机炉协调控制系统的鲁棒性能分析

为克服传统鲁棒控制算法的保守性,提出了一种概率范式下评价参数不确定控制系统鲁棒性能的方法。该方法能以累积频率曲线的形式直观地对任意性能水平下不同控制系统的鲁棒性能进行比较;同时,针对机炉协调控制系统设计了一种鲁棒反馈线性化控制器,并运用上述评价方法将其与传统的精确反馈线性化控制器的鲁棒性能进行对比。仿真结果显示鲁棒反馈线性化控制器具有更为优越的鲁棒性能,同时也验证了所提出的控制系统鲁棒性能评价算法的有效性。     

基于多工作点模型的高精度鲁棒伺服控制器设计

为了满足永磁同步电动机伺服系统的高精度应用需求,提出了一种基于多工作点模型的鲁棒控制器设计方法。该方法首先进行标称控制器设计,利用反馈线性化将电机模型变换为含有等价干扰的线性模型,并设计线性控制律,让标称控制系统跟踪参考输出信号,然后设计鲁棒补偿器,抑制等价干扰的影响,最后利用不同工作点的设计结果,确定最终鲁棒控制器参数。理论证明了该文闭环控制系统的鲁棒稳定性和鲁棒跟踪特性。实验结果表明所设计的鲁棒伺服控制系统在不同工作点下均具有期望的鲁棒转速跟踪特性和扰动抑制特性。     

基于多工作点模型的高精度鲁棒伺服控制器设计

为了满足永磁同步电动机伺服系统的高精度应用需求,提出了一种基于多工作点模型的鲁棒控制器设计方法。该方法首先进行标称控制器设计,利用反馈线性化将电机模型变换为含有等价干扰的线性模型,并设计线性控制律,让标称控制系统跟踪参考输出信号,然后设计鲁棒补偿器,抑制等价干扰的影响,最后利用不同工作点的设计结果,确定最终鲁棒控制器参数。理论证明了该文闭环控制系统的鲁棒稳定性和鲁棒跟踪特性。实验结果表明所设计的鲁棒伺服控制系统在不同工作点下均具有期望的鲁棒转速跟踪特性和扰动抑制特性。     

采用反馈的鲁棒系统设计方法

基于多变量系统鲁棒理论和反馈可以减小对象参数变化对输出影响的思想，本提出一种鲁棒系统设计方法和设计内反馈增益矩阵的算法。用该方法对一实际工业对象设计了鲁棒控制系统，结果令人满意。理论分析和实际系统设计结果表明，该方法设计的系统比串联补偿鲁棒设计的系统具有更好的鲁棒稳定性和鲁棒性能。     

具有短时延和丢包的网络控制系统鲁棒H∞控制

研究了一类具有网络诱导时延和数据包丢失的不确定网络控制系统的鲁棒H∞控制问题.通过增广系统状态,将反馈通道和前向通道均存在短时延和丢包的网络控制系统建模为包含4个子系统的切换系统,基于增广系统模型提出新形式的静态输出反馈控制律.结合时窗丢包率概念与平均驻留时间方法,得到保证闭环网络控制系统鲁棒渐近稳定且满足鲁棒加权H∞性能指标的充分条件.基于线性矩阵不等式处理技巧与锥补线性化算法,给出双通道丢包依赖的变增益输出反馈鲁棒H∞控制器设计步骤.设计实例验证了所提控制方法的有效性.     

