.然后,通过设计含双曲正切函数的测量误差的可导性验证系统排除Zeno行为.最后的数字仿真结果验证了所提出控制方法的有效性和优越性.     

非线性随机时滞系统输出反馈镇定(英文)

研究了非线性随机时滞系统的镇定问题. 运用Backstepping递推设计方法, 得到了使得非线性随机时滞系统镇定的输出反馈控制器的设计算法.     

一种改进的非完整轮式移动机器人轨迹跟踪控制方法

针对非完整约束下移动机器人的轨迹跟踪控制中误差收敛速度和平滑性上存在的不足,提出了一种改进的非线性反推跟踪控制算法。在运动学模型的基础上,构造了简单的虚拟变量推导出了反推控制律,且通过Lyapunov函数证明了该控制律的稳定性,并引入了一个反馈控制律,得到了一种新型轨迹跟踪控制器。MATLAB仿真分析表明:改进的非线性反推控制律很好地改善了控制效果,跟踪误差能在较短的时间内收敛,具有良好的抗干扰能力。     

基于滤波控制障碍函数的严格反馈系统安全控制

针对一类严格反馈系统的安全控制问题, 提出一种基于滤波控制障碍函数(Filtered control barrier functions, FCBF)的优化控制方法. 首先引入一阶低通滤波器, 构建滤波控制障碍函数. 然后结合控制李雅普诺夫函数(Control Lyapunov functions, CLF)及离线优化技术, 提出一种新颖的安全反推控制算法. 与现有文献相比, 所提控制算法通过运用滤波控制障碍函数, 有效克服了安全反推过程中的“计算膨胀”问题. 仿真结果验证了所提控制算法的有效性与正确性.     

输出受限迟滞非线性系统的反步控制器设计

针对一类含有Bouc-Wen迟滞的输出受限非线性系统设计了反步控制器.首先分析了Bouc-Wen模型的特性并得到其上界值,然后设计了对称型障碍Lyapunov函数(barrier Lyapunov function,BLF),保证了BLF有界,从而满足了输出受限的条件,最后利用反步法设计控制器.该方法消除了迟滞引起的振荡和超调并且使得系统输出约束在设定的范围内,同时解决了迟滞和系统输出受限两个方面的影响,提高了控制精度.仿真和实验结果表明了控制方法的可行性.     

带有干扰的线性时变系统的非线性鲁棒控制

研究了含有未知时变参数和有界干扰的单输入单输出线性时变系统的鲁棒控制问题.系统时变参数只要求光滑有界而不限制为慢时变或参数上界已知.利用时变的状态变换得到新的动态系统,基于Backstepping方法,设计出一种非线性鲁棒控制器.通过适当选择控制器参数,可以保证闭环系统是全局渐近稳定的.仿真例子表明了算法的有效性.     

一类具有零动态不确定非线性系统的停息时间可调的有限时间镇定

研究了一类带有零动态不确定非线性系统有限时间镇定问题, 给出了具有更强实用性的停息时间可调的有限时间稳定控制设计方法. 基于有限时间稳定的Lyapunov理论和反推技术, 给出了停息时间可调有限时间稳定控制器的设计步骤. 所设计的状态反馈控制器使得闭环系统全局有限时间稳定, 且停息时间可调整, 特别是当系统初始值已知时, 停息时间可以任意调节. 仿真例子验证了本文的主要结论.     

基于扩张状态观测器的板球系统误差反步控制

为提高板球系统的轨迹跟踪精度和抗干扰能力,提出了一种基于扩张状态观测器的误差反步控制策略。首先设计扩张状态观测器,估计出系统受到的不确定扰动。然后将观测出来的平板转角和角速度状态变量与反步法相结合,设计出带有低通滤波性能的误差反步控制器。实验结果表明,所设计的控制器具有良好的轨迹跟踪性能,验证了该控制策略的有效性。     

一类非线性时滞系统的状态反馈镇定

The problem of global stabilization by state feedback for a class of time-delay nonlinear system is considered. By constructing the appropriate Lyapunov-Krasovskii functionals (LKF) and using the backstepping design, a linear state feedback controller making the closed-loop system globally asymptotically stable is constructed.