多变量非线性系统的有约束模糊预测解耦控制

针对多变量非线性系统提出了一种带约束输入的广义预测解耦控制算法:首先对多变量非线性系统建立T-S模糊模型,然后在每个采样点对系统进行局部动态线性化,将得到的系统线性化模型进行对角解耦,然后对其设计带输入约束的GPC算法.该算法充分考虑了控制输入及其增量受约束的情况,而且不必求Dio-phantine方程,减小了计算量,且削弱了变量之间的耦合程度.最后的仿真结果说明了该算法对多变量非线性系统的有效性.     

基于T-S模型的自适应多变量模糊预测控制

针对多变量非线性系统的控制问题,提出了一种具有良好控制效果的模糊预测控制方法。首先采用快速聚类法和递推最小二乘法辨识得到非线性系统的T-S模型,然后对系统进行线性化,并基于线性化的模型设计模糊广义预测控制器并对非线性对象进行在线自适应控制。对一个带时延的强耦合二变量非线性对象进行仿真,结果表明对于具有时变性的非线性系统,该方法具有很好的控制效果。     

基于T-S模型的非线性系统离散时间滑模控制

基于T-S模糊模型,讨论了一类非线性离散时间系统的控制问题。采用T-S模糊模型来描述非线性系统的动态模型,再将非线性系统的全局T-S模糊模型转化为线性不确定系统的模型。这样复杂的非线性系统的稳定问题就转化为线性不确定系统的鲁棒镇定问题。采用离散时间滑模控制方法实现线性不确定系统的鲁棒镇定。利用用线性矩阵不等式技术设计稳定的滑动模面,以降低非匹配不确定对系统的影响。给出了线性矩阵不等式形式的稳定滑动模面存在的充分条件。此外还给出了滑模控制律的设计方法。所给设计方法可保证系统鲁棒镇定,并且在滑动模面附近的抖振可明显减弱。最后,给出了truck-trailer的仿真算例,证明了所给方法的可行性和有效性。     

一类时滞系统的模糊跟踪控制及其仿真

研究了一种基于模糊T-S模型的非线性时滞系统模糊跟踪控制问题。首先利用模糊T-S模型对不确定非线性系统进行模糊建模,然后在此基础上研究了模糊系统在状态可测与不可测的情况下的模糊跟踪问题。控制器的设计避开了复杂的精确反馈线性化与自适应方法。采用本方法,可将控制器的设计问题转化为求解线性矩阵不等式问题,再利用凸优化技术可将其有效地解决。因此该方法既简单又实用,并且通过仿真实例说明了它的有效性与正确性。     

Fuzzy robust attitude controller design for hydrofoil catamaran

1.INTRODUCTION High speedboatshaveattractedanincreasingatten tionfrombothresearchersandshipyardsduringthe pastdecades[1～3].Hydrofoilcatamaranisakindof high speedboatwithexcellentperformance,com posedoftwinV hullsandtwoormorerectanglehy drofoilsatthebottomoftheV typehulls[1,2].From itshull bornemodetofoil bornemode,thelargede creaseoftheboat’sdraftbringsoutthedeterioration oftheboat’sself stability,andthesensitivenessto theenvironmentaldisturbances,suchaswavesand winds.Bothsimulati…     

混沌系统基于T-S模糊模型的控制方法

将模糊控制技术应用于混沌控制中，可以克服反馈线性化等传统方法对参数完全精确已知的限制；用T-S模糊系统来逼近非线性系统，它的IF-THEN规则后件由线性状态空间子系统构成，进而可以应用模糊系统的控制理论求得模糊控制器，用此非线性控制器来控制非线性系统，以求良好的控制效果；模糊规则后件部分以局部线性方程形式给出的T-S模糊模型可以通过调整相关参数很好地逼近混沌系统，基于该模型采用平行分散补偿技术设计出具有相同规则数目的模糊控制器，控制器所有参数可以通过求解一组线性矩阵不等式一次性得到。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于LMI的模糊控制器设计

