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。     

闭区间上单调不减函数的右连续伪逆及其在三角余模构造中的应用

针对三角模基于单调函数的左连续伪逆的构造法无法直接对偶到三角余模上的情况,提出利用单调函数的右连续伪逆和准逆构造三角余模的方法,找到了与三角模的左连续伪逆构造方法的相对方法。研究了闭区间上单调函数的右连续伪逆的基本性质,分别利用单位闭区间上单调不减函数的右连续伪逆与准逆给出了三角余模的多种构造方法,并通过具体实例加以验证。     

具有可非可和关联的大系统的全局渐近稳定性

本文利用向量Liapunov函数方法,且通过具体地构造Liapunov函数给出具有可非可和关联的大系统??为全局渐近稳定的充分条件.该条件不仅适用于具有可和关联大系统,也适用于具有非可和关联大系统.     

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的非线性逆推设计

针对带有TCSC(ThyristorControlledSeriesCompensation)的单机无穷大总线系统的非线性二阶模型,使用逆推方法设计了TCSC的非线性控制器·基于逆推设计方法,无需对原系统进行线性化,并能保证闭环误差系统在Lyapunov意义下渐近稳定·当系统存在常参数不确定性,例如阻尼系数不能精确测量的情况下,应用自适应逆推方法还可以设计一个动态反馈控制器,其中含有对未知参数的实时估计·设计过程表明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.     

基于非仿射模型的高超声速飞行器预设性能控制器

针对高超声速飞行器非仿射模型提出预设性能控制方法,设计了一种新型预设性能函数来保证控制器的动态性能和稳态性能,通过构造误差转化函数将最初的受限系统转化为等效的不受限系统来简化控制器设计.将高超声速飞行器纵向动力学模型分解为速度和高度子系统并分别设计控制律.对于高度子系统,使用高阶跟踪微分器对误差进行估计,引入模糊函数对未知项进行逼近,避免了反演控制中的反复求导;对于速度子系统,直接根据预设性能函数设计比例积分控制器.所设计的控制律在参数不确定和干扰的情况下保证了期望的动态性能和稳态精度,同时降低了计算量.最后,通过仿真实验验证了控制器的有效性.      

雷达卫星鲁棒逆最优自适应姿态跟踪控制

针对存在外界扰动和模型参数不确定性的雷达卫星姿态跟踪控制问题,提出了一类基于修正的罗德里格斯参数描述的雷达卫星鲁棒逆最优自适应控制器设计新方法．通过Backstepping方法和构造相应李雅普诺夫函数,设计了鲁棒逆最优控制器,避免了直接求解哈密顿一雅克比一贝尔曼偏微分方程,使控制器相对于选取的具有鲁棒性的代价函数最优,并以较小的L：增益,实现对外界扰动的输入一状态稳定和鲁棒性;针对系统参数不确定性设计自适应参数更新律,对参数进行自适应学习,有效降低参数不确定对系统的不利影响．仿真结果表明：该方法能有效抑制模型不确定参数和外界未知扰动的影响,在保证姿态跟踪精度的同时,能增强系统鲁棒性．     

中值定理中逆推法构造辅助函数

介绍了一种基于罗尔定理用逆推法来构造辅助函数的方法,它是从结论出发,逆推而上,构造出辅助函数.     

非线性奇异摄动系统的L_2增益干扰抑制

将原系统分解为快慢两个子系统,并依据假设得到使快系统渐近收敛的状态反馈控制器.然后基于Lyapunov函数和逆推法构造出慢系统的状态反馈控制器,使得闭环系统对于所有有界干扰是内部稳定的,且从外部扰动输入到输出满足任意小的有界L2增益.通过求出第一个子系统的严格耗散不等式,递推得到全系统的严格耗散不等式,因此控制器设计过程避免了求解Hamilton-Jacobi方程,仿真实例说明了该方法的有效性和可行性.     

基于支持向量机广义逆的永磁同步电机模型参考自适应控制

针对永磁同步电机多变量、非线性、强耦合的特点,提出了基于支持向量机广义逆的模型参考自适应控制策略.在分析永磁同步电机广义可逆性的基础上,利用支持向量机回归理论辨识出系统逆模型并引入线性环节构造其广义逆系统,进而与原系统串联构成广义伪线性复合系统,实现被控对象的线性化重构,简化系统结构和外围控制器的设计难度.结合模型参考自适应控制策略,将支持向量机广义逆作为主控制器,设计出新型可调增益的闭环自适应控制器,提高了系统的鲁棒性.仿真与实验表明,该方法不依赖于被控对象的数学模型,系统抗干扰能力强,减小超调的同时提高了响应速度,实现了转速的高精度跟踪控制.     

