基于最优控制LQR的单级倒立摆系统仿真研究

单级倒立摆控制是一个即复杂而又对准确性、快速性要求很高的非线性不稳定系统控制问题.在倒立摆系统数学模型的基础上,对系统进行了性能分析.应用现代控制理论最优控制LQR方法对单级倒立摆系统进行仿真控制研究,仿真结果说明反馈控制理论对倒立摆系统的控制是有效的,无论是系统的输出还是各个状态变量都具有较好稳定性和一定的鲁棒性.     

船舶航向非线性输出反馈控制

为解决船舶航向控制系统的模型不确定性、高度非线性以及状态变量与控制输入的约束问题,提出一种基于滑模控制的反馈控制算法.利用递归迭代设计法,将非线性滑动模态建立到扩展状态空间,并结合增量反馈控制,无须对不确定项进行估计.在系统输入增益符号已知条件下可自动寻找使系统稳定的控制量,避免变结构控制的抖振以及输出反馈控制的稳态误差及超调,并保证闭环系统的高阶状态变量严格有界.应用船舶非线性水动力模型进行航向控制仿真.结果表明,控制器对系统参数摄动及外界干扰不敏感,具有强鲁棒性.     

非线性控制大系统的部分镇定

研究了非线性大系统关于部分状态变量的镇定问题,大系统放弃了其对应的孤立子系统部分状态为稳定的条件．基于数量与向量李雅普诺夫函数,以分解-集结方法为基础,研究了两类控制方法．当控制大系统具有不稳定孤立子系统时,讨论了控制大系统的非线性反馈控制;当不知道控制大系统的孤立子系统的稳定性时,利用带有部分状态线性反馈控制项的孤立子系统的部分稳定性,讨论了控制大系统的部分状态变量线性反馈控制．基于矩阵的性质及不等式分析,分别得到了保证控制大系统部分状态渐近镇定的充分条件．算例证实了设计方法的有效性．     

非线性系统的鲁棒H∞输出反馈控制

研究了在实际中具有工程背景的一类不确定非线性系统的鲁棒H∞控制问题.该系统的非线性不确定性不仅与状态变量有关,而且与状态变量的微分有关.该不确定性用有界范数来刻画.文中用耗散理论,基于Hamilton-Jacobi不等式,得到了确保闭环系统局部渐近稳定且L2增益有限的充分条件及输出反馈控制器的设计算法.     

加速反馈和延迟反馈控制一个新的混沌系统

针对一个新的混沌系统,研究了其混沌控制问题。首先,设计了一个加速反馈控制器将系统稳定到失稳的平衡点,并用Routh-Hurwitz判据对受控系统进行了稳定性分析,分析结果表明,受控系统可以稳定到非零平衡点,但不能稳定到零平衡点,并与状态变量反馈控制方法相比较显示了其优越性;其次,应用泰勒展开定理,设计了一种近似的延迟反馈控制方法,将受控的系统稳定到希望的周期轨道上或平衡点;最后通过数值仿真证明了这两种方法具有快速的稳定效果。     

自适应延时反馈控制混沌方法

基于延时反馈控制方法和可测状态变量周期信号的特征,提出了一种自适应延时反馈混沌控制的新方法。应用时仅需要给定延时时间和信号增益的任意初值即可,避免了事先确定此类控制参数的繁琐过程。通过对Rossler系统和两自由度机翼系统混沌控制的数值研究,结果表明无论对系统的状态变量的摄动,还是对系统参数的摄动,该方法均能有效将混沌状态控制到期望的周期状态,并且缩短了控制时间。     

具有良好动态响应特性的Boost变流器控制

提出用于Ｂｏｏｓｔ变流器的一种新的控制方法，该法根据输出电压偏离给定值的程度，使系统的控制方法在电流反馈控制方式与全状态变量反馈控制方式之间自动切换，从而降低了系统稳定性要求对选择反馈系数的严格限制。本文还给出了计算量较少的前馈控制算法，前馈控制可提高系统的抗干扰能力。计算机仿真结果表明，该控制方法的效果是较明显的。     

两个刚体角速度运动的部分同步

研究了两个刚体角速度运动关于部分状态变量——惯性主轴角速度的同步控制．基于李亚普诺夫部分稳定性理论，分别采用双向耦合的部分状态变量线性反馈控制和部分变量的单向非线性反馈控制两种方法，构造出了一些控制器．同时，对于惯性主矩不同的取值范围，利用部分变量的单向非线性反馈控制方法可以采用不同的控制策略．所设计的控制器可以实现两个刚体的角速度运动达到关于惯性主轴角速度的部分同步．仿真结果说明了所设计控制器的有效性．     

状态变量反馈控制系统实验

状态变量反馈控制(SVFC)系统是一种新型的控制系统.主要介绍SVFC系统状态控制器的设计方法,利用SLPC数字调节器进行仿真实验.结果表明,对于SVFC系统,只要状态控制器的设计正确,可以得到较好的控制质量.     

