基于状态观测器的输入受限不确定系统的滑模控制

研究了控制输入受限情况下不确定系统的滑模控制问题,其中,系统不确定性同时存在于状态矩阵和控制增益矩阵中。首先,利用状态观测器估计不可测状态;然后,在状态估计空间选择一种积分型切换面;最后,设计一个基于状态估计的滑模控制律以保证系统状态轨迹在有限时间内到达指定的切换面,同时利用等价控制律方法给出了滑模动态渐近稳定的充分条...     

基于扩张状态观测器的一类未知非线性不确定系统滑模控制

研究了基于扩张状态观测器的一类n阶未知非线性不确定系统的滑模控制问题.在系统状态已知的前提下,利用滑模控制思想将一个n阶未知非线性不确定系统方程转化为一个关于切换曲面函数的一阶非线性方程,然后利用二阶扩张状态观测器来估计转化后的一阶非线性方程的非线性函数和扰动.为了消除滑模控制项所带来的抖振,引入边界层.利用Lyapunov函数证明了系统的稳定性,完成了系统输出跟随系统输入的目的.由于系统中存在扩张状态观测器,本文的控制方法不依赖于被控对象的数学模型,具有很强的鲁棒性.仿真的结果表明了本文方法的可行性.     

伊藤型随机时滞系统的滑模控制

考虑存在状态和输入时滞情况下It随机系统的滑模控制问题。通过设计一个新的切换函数,不仅可以有效解决存在状态和输入时滞情况下随机系统的滑模控制器的设计问题,而且可以保证系统状态轨迹从初始时刻就发生滑模运动,从而使得系统在整个状态空间上都具有不变性。利用线性矩阵不等式给出了保证滑模动态依概率渐近稳定的充分条件,最后给出了数值仿真结果。     

不确定切换时滞系统积分滑模控制

研究一类不确定切换时滞系统的积分滑模控制问题.设计积分滑模面,且滑模面的设计依赖于切换系统的初始状态,保证切换系统的状态从初始时刻就保持在滑模面上,消除切换过程中的滑模到达过程,从而改善系统的暂态性能,提高系统的鲁棒性.利用线性矩阵不等式方法,给出滑模面存在的充分条件.在此基础上设计子系统变结构控制器,确保对于一类满足平均驻留时间条件的切换信号,切换系统在滑模面上运行时是指数稳定的.数值仿真证明了所提设计方法的有效性.     

非线性时滞输入系统的滑模控制(英文)

研究了具有输入非线性的不确定时滞系统的无源滑模控制问题。采用滑模控制方法,一个控制器被设计可以保证系统的状态在有限时间达到切换面,同时使得滑动模态具有无源性和渐近稳定性的充分条件以线性矩阵不等式被获得,求解方便。最后,一个仿真例子说明了所提方法的有效性。     

具有输入时滞的TCP网络的自适应滑模控制

针对具有输入时滞的TCP网络的拥塞控制问题,提出了一种基于自适应滑模控制的主动队列管理算法。通过引入一个状态预测器,消除输入延时带来的影响。考虑到网络系统不确定性上界很难获得,提出了一种自适应律以适应系统的不确定的上界,并根据此自适应律设计了一个滑模控制器。所设计的控制器既保证了滑动模态的存在和系统的渐进稳定性,又较好地抑制了系统不确定带来的影响。仿真结果表明,该算法可以获得良好的暂态和稳态响应,该方法优于传统的PID控制和滑模控制。     

基于滑模观测器的卫星姿态控制系统滑模容错控制

针对卫星姿态控制系统执行机构故障,设计了基于滑模观测器的滑模容错控制律.采用迭代学习算法在线调节观测器滑模项切换增益,设计滑模观测器估计卫星姿态和角速度.在此基础上,将执行机构故障作为系统的未知动态,提出一种对卫星姿态控制系统执行机构故障不敏感的滑模容错控制方法.该方法利用系统输入和状态信息,结合动力学特性实现未知动态估计,以此设计滑模控制律.通过数字仿真验证了该容错控制方法的有效性.     

