基于自适应逆推设计的STATCOM非线性鲁棒控制

针对受内部及外部扰动影响的含STATCOM(StaticSynchronousCompensator)的单机无穷大系统 ,使用自适应逆推方法构造出系统的存贮函数 ,进而同时获得非线性L2 增益干扰抑制控制器及参数替换律·该控制器不仅能够抑制干扰对系统输出的影响 ,而且由于在内部扰动中重点考虑了阻尼系数的不确定性 ,因此该控制器对系统参数变化也具有很强的鲁棒性·同时 ,该方法的设计过程系统、简明 ,易为工程人员所接受·仿真结果表明自适应逆推方法设计的控制器拥有更优越的性能     

TCSC非线性自适应鲁棒控制器设计

研究了含有参数不确定及外部扰动的带有TCSC(thyristor controlled series compensation)的单机无穷大母线系统的鲁棒控制问题.针对描述单机无穷大母线系统的非线性三阶模型,将自适应理论和L2增益干扰理论相结合,并用逆推法构造出系统的存储函数,设计出了系统的非线性自适应鲁棒控制器.所设计的控制器不仅能够保证系统状态有界,而且能够有效地抑制外部干扰对系统输出的影响.仿真结果表明,所设计的控制器能够在很短的时间内使系统恢复稳定的状态,说明其控制是有效的.     

基于相似反对称结构的控制器设计

为了简化逆推设计,拓宽其适用对象,证明了一类非线性系统的渐近稳定性,并将这类系统作为控制器设计的目标,提出了逆推和直接构造2种设计方法。其中逆推法适用于一般的下三角对象,较之于已有的逆推设计方法,可引入更多的设计参数;不需要构造Lyapunov函数,或只需对部分子系统构造Lyapunov函数,从而简化了设计。对一些特殊的下三角对象,采用直接构造法,可使设计过程和控制器结构进一步简化;直接构造法还可应用于某些逆推法不适用的对象。算例证实了该文设计方法的有效性。     

基于相似反对称结构的控制器设计

为了简化逆推设计,拓宽其适用对象,证明了一类非线性系统的渐近稳定性,并将这类系统作为控制器设计的目标,提出了逆推和直接构造2种设计方法。其中逆推法适用于一般的下三角对象,较之于已有的逆推设计方法,可引入更多的设计参数;不需要构造Liapunov函数,或只需对部分子系统构造Liapunov函数,从而简化了设计。对一些特殊的下三角对象,采用直接构造法,可使设计过程和控制器结构进一步简化;直接构造法还可应用于某些逆推法不适用的对象。算例证实了本文设计方法的有效性。     

非线性非最小相位系统的半全局自适应输出反馈控制

讨论了含有参数不确定性或未知扰动的非最小相位的非线性不确定系统的半全局自适应输出反馈控制问题。当未知参数在一紧集上取值 ,且以线性形式出现时 ,利用Lyapunov方法和逆推 (backstepping)设计方法 ,给出了该类系统的输出反馈半全局自适应控制器的设计     

基于FLS的一种广义预测控制器的设计

将模糊逻辑与广义预测控制相结合,提出了一种基于FLS(FuzzyLogicSystems)的广义预测控制器的设计方法,并推导出基于BP算法的参数修正公式·仿真结果表明该方法的有效性·     

基于动态神经网络的一类非线性组合系统自适应控制

针对一类非线性组合大系统,提出一种用动态神经网络逼近组合大系统的新型设计方法·首先由动态神经网络辨识非线性组合大系统,也就是利用动态神经网络逼近系统的未知项和互联项,其次设计控制器使实际系统的状态来跟踪参考模型的轨迹·利用Lyapunov稳定性理论保证跟踪误差和其他信号是最终一致有界的·通过一个非线性系统例子的仿真证明这种设计方法的可行性·这种设计方法能够解决大系统中最为复杂的互联项问题,得出基于神经网络的自适应控制律·     

