不变流形在非完整链式系统镇定中的应用

该文研究了非完整链式系统的反馈镇定问题.针对非完整链式系统,构造了给定控制律下系统的不变流形,基于所构造的不变流形,提出了一种反馈镇定控制律的求解方法,并利用该方法求得了一个非连续时不变反馈控制律及控制律参数选择的充分必要条件,证明了所得控制律能使n维非完整链式系统各状态指数收敛于原点,求得了在该控制律作用下,非完整链式系统各状态的解析解.最后,利用仿真示例验证了所提控制律的有效性.     

一类混沌系统的反馈控制

研究了混沌系统的镇定问题．给出了具有范数有界的混沌系统存在Lyapunov镇定控制律的充分条件．在此基础上,将该条件的存在性转化为一个线性矩阵不等式可行解的存在性,借助线性矩阵不等式方法,得到了混沌系统镇定的状态反馈控制律,以Lorenz系统作为典型的例子,验证了这种控制律的有效性．     

一类不确定非完整系统的鲁棒镇定

研究了具有强非线性干扰和强漂移项的链式非完整控制系统的镇定问题.设计出一种鲁棒状态反馈控制律,使得闭环系统全局收敛到原点.将Input-state scaling变换方式与Backstepping反推法相结合的技巧,应用于非完整控制系统的镇定,其中,Backstepping反推法以Lyapunov稳定为设计原则.系统的设计实现了系统全局镇定,同时具有良好的动静态性能.仿真结果验证了本设计控制律的有效性.     

线性连续区间系数控制系统的鲁棒镇定

基于名义系统的镇定，利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性判据结合代数Ｒｉｃｃａｔｉ方程，研究了线性连续区间系数控制系统的鲁棒镇定问题，提出了一种新的线性鲁棒状态反馈控制律的设计方法。例子表明该方法的有效性。     

一类不确定奇异周期时变系统的鲁棒非脆弱_∞控制

对状态矩阵具有不确定性的奇异周期时变系统的鲁棒非脆弱H∞控制问题进行了研究。提出参数不确定性奇异周期时变系统广义可镇定和广义二次可镇定且具有H∞性能指标的概念,利用线性矩阵不等式方法,得到了一类参数不确定性奇异周期时变系统广义二次可镇定且具有H∞性能指标γ的一个充分条件,分别给出了相应的控制器增益具有加法式摄动和乘法式摄动的鲁棒非脆弱H∞状态反馈控制律的设计方法,所得的状态反馈控制律使得闭环系统正则、稳定、无脉冲,而且具有给定的H∞性能指标。最后,通过数值算例说明了该方法的有效性。     

网络化受限控制系统的镇定与L_2增益分析

针对含执行器饱和网络化控制系统,研究其镇定问题与L2增益分析．鉴于网络诱导时滞的存在,将网络化控制系统建模成舍时变输入时滞的受限控制系统．利用Lyapunov—Krasovskii方法和广义系统变换,得到了保证系统稳定的时滞依赖充分条件．在此基础上,设计了状态反馈控制律,使得相应的闭环系统内稳定且具有受限的L2增益性能．最后,用一个数值仿真例子验证了方法的有效性．     

网络化受限控制系统的镇定与L2增益分析

针对含执行器饱和网络化控制系统,研究其镇定问题与L2增益分析．鉴于网络诱导时滞的存在,将网络化控制系统建模成舍时变输入时滞的受限控制系统．利用Lyapunov—Krasovskii方法和广义系统变换,得到了保证系统稳定的时滞依赖充分条件．在此基础上,设计了状态反馈控制律,使得相应的闭环系统内稳定且具有受限的L2增益性能．最后,用一个数值仿真例子验证了方法的有效性．     

带有界扰动的仿射非线性系统的鲁棒输出反馈控制

研究带有界扰动的仿射非线性系统的鲁棒输出反馈控制问题。基于相对阶和零动态的概念,利用反馈线性化的方法,得到线性动态输出反馈控制律。当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,并给出仿真算例说明该结论的可行性和有效性。     

非线性ODE-PDE耦合系统边界控制的局部镇定

主要考虑利用边界控制解决线性常微分方程(ODE)与非线性偏微分方程(PDE)耦合系统的局部镇定问题.通过含有核函数和向量值函数的Backstepping变换设计出控制律,同时给出了闭环系统局部指数镇定的证明.对线性常微分方程与非线性偏微分方程耦合系统进行仿真,结果表明该反馈控制律是可行的.     

欠驱动船舶运动的非连续变参数镇定控制

为解决欠驱动船舶在风浪干扰下不同距离镇定控制及镇定参数优化问题,设计了非连续变参数控制算法.借助微分同胚变换及控制输入变换,将欠驱动船舶运动学及动力学模型转化为具有反馈链式级联形式的两个子系统,基于backstepping技术分别设计了反馈控制率.Lyapunov直接法证明该控制策略可使闭环系统所有信号全局一致渐进稳定.对干扰进行了Lyapunov补偿,得到原系统具有收敛参数可调的非连续反馈控制率.仿真结果表明,控制器对外界干扰具有鲁棒性;可以通过参数优化实现船舶不同距离镇定,并达到不同状态约束要求.     

提高V/F转换电路线性度的一种方法

针对普通的恒流源等宽反馈方案存在的不足,研究了一种改进的恒流源等宽反馈,在保证电路分辨率不变的前提下,恒流源反馈宽度提高了1.8倍,从而提高了电路的精度及稳定性.在满量程输出频率为-200～200kHz情况下,利用该方法设计V/F转换电路,线性度可以达到0.005 0%.     