对于许多实际的非线性系统,状态变量往往不能获取或难于测量。因此设计模糊状态观测器来估计状态变量是非常必要的。针对T-S模糊模型近似描述的非线性系统,提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的具有区域极点配置功能的模糊控制器和模糊状态观测器的设计方法。首先利用并行分布补偿(PDC)设计思想和基于线性矩阵不等式(LMI)的极点配置理论,将闭环系统的全局渐进稳定性要求,性能指标及控制量约束条件统一到线性矩阵不等式框架内。然后求解线性矩阵不等式族获得控制器和观测器参数。最后将该设计方法应用于倒立摆的平衡控制中,通过仿真曲线可以看出该方法设计的控制器可使倒立摆稳定并满足指定的性能指标,因此该设计方法是有效的。     

一类非线性时滞系统的模糊预测控制

利用模糊T-S模型对一类输入受限的非线性时滞系统进行建模;在此基础上,提出了模糊预测控制,推导了预测性能指标上界,将稳定性约束,输入约束变换成容易求解的线性矩阵不等式形式。采用了并行分布补偿预测控制器,基于李雅普诺夫函数和线性矩阵不等式方法给出滚动时域优化的充分条件,证明了闭环系统的稳定性,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于改进T-S模型的模糊辨识算法及其应用

热工过程往往具有非线性和不确定性,用传统的描述热工过程动态数学模型的方法(如传统函数等)难以建立非线性模型,从而难于精确表达热工过程及实施整体优化控制。该文提出了一种基于改进T-S模型的热工系统模糊辨识方法。采用启发性知识与复合非线性优化方法相结合的综合方法求解出模糊模型的结构,然后通过基于熵的聚类和竞争学习算法对热工过程的输入数据空间的划分,在此基础上利用加权递推最小二乘法(WRLSA)建立热工过程的T-S模型。仿真结果表明基于改进T-S模型的非线性模糊模型,不仅能精确地描述过程的非线性,而且算法简单、快速。     

基于T-S模糊模型的混沌系统鲁棒控制器设计

研究具有参数不确定混沌系统基于T S(Takagi Sugeno)模糊模型的鲁棒控制器设计。首先利用IF THEN模糊规则把不确定非线性系统的状态空间分成不同的区域,构建具有参数不确定性的T S模糊模型;然后提出使得系统在平衡点渐近稳定的鲁棒模糊控制器设计。该方法通过解一组线性矩阵不等式分别设计局部控制器,通过并行分布补偿的方法设计T S模糊系统的鲁棒控制器,渐近稳定性的条件更为宽松,能够有效降低鲁棒控制器设计的保守性。最后以Lorenz混沌系统为例,研究混沌系统的鲁棒控制器设计,仿真研究结果表明所设计的鲁棒控制器对参数不确定Lorenz混沌系统具有良好的控制效果。     

基于T-S模糊模型的非线性自适应逆控制系统

现在非线性自适应逆控制系统中，由于对象模型和逆控制器均采用非线性自适应滤波器，自适应过程需要同时训练至少两个串联的非线性自适应滤波器，从而造成自适应学习过程过于复杂。利用一组自适应LMS滤波器建立非线性对象的T-S模糊模型，它为逆控制器的学习提供了准确的解析的对象模型Jacobian信息，从而有效简化了自适应逆控制学习过程。仿真结果表明，无论是离线建模还是在线建模，该非线性自适应逆控制方法均能取得理想的控制效果。     

一类非线性系统的模糊变结构控制方案

针对一类特殊非线性系统的模糊变结构控制及稳定性问题,通过将非线性系统化为多个精确T S模型来建立非线性系统精确的T S模糊模型,将模糊理论与成熟的线性变结构控制理论相结合设计出一种模糊变结构控制器,提出了使全局模糊模型稳定的充分条件,并用Lyapunov稳定性理论证明该控制器能确保模糊动态模型全局渐近稳定,从而使非线性系统稳定。仿真结果表明了该设计方法的有效性。     

Research of robust adaptive trajectory linearization control based on T-S fuzzy system

A robust adaptive trajectory linearization control （RATLC） algorithm for a class of nonlinear systems with uncertainty and disturbance based on the T-S fuzzy system is presented. The unknown disturbance and uncertainty are estimated by the T-S fuzzy system, and a robust adaptive control law is designed by the Lyapunov theory. Irrespective of whether the dimensions of the system and the rules of the fuzzy system are large or small, there is only one parameter adjusting on line. Uniformly ultimately boundedness of all signals of the composite closed-loop system are proved by theory analysis. Finally, a numerical example is studied based on the proposed method. The simulation results demonstrate the effectiveness and robustness of the control scheme.     