带有状态约束的非线性切换系统的H_∞控制器设计

研究了一类带有状态约束的下三角结构的非线性切换系统的H∞控制器设计问题,利用障碍Lyapunov函数方法处理状态约束问题.针对该非线性切换系统利用反步设计技术来构造状态反馈控制器,在每一步的设计过程中,通过选取合适的障碍Lyapunov函数构造系统的共同障碍Lyapunov函数来处理状态约束条件,再经过一系列处理给出每步的虚拟控制器的具体表示形式,以此类推,从而设计出该非线性切换系统在任意切换条件下的H∞控制器.最后通过算例进行数值仿真说明了所得结果的有效性.     

基于闭环稳定约束的不稳定对象PID解析控制

利用有理函数逼近纯滞后,针对一类典型不稳定对象推导了ＰＩＤ控制器整定公式,与经典鲁棒控制设计方法不不是利用控制对象互质分解,而是根据闭环系统稳定性的束寻找满足要求的控制器集合,通过对最优灵敏度函数求解,解析地推导出ＰＩＤ控制器的结构和参数,得到的结果非常简单。     

基于动态逆和能量原则的导弹直接力-气动力复合控制

为了解决导弹直接力=气动力复合系统参数严重不确定和多操纵机构的耦合问题，提出了一种复合控制器的设计方案．采用动态逆方法设计了系统的基本控制律，利用信用度分配机制和模糊思想来提高小脑模型控制器（CMAC）神经网络的收敛性以补偿动态逆建模误差．在机构耦合问题处理上，采用能量最优原则构造了一种能量函数对直接力-气动力进行分配，降低了侧喷消耗和气动力舵偏角，使系统过渡过程平稳．最后，给定15km的高度，系统的马赫数在0．8～3．0内变化．数字仿真表明，控制器实现了指令信号的快速跟踪，而且直接力无冲击，舵偏角小，因此复合控制器的鲁棒性强，直接力-气动力的解耦效果良好．     

基于闭环稳定约束的不稳定对象PID解析控制

利用有理函数逼近纯滞后 ,针对一类典型不稳定对象推导了 PID控制器整定公式 .与经典鲁棒控制设计方法不同 ,文中不是利用控制对象互质分解 ,而是根据闭环系统稳定性约束寻找满足要求的控制器集合 .通过对最优灵敏度函数求解解析地推导出 PID控制器的结构和参数 ,得到的结果非常简单 .     

倾转旋翼机切换鲁棒控制器初始化研究

为提升跟踪控制下的线性切换系统瞬态性能,采用控制器初始化方法,通过闭环切换系统输出性能指标的最小化,获得切换控制器最优初始化映射,给出了简化最优初始映射的求解方法. 采用多Lyapunov函数的方法,证明了闭环切换系统的输入状态有界性,给出了初始化切换系统渐近稳定条件. 依据倾转旋翼机纵向运动模型以及所选取的被控对象平衡状态点,采用鲁棒控制器设计方法设计了相应控制器,并对跟踪控制下的切换控制器初始化控制效果进行了仿真验证.      

超混沌Chen系统和超混沌Lorenz系统的反同步

针对两个不同超混沌系统的反同步问题进行了研究,分别采用两种控制方法,为响应系统设计了适当的控制器,以达到两个超混沌系统之间的反同步.提出了一种特殊反对称结构,基于此给出了反同步控制器的直接构造法;针对主动控制法设计控制器的盲目性,引入了判定矩阵负定的简化方法,给出了实现反同步的主动控制法.最后,对超混沌Chen系统和超混沌Lorenz系统之间的反同步进行数值仿真,结果说明了这两种设计方法的有效性.     

自抗扰控制器在高阶系统中应用的仿真

将自抗扰控制器 (ADRC)推广到高阶系统的控制中。以理论分析为基础 ,将其基础部件——跟踪微分器 TD和扩张状态观测器 ESO的设计予以简化和改进。针对一类高阶非线性对象 ,在实例仿真的基础上总结了 ADRC的设计要点和经验整定规则。进行了几个典型实例仿真 ,并与PID和逆系统方法对比。仿真结果表明 ,ADRC对这一类高阶非线性对象具有良好的控制性能 ,对其外扰和模型的不确定因素具有较好的适应性和鲁棒性 ,从而证实了对 ADRC简化和改进的有效性。 ADRC可应用于高阶系统的控制     

一类基于观测器法的非线性系统的输出反馈控制

研究了一类非严格三角形式非线性系统的输出反馈控制问题.结合观测器设计法,技巧性地选取Lyapunov函数,构造了一个动态输出补偿器和光滑控制器,使系统达到全局渐近稳定.扩展了系统结构,弱化了结论成立的条件,最后的仿真例子阐明了结论的正确性.     

广义双线性系统的镇定

通过引入E－渐近稳定性的概念，利用Liapunov方法研究广义双线性系统，设计了一个镇定控制器，保证闭环系统E－渐近稳定和 Liapunov意义下渐近稳定，作为应用，给出了一个可行性算例。