不确定时滞系统的滑模控制

考虑同时存在状态不确定性和控制不确定性的时滞系统的滑模控制问题,其中控制不确定性是不匹配的。利用Lyapunov方法和线性矩阵不等式技术,给出了闭环系统渐近稳定的充分条件。利用该线性矩阵不等式的解可以得到所设计的滑模控制律和滑模面。从理论上证明了该滑模控制律能保证状态轨迹被驱动到指定的切换面上。仿真结果验证了该算法的有效性。     

一类二阶非线性不确定系统的非奇异Terminal滑模控制

在分析传统的Terminal滑模控制的基础上,发现系统状态虽然能在有限时间到达滑动模态,并在有限时间内收敛到平衡点,但传统的Terminal滑模控制律容易使系统出现奇异问题.为了克服Terminal滑模控制的奇异问题,针对一类二阶非线性不确定系统提出了非奇异Terminal滑模切换函数,并证明了采用非奇异Terminal滑模控制律,不仅避免了系统出现奇异问题,而且能保证系统状态在有限时间内到达滑动模态并收敛到平衡点.最后通过实例比较2种滑模控制方法,仿真结果验证了非奇异Terminal滑模控制的有效性.     

非匹配不确定输入时滞系统的自适应滑模控制

针对具有输入时滞、且同时具有非匹配不确定项的一类对象模型,采用状态变换法把原系统转化成为一个无时滞系统,并应用滑模控制的方法设计了控制器.考虑到不确定项未知,进一步设计了具有自适应能力的滑模控制器,以保证滑模面的存在性,克服不确定性的影响.针对非匹配不确定项,根据Lyapunov稳定性定理,提出了保证系统渐近稳定所要满足的条件.仿真结果证实了该控制策略的可行性和有效性.     

输入延迟系统的切换伪预测镇定控制器

为一类具有输入延迟的系统设计切换伪预测器,在避免含有输入积分项的同时,实现了精确的状态预测,为应用非延迟系统的控制器设计方法提供了基础和依据,从而可简化闭环系统稳定性和动态性能分析.以控制量实际影响系统状态的时刻为界,将原系统划分为开环和闭环2个子系统,据此构造具有切换结构的伪预测器预测系统状态.利用预测状态为输入延迟线性系统设计镇定控制器,并证明了闭环系统的渐近稳定性.     

具有时滞的不确定系统的变结构控制

针对具有输入控制时滞的不确定系统,提出了一种具有滑动模态的变结构控制。设计出了系统切换函数和控制律,用切换函数使滑动模态渐近稳定,用变化的不连续控制保证滑动模态的存在和削弱抖振。     

一类切换系统的鲁棒控制

考虑了一类标称系统存在共同Lyapunov函数的非线性不确定切换系统的鲁棒镇定问题·不确定性不满足匹配条件,分别设计出了经过状态反馈和输出反馈鲁棒控制器·在不确定项满足一定的限定条件下,使不确定闭环系统仍然具有共同Lyapunov函数,从而在任意的切换策略下,确保闭环系统在其平衡点处是渐近稳定的·最后的仿真说明了文中结论的正确有效性·     

参数不匹配的统一混沌系统的滑模控制同步

采用滑模控制技术,设计了一种新的自适应滑模控制器,实现了两个参数不匹配的统一混沌系统的同步化.所作出的理论分析和计算机仿真结果都有力地证明了这种新的控制方法的有效性.     

恒化器中生物适应性生长模型的周期解

本文基于恒化器培养微生物代谢过程所建立的微分方程,考虑微生物对环境的适应性,并赋予营养基流速以周期输入,研究微分方程模型周期解的存在性与渐近性。该系统描述恒化器中因微生物赖以生存的一种营养基供给浓度的周期变化,而使微生物在快速吸收营养、快速繁殖与静止吸收营养、停止繁殖的两种生存状态之间转换,首先讨论各种可能生存状态周期解的存在性,共有3种类型的周期解,然后利用Poineare映射和方程的耗散性对周期解作定性分析。得出以下结论：当Floquet乘子时,二类生存状态的种群均会被淘汰出恒化器,此时种群会渐近地趋于只有快速吸收营养物种存活的稳定周期状态,或者是进入同类微生物快速吸收营养与静止吸收营养2种生存状态共存的周期状态。     

带状态约束的切换系统的脉冲控制优化

讨论了带有脉冲控制和状态约束的切换系统的优化数字解问题,将直接微分法从连续切换系统推广到脉冲切换系统,从无约束优化问题推广到有约束优化问题.通过目标函数值对脉冲输入的直接微分,得到目标函数值变化量和脉冲输入微小变化量之间的关系.根据它们之间的关系,采用离散化数字解算法求解,即将目标函数、状态方程和约束变量方程等都离散化,形成迭代循环,从而得到切换时刻的脉冲优化数字解,保证了系统轨迹在约束范围内达到优化状态.     

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.