一类离散脉冲切换系统的能控性研究

提出了具有脉冲与切换的混杂模型,并用不变子空间的性质研究了此类系统的能控性,得到了系统能控的一个充要条件.     

线性切换系统的非奇异变换

线性切换系统是一类重要的混合动态系统。为了深入分析线性切换系统的能控性 ,寻找系统能控性判定的充要条件 ,首次研究了线性切换系统在非奇异变换下的性质。首先 ,证明线性切换系统的能控性在任意非奇异变换下保持不变。其次 ,基于一个恰当的非奇异变换 ,将状态空间适当分解为两个部分 ,给出了一个能控性的必要性条件的新证明。该证明比之已有证明更加简洁直观。最后 ,通过一个具体例 ,验证了能控性在非奇异变换下确实不变。     

Buck变换器混杂动态系统的能控性和能达性

尝试在Buck变换器的能控性和能达性研究中引入混杂动态系统和切换线性系统的概念．首先建立Buck变换器的切换线性系统模型;然后根据该模型的特点,给出系统矩阵定常、输入矩阵切换的切换线性系统的能控性和能达性定义和定理,并严格证明了Buck变换器的能控性和能达性;最后讨论了能控性和能达性与输出能控性的关系,指出能控性、能达性和输出能控性是一致的,同时对Buck变换器的能控性进行实验验证,结果表明,在负载阶跃变化的情况下,变换器的输出完全可以控制并且稳定在设计值,这和Buck变换器作为切换线性系统模型的能控性分析结果是一致的．本文的研究方法也可用于其他功率变换器的能控性和能达性的研究．     

一类有界干扰的线性切换系统的可镇定性

研究了带干扰的线性定常切换系统可镇定性问题.当切换模型集合是一致能控的紧集时,如果切换信号可以观测,且切换频率有界,则可构造状态反馈使得切换系统全局稳定.     

输入矩阵定常的切换线性系统的能控性和能达性

针对一类具有不同系统矩阵和相同输入矩阵的切换线性系统,证明了系统能控性和能达性的充要条件,同时给出具有不同输入矩阵和相同系统矩阵的切换线性系统能控性和能达性的充要条件,指出两类切换线性系统能控性和能达性充要条件是对偶的．对于上述两类切换线性系统,分别给出一个例子,并分析系统的能控性和能达性．     

输入矩阵定常型切换线性系统的能控性探讨

重新考察一类切换线性系统的能控性,这类系统具有不同的系统矩阵和相同的输入矩阵.研究发现文献导出的必要充分条件为假命题,该判据只适用于2阶系统,对于3阶及以上系统其必要性不一定成立.并证明第一不变子空间只是能控状态集的真子集,而非其全体.最后通过1个反例对结论予以验证.     

输入矩阵定常型切换线性系统的能控性

重新考察一类切换线性系统的能控性,这类系统具有不同的系统矩阵和相同的输入矩阵.研究发现文献导出的必要充分条件为假命题,该判据只适用于2阶系统,对于3阶及以上系统其必要性不一定成立.并证明第一不变子空间只是能控状态集的真子集,而非其全体.最后通过1个反例对结论予以验证.     

车辆悬架系统的能控性能观测性分析及仿真

建立了被动悬架与主动悬架系统的模型 ,通过状态空间法 ,运用Matlab语言 ,对系统的状态量和输出量的能控性和能观测性进行了计算分析 ,并提出了当状态不完全能控时 ,判断哪一个状态量不能控的方法 以某车为例 ,得到了悬架系统对于力执行机构输入u既能控又能观测 ,而对于路面输入不完全能控 ,路面输入对簧载质量速度不产生直接影响的结论     

时变切换系统的能控与能观

区别于已有L ie代数方法,Lyapunov方法,微分几何方法及不变空间方法,关于定常系统的研究,提出了一种新的方法。从另外一个角度研究形如x.=Ar(t)(t)x(t) Br(t)(t)u(t),t∈[t0,T]的时变切换系统,通过先构造基于给定的切换序列的一列能控矩阵及其秩条件来研究原切换系统,给出了能控以及能观的一些充分性与必要性条件。     