TCSC非线性自校正控制策略的研究

针对扰动对TCSC(Thyristor Controlled Series Compensator)系统动态性能的影响,提出了含TCSC系统的非线性自校正自适应控制策略.利用微分几何法和最小方差自校正原理,设计了TCSC非线性自校正自适应控制器.这种控制器能实时检测系统的外扰,并通过控制扰动后系统发电机的功角摇摆曲线来进行自动校正.仿真表明:这种控制器对系统发电机摇摆具有良好的阻尼作用,不但能快速调节容抗、改善系统的稳定性,并且具有较强的自适应性和鲁棒性.     

广义非线性交联大系统的鲁棒模糊分散控制

利用广义T S模糊模型对广义非线性交联大系统进行了鲁棒控制研究·首先 ,对广义非线性交联大系统建立模糊模型·然后 ,在系统可解条件下 ,给出了模糊分散控制器的设计方法 ,分析其考虑建模误差时的鲁棒稳定性 ,给出基于LMI的闭环系统鲁棒稳定的充分条件·进而 ,应用模糊规则及权重的性质得到基于LMI优化技术的低保守性的鲁棒模糊分散控制器设计方法·最后 ,算例说明了控制器的设计步骤和有效性·     

TCSC的自适应鲁棒H_∞控制

研究了含有参数不确定性及外部扰动的TCSC(thyristor controlled series compensation)单机无穷大母线系统的鲁棒H∞控制问题,使用自适应backstepping方法及Lyapunov方法构造出系统的存贮函数,同时设计出鲁棒H∞控制器及参数替换律.在内部扰动中同时考虑了阻尼系数不易精确测量和发电机电势不可直接测量的影响.该控制器不仅保留系统的非线性特性和对未知参数的实时在线估计,而且能够有效抑制干扰对系统输出的影响.仿真结果表明,所设计的控制器能够快速抑制振荡,保证单机无穷大系统的暂态稳定.     

基于非线性干扰观测器的直升机滑模反演控制

针对3自由度直升机俯仰控制系统,提出一种基于非线性干扰观测器的滑模反演控制方法. 用一种非线性干扰观测器观测系统的不确定性和外界干扰,通过选择设计参数,可以使观测误差指数收敛. 对引入非线性干扰观测器后的系统采用滑模反演法设计控制器,控制律的设计保证了闭环系统的稳定性,从而达到对直升机俯仰系统跟踪控制的目的. 仿真结果表明,该方法能够较理想地观测干扰,减小控制器的输出,改善系统的控制性能.     

压电陶瓷驱动器的滑模观测器反演控制

针对压电陶瓷驱动器中固有的迟滞非线性问题,设计基于滑模状态观测器的反演控制器对其进行输出跟踪控制。首先对压电陶瓷驱动的系统模型进行分析,将迟滞非线性部分视为有界干扰;在此基础上设计滑模状态观测器,对压电陶瓷驱动器的速度状态进行估计,整个系统仅需要测量输出位置信息。对采用滑模状态观测器的系统进行反演控制器设计,最后通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统是稳定的,系统中的所有信号是一致最终有界的。仿真结果表明了方法的有效性。     

永磁同步电机的自适应反步滑模变结构的混沌控制

永磁同步电机的动力学特性表明在一定的条件下PMSM会呈现混沌特性行为.为了控制不良的混沌振动,设计了一个基于自适应反步法的滑模变结构非线性控制器.M atlab数字仿真表明,基于自适应反步法的滑模变结构控制器具有健全的控制性能,它能够消除混沌现象,并能把系统的跟踪误差和参数变化迅速地以指数规律收敛到零,使得系统具有较强的抗干扰性.     

