带输入饱和的奇异摄动双线性系统的无源控制

针对具有输入约束和变时滞的奇异摄动双线性系统,提出一种状态反馈无源控制器的设计方法,以消除时滞因素和输入饱和对闭环系统的影响.首先,在Lyapunov稳定性理论和无源性理论的框架下,应用线性矩阵不等式技术和凸组合技术,将系统状态反馈控制器的设计归结为求解一组与时滞上界无关的线性矩阵不等式问题.所得控制器使闭环系统渐近稳定且无源,同时构造了与奇异摄动参数相关的椭圆吸引域估计,并将上述方法推广到不含时滞和外部输入的系统.然后,提出凸优化问题,得到闭环系统吸引域的极大估计,其中奇异摄动参数稳定界也是设计的目标之一.最后,通过数值仿真算例说明了所提理论方法的有效性.     

基于干扰观测器的非奇异快速终端滑模控制方法

针对多关节机械臂难以实现对目标轨迹的高精度跟踪控制的问题,提出了一种基于非线性干扰观测器的非奇异快速终端滑模控制方法。首先,结合了传统的快速终端滑模控制和非奇异终端滑模控制,不仅可以使跟踪误差在有限时间快速收敛至零且对机械臂建模误差和外界干扰具有强鲁棒性。其次,针对控制输入抖振严重的问题,通过引入非线性干扰观测器技术和饱和函数方法,从而降低了抖振。最后,以三自由度机械臂为研究对象在Matlab/Simulink环境下进行了对比仿真实验,结果表明,相比于现有的线性滑膜和非奇异快速终端滑模控制方案,在存在建模误差、外界干扰和关节摩擦等不确定性的情况下,所设计的控制方法不仅解决了控制输入抖振较大的问题且实现了各关节对期望轨迹的高精度快速跟踪,从而验证了所提出的基于非线性干扰观测器的非奇异快速终端滑模控制方法的有效性和可行性。     

电子节气门的非奇异快速终端滑模控制

为了提高汽车电子节气门开度控制的响应速度和精确度,研究与设计了一种非奇异快速终端滑模控制策略.建立了电子节气门控制系统的非线性数学模型;利用节气门阀片实际开度与期望开度的误差及误差的导数设计非奇异快速终端滑模面和终端吸引子,使用扩张状态观测器估计开度的一阶导数,设计了不存在奇异控制量且收敛快速的节气门非奇异快速终端滑模控制器,证明了这种控制器的李雅普若夫稳定性;对4种参考输入信号使用非奇异快速终端滑模控制和普通滑模控制在MATLAB/simulink中进行了仿真.仿真结果表明,相比于普通滑模控制方法,非奇异快速终端滑模控制方法具有更短的调节时间和更小的跟踪误差,在4种参考输入信号的作用下,普通滑模控制器需要1s甚至1.2s的时间才可基本实现跟踪,且跟踪误差较大,而非奇异快速终端滑模控制器可确保电子节气门开度在0.1s实现对参考信号的跟踪,且跟踪误差的绝对值小于0.2°,同时冲击扰动信号作用下的仿真结果表明非奇异快速终端滑模控制器具有较好的鲁棒性.     

高超声速飞行器模糊自适应动态面容错控制

针对输入饱和下高超声速飞行器发生执行机构损伤故障并存在参数不确定的情况,提出了一种基于Nussbaum增益技术的模糊自适应动态面容错控制策略.对于飞行器的高度和速度子通道,分别设计了动态面和动态逆控制器.利用双曲正切函数逼近飞行器的输入饱和特性,并基于中值定理将其转化为控制输入的仿射形式.对于损伤故障和参数不确定导致的控制增益未知问题,通过引入Nussbaum增益技术既保证控制系统稳定,又可以避免控制器奇异问题.通过设计模糊自适应系统,在线逼近包含不确定参数与饱和逼近误差的未知函数项,且引入范数估计思想,使得每个模糊系统仅包含一个自适应参数,以减小计算量.稳定性分析证明了闭环控制系统的半全局一致最终有界性,仿真结果验证了该容错控制算法的有效性.     