Robust passive control for discrete-time T-S fuzzy systems with delays

This article deals with the robust stability analysis and passivity of uncertain discrete-time Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy systems with time delays. The T-S fuzzy model with parametric uncertainties can approximate nonlinear uncertain systems at any precision. A sufficient condition on the existence of robust passive controller is established based on the Lyapunov stability theory. With the help of linear matrix inequality (LMI) method, robust passive controllers are designed so that the closed-loop system is robust stable and strictly passive.  urthermore, a convex optimization problem with LMI constraints is formulated to design robust passive controllers with the maximum dissipation rate. A numerical example illustrates the validity of the proposed method.     

一种新型模糊控制器设计与稳定性分析

基于T-S模糊动态模型，采用模糊模型相除补偿(CDF)技术和线性矩阵不等式(LMI)方法，设计了一种新型模糊控制器，并进行了稳定性分析。非线性质量弹簧阻尼系统的仿真结果表明了该方案的有效性．与传统的并行分配补偿法(PDC)相比，所设计的控制器具有更小的保守性。     

基于T-S模型的约束鲁棒保性能飞行控制律设计

对一类具有范数有界参数不确定Takagi-Sugeno (T-S)模糊模型系统,采用状态反馈并行分配补偿结构,综合考虑变量约束和多个性能指标,研究了约束鲁棒最优保性能飞行控制律设计问题。改进输入、输出及状态约束线性矩阵不等式,提出了带约束模糊最优保性能控制定理。在一般抗干扰控制基础上引入不确定性矩阵,证明了模糊鲁棒最优抗干扰定理。综合上述结论,推导出带约束模糊最优保性能抗干扰定理。最后,建立了飞机不确定T-S模糊模型,分别设计了满足上述3个定理的飞行控制律,并进行了仿真与对比分析,结果验证了该设计方法的有效性。     

Constrained predictive control of nonlinear stochastic systems

The receding horizon control (RHC) problem is considered for nonlinear Markov jump systems which can be represented by Takagi-Sugeno fuzzy models subject to constraints both on control inputs and on observe outputs. In the given receding horizon, for each mode sequence of the T-S modeled nonlinear system with Markov jump parameter, the cost function is optimized by constraints on state trajectories, so that the optimization control input sequences are obtained in order to make the state into a terminal invariant set. Out of the receding horizon, the stability is guaranteed by searching a state feedback control law. Based on such stability analysis, a linear matrix inequality approach for designing receding horizon predictive controller for nonlinear systems subject to constraints both on the inputs and on the outputs is developed. The simulation shows the validity of this method.         

非线性时滞系统的一种模糊$H_{\infty}$控制方案

研究了非线性时滞系统基于T-S模型的模糊$H_{\infty}$控制问题.针对一类控制对象,得到了存在模糊$H_{\infty}$控制器的充分条件.此充分条件等价于一类线性矩阵不等式(LMI)的可解性.     

非线性系统的模糊变结构控制及应用

采用T S模糊动态模型逼近非线性系统 ,将非线性系统模糊化为局部线性模型。用Lyapunov稳定性理论设计出确保T S模糊模型全局渐近稳定的变结构控制器。应用到Lorenz和Rossler两类混沌系统的稳定控制中 ,仿真验证了方案的有效性 ,不需要改变被控混沌系统的内部结构 ,且具有良好的稳定性。模糊控制器结构简单 ,规则少 ,有推广应用价值     

不确定模糊系统的静态输出反馈-迭代算法

研究连续不确定T-S模糊系统的静态输出反馈控制问题。连续不确定T-S模糊系统的静态输出反馈控制稳定性的充分条件是根据可解的双线性矩阵不等式给出的。为了计算连续不确定T-S闭环模糊系统的静态输出反馈增益,提出了基于迭代线性矩阵不等式的算法。用数值仿真例子说明了该迭代线性矩阵不等式算法的有效性和收敛性。