基于预测控制的单向比例泵控非对称液压缸系统控制方法

为了解决单向比例泵控非对称液压缸系统的无超调位置控制问题,提出了采用带约束的三阶状态空间模型描述单向比例泵控非对称液压缸系统的方法,设计了一种适用于该模型的模型预测控制器来保证系统的无超调位置输出.仿真结果表明,运用模型预测方法能够避免换向阀切换引入的系统非线性,并有效解决泵控非对称液压缸系统的超调问题,实现多约束条件下的高精度位置控制.     

岩土流变本构模型的可辨识研究

系统辨识的成功实施,应建立在系统的可控、可观测和可辨识性3个基本条件之上.通过构建新的状态空间变量,将岩土材料流变本构模型这种典型的SISO线性定常系统模型转换为状态空间描述,证明了该模型的可控性和可观测性矩阵均为满秩阵,因而是完全可控可测的.然后,利用CHNN的优化计算能力,探索了一种流变本构模型可辨识的新的有效途径,获得相关的辨识算法,并用Matlab软件开发了相应的辨识程序.有关考题验证表明,该辨识算法成功可行.表2,参9.     

线性周期快速切换系统的平衡截断模型降阶

针对电力电子领域中常见的线性周期快速切换系统, 研究了保持系统弱稳定性及平均动态特性的模型降阶问题. 针对输入为直流信号的情形, 引入周期切换系统的直流平均模型并在此基础上给出了可完全匹配其平均直流响应动态特性的平衡截断算法; 针对存在输入交流摄动信号以及切换时间摄动的情形, 引入周期切换系统的交流小信号平均模型, 并在此基础上给出了相应的奇异摄动型平衡截断模型降阶算法. 仿真应用算例验证了所得结果的有效性.     

直线一级倒立摆控制策略研究及仿真分析

应用牛顿力学定律建立了直线一级倒立摆的传递函数、状态空间表达式等数学模型,并分析其稳定性、可控性和可观测性。在此基础上,分别研究经典控制方法和现代控制方法在一级倒立摆系统中的应用,包括PID控制算法、系统频率响应分析与校正、线性二次最优控制算法和极点配置法,并在MATLAB/SIMULINK仿真平台上对这些控制算法的效果进行仿真,可以取得不同的控制效果。     

基于LQR最优调节器的二级倒立摆控制系统

倒立摆是一个典型的快速、多变量、非线性、绝对不稳定系统,对倒立摆系统的稳定性研究在理论上和方法上具有深远的意义。本文建立了二级倒立摆的数学模型,并推导出模型的状态空间表达式,分析了系统的稳定性,能控性和能观性,利用了线性二次型最优调节器(LQR)方法实现对二级倒立摆的最优控制,MATLAB仿真结果表明了该方法的有效性。     

Boost变换器状态反馈精确线性化控制

采用状态空间平均建模方法,建立了CCM(电流连续型)Boost变换器的非线性仿射模型。从理论上证明了所建立的系统模型满足状态反馈精确线性化的能控性条件和对合条件,推导出所构造的非线性输出函数, 得到非线性状态反馈控制律,实现了原系统的状态反馈精确线性化;详细分析了反馈系数的选取。最后为验证所提控制方案的优越性与无源性控制方法进行了数值仿真对比分析,仿真结果显示,基于本控制方法的系统性能优越,各项性能指标均优于无源性控制方案。     

线性切换系统基于子系统的灵敏度分析

研究了一类线性切换系统的灵敏度·通过引入灵敏度参数,提出了一种新的线性切换系统的数学模型·指出灵敏度函数的求解,应首先求解一个灵敏度方程,并且通过灵敏度函数定义了线性切换系统基于子系统的灵敏度·在线性切换系统的分析中,灵敏度发挥着重要的参考作用·通过例子计算,验证了理论结果的正确性·