条件技术在控制模式切换中的应用

工业过程控制中存在着各种控制模式,在各种控制模式之间的切换会使系统产生饱和现象,影响系统的性能。通过在具有控制模式切换的系统中引入条件技术的可行性参考输入的概念,设计抗饱和控制器,减小由于模式切换过程产生的对被控对象产生的阶跃影响。通过仿真证明了所设计的抗饱和控制器缩短了系统输出的调节时间,削弱了由于模式切换对被控对象带来的阶跃影响,使整个控制系统具有明显的抗饱和效果。     

非线性切换奇异系统的自适应状态反馈控制

研究了一类满足Lipschitz条件的非线性奇异切换系统的自适应状态反馈控制的设计问题.首先，研究单输入非线性奇异切换系统的基本自适应控制的设计，控制器旨在稳定系统;然后，以单输入非线性奇异切换系统所呈现的具有自适应增益和基于Lyapunov稳定性定理调整增益的机制为基础，将其扩展为多输入奇异切换系统的跟踪问题，设计了自适应控制方法;最后，采用Matlab方法做了数值仿真来说明所提出的控制方法的有效性.所提出的控制器具有非常简单的结构，并且在实践中很容易应用.     

带有饱和输入和转弯半径限制的Dubins' Car位姿镇定

针对具有饱和输入和最小转弯半径约束的Dubins' Car,提出一种非线性系统连续位姿镇定方法.通过建立人工吸引协调场,用变论域自适应模糊控制在线调整协调因子,调节系统的线速度.由弹道成型制导律推导出角速度控制律,获取能量最省的收敛轨迹.考虑了实际系统的输入饱和限制和最小转弯半径约束.扩展后的控制律可实现平面内满足最小转弯半径约束的任意点一点镇定.确保系统的指数稳定性,位姿指数收敛到期望值.仿真结果表明具有较高的位姿镇定精度.     

具有饱和输入的非线性组合系统的分散镇定

考虑了具有饱和输入的非线性组合系统的镇定问题.利用李雅普诺夫方法和矩阵范数性质研究了具有饱和输入的非线性组合系统区域分散控制问题.给出了该系统的区域的分散镇定控制器的设计.相似组合系统出现在电力系统等领域,考虑了一类具有饱和输入的非线性相似组合系统,利用相似结构的特点,给出了这种系统简洁的区域分散镇定的条件.     

不确定组合系统的输入饱和分散鲁棒控制

通过分散鲁棒线性状态反馈控制得到了不确定输入饱和组合系统可状态反馈镇定的充分条件,找出了基于饱和输入的新的分散鲁棒控制器的设计方法·给出了饱和函数和矩阵的定义·提出了如何使组合系统分散鲁棒稳定的问题·运用矩阵构造Lyapunov函数并借助于代数Riccati方程,获得了比较简单的不确定组合系统稳定的输入饱和分散鲁棒充分条件·并且给出了在系统特殊情况下的分散鲁棒反馈控制律·     

不确定离散马尔可夫跳跃奇异系统的鲁棒H_∞饱和控制(英文)

讨论了含饱和执行器的不确定离散马尔可夫跳跃奇异系统的鲁棒H∞控制问题.首先,给出了一个保证离散马尔可夫跳跃奇异系统正则、因果、有界状态稳定且满足 H∞性能的充分条件.然后,在此条件下,解决了不确定系统的鲁棒 H∞饱和控制问题,并基于线性矩阵不等式(LMI),给出了鲁棒 H∞状态反馈控制器的设计方法.最后,用一个数值算例验证了本文方法的有效性.     