基于Backstepping与闭环增益成形的减摇鳍控制

为提高减摇鳍控制器的鲁棒性,将Backstepping算法与闭环增益成形算法相结合,设计一种非线性鲁棒控制器.采用Matlab的Simulink工具箱分别对相同海况下未进行减摇控制、在设定航速及航速减半状态时采用减摇鳍控制的非线性数学模型进行仿真.结果表明,该控制策略对于减摇鳍非线性控制系统十分有效,具有较强的鲁棒性.该算法的优点是设计过程简单,物理意义明显.     

磁浮列车悬浮系统的反步控制方法及实验研究

电磁铁的悬浮控制技术是磁浮列车最关键的核心技术之一.但是悬浮系统受到本质非线性和开环不稳定的影响,其控制器的设计一直存在难点和挑战.针对磁浮列车系统的稳定悬浮控制问题,设计了基于反步(Backstepping)法的非线性控制器.首先建立单点悬浮系统的非线性动力学模型,然后利用反步法将系统分成2个子系统并分别对每个子系统提出Lyapunov候选函数.在第一个子系统中设计虚拟控制量,并代入二级子系统的Lyapunov函数中获取出整个系统的控制器,接着利用Lyapunov理论验证系统的稳定性.同时,通过仿真证明:所提出的控制方法不仅具有更好的动态和稳态表现,而且能很好的抑制干扰对悬浮系统的影响.最后通过实验验证了该方法的有效性和可行性,在磁浮列车的悬浮系统方面具有良好应用前景.     

无人软翼飞行器直线航迹跟踪鲁棒反步控制

为实现无人软翼飞行器的直线航迹跟踪控制,提出一种基于模拟对象的可变增益鲁棒反步控制方法.基于模拟对象方法建立软翼飞行器的航迹跟踪误差模型,并设计了可变增益反步跟踪控制器,通过合理设计增益参数,消除了部分复杂非线性项,避免了传统反步法中虚拟量高阶导数问题,简化了控制器形式,更有利于工程实现.根据Lyapunov理论设计的鲁棒反馈补偿项,在保证稳定性的同时提高了系统的鲁棒性.将控制器应用于无人软翼飞行器平面直线航迹跟踪控制中,仿真实验表明,所设计的控制器可以实现直线航迹的精确跟踪,且具有很好的鲁棒性.     

位置扰动型电液力加载系统反步控制

针对位置扰动型电液力加载系统中产生的多余力,提出一种反步控制策略。首先构建力加载系统的微分方程;然后,为了使控制器简便易行,选择合适的Lyapunov函数,利用Lyapunov稳定性条件和反步控制思想反演设计出一次反步控制器。采用一组典型的电液力加载系统参数,通过MATLAB/Simulink仿真软件对反步控制器与传统PID控制器进行仿真比较,结果表明:反步控制器能控制主阀芯反向运动并将力加载系统油腔的多余流量排出,且参数调节简便;增大反步系数k值,系统响应会变快,跟踪误差减小,但超调量会增加;相较于PID控制力加载系统,加入反步控制器的系统响应更快,且经过初始阶段后能一直保持更好的跟踪性能。     

一类随机大系统的自适应有界镇定

研究了一类具有严反馈形式、含有有界不确定参数的非线性随机大系统的镇定问题,在充分考虑各子系统之间互联项影响的基础上,设计了这类组合系统的状态观测器,再运用反步法技术,通过构造四次型随机控制Lyapunov函数,设计出一种自适应输出反馈分散控制器.在此控制器作用下,所考虑的闭环、互联非线性随机大系统实现了概率意义下的有界稳定.仿真结果表明了该控制算法的有效性.     

一类非线性系统的鲁棒输出跟踪模糊控制

针对一类单输入单输出不确定非线性系统，提出一种稳定的自适应模糊控制方法。该方法应用I型模糊逻辑系统逼近过程的不确定部分，利用后推方法及监督策赂设计出一种鲁棒自适应控制器，理论分析证明了系统的稳定性，跟踪误差收敛到零。仿真结果表明了该方法的有效性。