离心机的自适应鲁棒控制系统

为了改善离心机的控制性能和稳定性，进行了离心机的自适应鲁棒控制系统研究；基于电动机与离心机相连的结构，设计了控制器以期得到满意的控制性能；首先提出了一种基于自适应鲁棒控制器的离心机控制系统，针对离心机模型设计了自适应鲁棒控制算法；试验结果证明了该控制算法的有效性；在环境条件不同的情况下，离心机控制系统仍表现了满意的控制性能。     

确定线性动态控制系统的鲁棒性设计方法

鲁棒线性控制器设计的主要问题是针对对象模型不确定性,寻找线性反馈控制器,使得不确定控制系统稳定。针对具有线性、非线性或时变结构的模型不确定性多变量动态系统,采用动态补偿器结构与原系统进行增广,构成闭环动态近似系统,根据Gronwall引理,推导出了基于不 确定性范数上界的动态线性系统鲁棒稳定的充分条件。根据鲁棒稳定条件,给出了具体的动态不确定系统的鲁棒性设计算法。通过选择适当的变换阵,利用特征值配置技术求出动态补偿器的参数,来满足鲁棒稳定条件,使得闭环不确定动态系统稳定,从而提出了一种时域内鲁棒线性 控制器设计方法－动态补偿器法。该方法同样适用于控制器为输出反馈的情形,给出了具体设计实例,以验证设计方法的简单性与有效性。     

不满足匹配假设的不确定非线性系统的鲁棒控制

该文研究一类不确定非线性系统的鲁棒镇定问题,其中不确定性不需要满足传统的匹配条件。对系统中不确定项所要求的信息仅为不确定项是有界的,其界为系统状态的已知函数。首先应用输入／输出反馈线性化法,将非线性系统变换为部分线性可控系统。接着基于李雅普诺夫直接法,提出了一种连续型鲁棒镇定控制器设计方案。利用该方案设计的鲁棒控制器可确保相应闭环系统的状态一致最终有界。所提出的鲁棒控制器计算简单,更易实现。仿真结果证明,所提方法是可行的、有效的。     

一种基于精确反馈线性化的非线性鲁棒控制器

基于精确反馈线性化原理将非线性数学模型线性化，然后用闭环增益成形算法设计出鲁棒精确反馈线性化控制器，并将之用于船舶自动舵的航向保持方案中，用Matlab的Simulink进行了名义模型、摄动模型和不同海况干扰等多方面的仿真研究，最后将结果与基于LQR的精确反馈线性化控制器的仿真结果进行较，得出本研究具有设计简单、物理意义明确和控制器鲁棒性较强的优点。     

概率鲁棒镇定控制器的研究

将统计学习理论中的经验概率一致收敛特性应用到鲁棒控制中,针对具有实参数不确定性的控制系统,研究了概率鲁棒镇定控制器的设计问题.给出了设计概率鲁棒镇定控制器的前提条件,采用基于经验概率一致收敛特性的随机化算法设计概率鲁棒镇定控制器的具体步骤和方法.研究表明,与传统方法相比,在概率意义下采用随机化算法设计概率鲁棒镇定控制器具有设计方法简单、计算量小的优点.计算实例表明了该算法的有效性.     

基于扩张状态观测器的多机系统非线性协调控制

针对精确反馈线性化(EFL)的非线性控制器鲁棒性差、结构复杂的缺点,提出了基于扩张状态观测器(ESO)的多机电力系统汽门和励磁的非线性分散协调控制策略。同时给出了基于EFL的分散协调控制策略。数字仿真表明,当标称参数与电网实际一致时,基于ESO的非线性控制器能达到EFL控制器的非线性控制效果,但基于ESO的非线性控制器设计无需电网的有关参数,在标称参数与实际电网参数有误差时,基于ESO的非线性控制器较EFL具有更佳的鲁棒性和适应性。     

具有参数不确定的移动机器人鲁棒轨迹跟踪控制

研究了具有参数不确定性的非完整移动机器人轨迹跟踪问题.综合考虑了移动机器人的运动学和动力学方程,首先采用输入-输出反馈线性化方法得到具有不确定性的线性化模型,系统中的不确定性满足匹配条件;然后基于积分滑模控制的思想设计了鲁棒轨迹跟踪控制器,保证了系统在整个响应过程中的鲁棒性,并且分析了参数不确定对控制器的影响,给出了一个闭环系统稳定的充分条件;最后对系统具有较大的参数摄动进行了仿真试验,结果表明所设计的控制器能够保证移动机器人有效性地跟踪期望轨迹.     