具输入饱和因子的不确定广义系统的鲁棒镇定

利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数方法，对一类广义系统，设计了镇定控制器，保证其闭环系统渐近稳定，对另一类广义系统给出了使其闭环系统Ｅ－渐近稳定的充分条件，给出数值实例说明文中定理的可行性。     

具输入饱和因子的滞后广义系统的鲁棒镇定

利用Lyapunov方法研究了具输入饱和因子的滞后广义系统,给出了其镇定控制器的设计方法,并对具有不确定的滞后广义系统设计了控制,保证其闭环系统渐近稳定,给出了一个数值实例。     

具有饱和执行器的离散广义系统的鲁棒镇定

把"饱和"的概念引入到离散广义系统中,研究了具有饱和执行器的离散广义系统的鲁棒镇定问题.首先基于离散广义系统容许的充要条件,利用广义Lyapunov函数和线性矩阵不等式方法,给出了闭环系统容许的充分条件,然后利用线性矩阵不等式的可行解给出了状态反馈控制器的设计方法.最后给出了数值算例,证明了该设计方法的有效性.     

带饱和执行器的奇异多时滞切换系统的稳定性及H_∞性能研究

研究了带饱和执行器的奇异多时滞切换系统的稳定性问题,采用状态转换方法扩大了稳定区域,借助于李亚普诺夫函数给出了使其鲁棒稳定的切换率.最后考虑了系统的H∞性能.     

球体蓄热体的热饱和时间

以加热炉中烟气出口处蓄热体为研究对象,建立了一维非稳态导热过程的数学模型,采用有限差分法进行模型的离散化.使用C 语言开发了计算球体蓄热体热饱和时间的程序,确定了蓄热体热饱和时间与各种影响因素之间的关系.结果表明,对流换热系数的增加会缩短蓄热体的热饱和时间,而蓄热体热容、密度及其半径的增加均使得蓄热体的热饱和时间线性增加.     

Poincare Index与复数滤波相结合的指纹奇异点提取算法

提出了一种使用Poincare Index与复数滤波相结合的方法提取指纹奇异点的方法。首先,使用Poincare Index方法提取指纹图像奇异点,由于Poincare Index易受噪声干扰而提取伪奇异点,使用复数滤波检测备选奇异点的邻近区域,判断该奇异点的可信程度,从而确定奇异点。该方法消除了Poincare Index对噪声敏感、容易提取伪奇异点的缺陷,也弥补了复数滤波无法准确找到奇异点位置的不足。通过实验验证,用该方法提取指纹奇异点取得了很好的效果。     

基于小波变换的奇异信号检测研究

奇异信号的奇异点经常携带有比较重要的信息,它是信号的重要特征之一.证明了小波变换能用来检测信号的奇异性,利用小波变换模的极大值和信号奇异点的关系,可以分析信号局部奇异性.信号局部奇异性用李氏指数来描述.研究了奇异性检测小波基的选择条件.给出了实例分析,结果表明,小波变换在信号奇异性检测和局部化分析方面具有优异特性.     

奇异值曲率谱理论及其在信号处理中的应用

有效奇异值的确定一直是奇异值分解（Singular value decomposition, SVD）中的重要问题,在信号处理时尤其如此。分析了在Hankel矩阵方式下理想信号和噪声的奇异值特点,指出理想信号的奇异值曲线存在一个很大的转折点,而噪声的奇异值曲线则很平坦。进而提出了奇异值曲率谱的概念,利用它来描述含噪信号奇异值曲线上的转折点情况,并提出根据曲率谱最大峰值位置即奇异值最大转折点来确定有效奇异值个数。如果奇异值曲线在曲率谱最大峰值的位置坐标k处是凸出的,则有效奇异值的个数为k;如果奇异值曲线在k处是凹进的,则有效奇异值的个数为k-1,通过信号处理实例证实了这种结论。基于曲率谱的SVD准确地提取到了轴承振动信号中由于滚道损伤引起的调制现象,并据此可靠地判断出了滚道剥落坑总数。     

平面n次系统奇点(Ⅱ)

本文进一步研究平面n次系统奇点的性质,证明了n次系统的m重奇点是由m个初等奇点汇合而成的。讨论了有限远奇点与无限远奇点的关系。     

高维自治Birkhoff系统奇点类型及其稳定性

研究了高维自治Birkhoff系统的奇点类型及其稳定性,首先由奇点方程得到系统的奇点及其性质,然后研究了奇点处Fréchet导数的特征根性质,从而判断出高维自治Birkhoff系统的奇点不存在汇和源,只存在双曲奇点.并给出判断奇点稳定性的相关定理.