基于时滞反馈控制的1/4车辆模型乘客减振研究

针对汽车在不平路面行驶时产生的振动会损伤汽车部件和影响乘客舒适性的问题,本文提出一种含时滞反馈控制的主动悬架在四分之一车模型中的减振方法。该悬架模型有三个自由度,由乘客质量、车身质量和簧下质量三部分组成。通过异步学习因子粒子群算法确定时滞控制参数,并将控制参数运用频域扫描法进行稳定性分析,最后建立含时滞反馈控制的主动悬架系统的仿真模型,仿真结果表明：与被动悬架相比,含时滞反馈的控制主动悬架无论在简谐激励还是路面激励下,乘客和车身加速度的均方根值都有明显的降低,具有较好的减振效果。含时滞反馈的控制主动悬架在改善乘坐舒适性和行驶平顺性方面具有优越性。     

双势阱Duffing-Van der Pol系统反馈同步

用变量反馈方法研究了具有对称双势阱的扩展Duffing-Van der Pol(DVP)系统的混沌同步问题,以及反馈增益强度摄动对同步时间的影响.结果表明,仅需一路反馈信号就能有效实现驱动系统与响应系统的混沌同步,反馈增益强度具有较宽的取值区间,且反馈增益强度的摄动幅度小于0.82时对同步时间没有显著影响.变量反馈控制方法实现DVP系统混沌同步的有效性和稳定性通过数值仿真得到证实.     

基于变结构的移动机器人侧向控制器的设计

采用基于后推与模糊滑模控制相结合的方法设计了移动机器人的变结构状态反馈控制器,实现了对道路跟踪侧向误差的渐近镇定控制.应用Lyapunov定理推导了移动机器人满足非完整性约束的时变光滑状态反馈镇定控制律;将状态控制区域分为远离奇异点的稳定工作区域与含有奇异点的非稳定区域2部分.设计模糊控制嚣来控制移动机器人的状态从非稳定区域向稳定区域转变,并采用移动机器人Amigobot作为实验平台验证了控制器设计的有效性.研究结果表明:侧向误差较大时,模糊控制器确保移动机器人在稳定区域内沿着模态切换线减小误差;当侧向误差较小时,时变光滑状态反馈控制实现对移动机器人的平稳镇定.在控制器设计中,将移动机器人的平移速度视为渐变参数,根据侧向误差能量函数的变化进行模糊自适应调节.     

一类非线性系统有限时间稳定控制的新方法

给出了非线性系统有限时间稳定的一个充分条件。研究了一类非线性系统全局有限时间稳定控制问题, 所设计的状态反馈控制器是连续非光滑的。 与现有结果相比, 具有加快收敛速度, 降低设定时间等优点。     

基于航迹误差预测模型的船舶自适应控制

为提高船舶控制精度,根据船舶航迹、航向、航速、舵角特性和历史数据,采用卡尔曼滤波进行误差预测估计,利用反传多层感知器自适应网络建立船舶航迹误差预测模型,并采用舵角、航向、航迹三层串级回路系统结构,完成自动舵控制功能.在风浪干扰、改变船舶模型的回转性指数、追随性指数、延迟因子和积分因子情况下,该系统以较少的舵角动作迅速收敛,减小了航迹的波动幅度和次数,使船舶航迹与预定航线更加拟合.仿真结果表明,在模型失配情况下,该系统仍可保持稳定的输出和光滑的控制作用,具有较好的鲁棒稳定性和良好的动态调节品质.     

非完整轮式移动机器人轨迹跟踪控制研究

根据机器人的运动学模型 ,对具有非完整特性的移动机器人轨迹跟踪控制进行了研究 .采用基于积分backstepping时变状态反馈方法 ,引入具有双曲正切特性的虚拟反馈量 ,设计机器人轨迹跟踪控制算法 ,并且利用Lyapunov方法证明系统的全局稳定性 .考虑到机器人的动力学约束 ,控制律中引入机器人系统速度、加速度受限策略以保证机器人运动平滑 .仿真证明该算法具有快速、精确、全局稳定的良好特性     

基于光滑控制的神经网络给定时间同步

基于一般的状态反馈和时变的增益函数,设计了一类全新的光滑控制协议,研究了神经网络的给定时间主从同步问题。与传统的有限时间控制或固定时间控制不同,该同步时间可以根据任务的需求而预先设定,从而具有更好的实用性。所提出的控制协议的同步时间不依赖于任何系统初值和控制器参数,这与目前大多数有限时间控制理论的同步时间由系统的初值和控制器参数决定有着本质的区别。同时,文中设计的控制协议没有使用非连续或非光滑的状态反馈,减少了理论分析难度。最后,数值仿真验证了理论分析的有效性。     

一种新的超混沌系统的计算机仿真分析

为提高混沌吸引子的拓扑结构的复杂性,在Lü系统中加入一个非线性状态反馈控制器构造了一种新的光滑四维超混沌系统.运用经典的四阶Runge-Kutta数值积分法求出该系统的数值解,绘制了该系统的吸引子的相图、时间相应图、功率谱图、分岔图、Lyapunov指数谱图等.分析结果表明,新的四维超混沌系统随着参数变化呈现超混沌、混...     

离散型模糊鲁棒H∞输出反馈控制器设计

研究了离散系统的模糊鲁棒H∞控制问题.利用分段光滑的李雅普诺夫函数的线性矩阵不等式的可行解给出了静态输出反馈控制器的设计,使得相应的闭环系统内稳定并使从干扰输入到受控输出的L2增益不大于已知给定的指标值.