一类不确定非线性系统的鲁棒稳定控制器的设计

运用微分流形的分布为工具，先将一类多输入多输出不确定非线性系统通过对角状态反馈变换为一个状态矩阵为区间矩阵的不确定线性系统，把非线性系统的不确定性和对角状态反馈变换误差转化为区间矩阵。再对区间矩阵系统应用实对称矩阵集合的最小上界定理进行鲁棒控制器设计，从而达到对原非线性系统的鲁棒稳定控制。最后通过一个算例验征了该方法的有效性。     

Sliding mode control of engine-variable pump-variable motor drive system

Engine-variable pump-variable motor drive system is a complex nonlinear system.In order to improve system response speed and stability, a sliding-mode variable-structure control based on a feedback linearization theory is analyzed in this research.A standardized system model is established and linearized by the feedback linearization theory, and the input dimension is reduced through the relationship between variables which has simplified the linearization process.Then the sliding-mode controller using an exponential reaching law is designed and the Lyapunov stability of this algorithm is verified.The simulation results show that the sliding-mode variable-structure controller based on the feedback linearization theory can improve system response speed, reduce overshoot and achieve stronger robustness, so the vehicle speed control requirements can be satisfied well.     

混沌Arneodo系统非线性与自适应模糊神经网络控制

针对Arneodo系统的参数不确定性,阐述了Arneodo控制系统中抵消非线性的基本思想和设计方法.利用LQR线性反馈技术,设计了具有稳定裕度的二次型最优控制器,同时在控制器中引入一个用于函数逼近的自适应模糊神经网络,利用该神经网络抵消控制系统中的非线性项,使受控系统的某一状态变量可被镇定到任意参考位置.这种具有模糊神经网络的控制器实现了参数不确定系统的精确反馈线性化控制.通过仿真比较研究,说明了反馈线性化与自适应神经网络相结合的控制器具有良好的控制性能,且更易实现.     

发电机励磁系统的非线性控制研究

本文应用直接反馈线性化理论，为发电机励磁系统设计了非线性控制器，解决了电力系统的非线性特性在励磁控制器设计上的困难，使实现线性化的过程比微分几何法更加简捷．清晰．在此基础上，通过合理的实用化过程，使所设计的非线性励磁控制器达到了分散控制的要求，便于工程实现．用双ＣＰＵ系实现的微机非线性励磁控制器，对电力系统结构和工况的变化均具有很好的鲁棒性，为提高电力系统的标态稳定和暂态稳定水平提供了新的有效的控制手段．     

永磁同步电动机的鲁棒性设计

摘要：针对永磁同步电动机位置伺服系统存在系统模型摄动、参数时变等不确定性因素,提出了一种将传统PI控制与现代鲁棒控制相结合的方法,综合设计一状态反馈控制系统。仿真结果表明,控制系统对参数摄动具有较强的鲁棒性。     

Sliding Mode Control Approach for Electrically Controllable Clutch of AMT Based on the Feedback Linearization

A sliding mode control approach based on the feedback linearization is proposed for the electrically controllable clutch of AMT vehicles. The nonlinear dynamic model for the hydraulic actuator associated with clutch is established. By means of the exact feedback linearization procedure of differential geometry, an equivalent, fully controllable and linear model is derived via a homomorphic transformation for the AMT clutch system. Furthermore, a sliding mode control is introduced to improve robustness. The tracking tests are performed using the sliding mode control on a Santana LX passenger car, and the experimental results prove that this nonlinear controller is of fine robustness and high degree of tracking accuracy.     

一类不确定非线性系统的鲁棒状态反馈控制

研究一类非线性时变系统的鲁棒状态反馈控制器设计问题 ,在系统反馈线性化的基础上 ,通过标称系统的Lyapunov函数设计了不确定非线性时变系统的非线性鲁棒状态反馈控制律 .给出了闭环系统稳定性的理论证明 .