超混沌Lü系统的反馈控制

针对动力学行为更丰富更复杂的超混沌系统的控制问题,研究了最新提出的超混沌Lü系统的反馈控制问题,设计了一种线性反馈控制LFC(linear feedback control)和一种微分反馈控制DFC(differential feedback control)方法.用稳定性理论对反馈控制超混沌Lü系统的可控性和稳定性进行理论分析,理论分析和数值仿真都表明受控超混沌Lü系统可稳定地收敛到平衡点.采用文中的微分反馈控制DFC,通过调节控制增益,可以发现超混沌Lü系统不同的不稳定周期轨道UPO(unstable periodic orbit),并控制超混沌Lü系统到不同的不稳定周期轨道UPO.     

新四翼超混沌系统的线性反馈控制

为了奠定新四翼超混沌系统应用的理论基础。首先,比较新四翼超混沌系统与一些经典混沌或超混沌系统的最大Lyapunov指数,结果新四翼超混沌系统的最大Lyapunov指数值最大,说明新四翼超混沌系统具有更强的混沌特性;其次,对新四翼超混沌变量y和u进行线性反馈控制,应用Lyapunov函数方法,发现系统的所有状态变量能够指数稳定到原点,并系统具有很大的控制域;最后,数值仿真表明在控制域内任取一点,设计的线性反馈控制器是有效的。     

反馈控制理论的研究

从经典控制理论发展到现代控制理论,智能控制理论是人类对控制技术认识上的飞跃．以反馈控制理论的发展为主线,简单分析和综述了控制理论的主要内容和结论,总结了人类对控制理论的认识上和方法上的发展历程．     

基于AIMD算法的网络拥塞控制算法研究

在反馈控制的基础上,引入预测反馈控制理论,提出了一种新的反馈控制算法———预测反馈控制,它满足了拥塞控制的效率性和公平性要求,克服了AIMD算法的缺点     

植物根底害虫治理控制模型研究

研究了一类带有脉冲状态反馈控制的植物根底害虫治理模型;利用微分方程的定性理论、几何理论和后继函数,证明了无脉冲系统正平衡点的全局渐近稳定性、脉冲状态反馈控制系统阶1周期解的存在性与稳定性.结果表明,在一定控制强度下,脉冲状态反馈控制可以把害虫数量控制在经济危害值以下.     

超混沌Lv系统的反馈控制

针对动力学行为更丰富更复杂的超混沌系统的控制问题,研究了最新提出的超混沌Lv系统的反馈控制问题,设计了一种线性反馈控制LFC（linear feedback control）和一种微分反馈控制DFC（differential feedback control）方法．用稳定性理论对反馈控制超混沌Lv系统的可控性和稳定性进行理论分析,理论分析和数值仿真都表明受控超混沌Lv系统可稳定地收敛到平衡点．采用文中的微分反馈控制DFC,通过调节控制增益,可以发现超混沌Lv系统不同的不稳定周期轨道UPO（unstable periodic orbit）,并控制超混沌Lv系统到不同的不稳定周期轨道UPO．     

多变量H∞PI控制器参数整定方法研究

基于H∞性能指标,提出一种多变量PI控制器参数的整定方法.通过引入新状态变量将PI控制器参数整定问题转化为设计静态输出反馈控制器问题.对静态输出反馈控制问题,利用线性矩阵不等式方法提出一种新的控制器存在的充分条件.利用现有的凸优化技术,就可方便地求得反馈控制器的参数,进而获得PI控制器参数.最后给出一个数字仿真实例说明所得结论的有效性.     

Bellman最优性原理在多阶段不确定最优控制中的应用

最优控制是现代控制理论的核心.在多阶段最优控制系统中,当不确定变量对状态转移方程里的状态变量干扰时,建立多阶段不确定最优控制系统模型.对所得模型,运用动态规划中Bellman最优性原理,证明得出一组递推公式.     

控制混沌和超混沌同步

利用控制混沌的原理和现代控制理论中的极点配置方法,运用单路组合信号反馈控制的方案,实现了离散混沌系统和超混沌系统的控制同步,从理论上给出控制混沌同步的解析条件。并结合数值计算得到控制超混沌同步的参数选择范围。     

电力系统状态控制方法的综合

引言 在利用现代控制论数学方法的基础上,完善电力系统稳态和瞬态控制方法.电力系统最优状态控制的问题,象最优控制理论的问题一样,按其给定的动态系统必须把一些目标函数对状态向量和控制向量求最小参数值.状态向量包括同步电机和异步电机转子的旋转角速度、同步电机转子的角位移、同步电机和异步电机电磁状态变量、调节励磁系统状态变量。原动机速度和其他调节设备的变量.控制向量包括调节励磁系统的输入变量、原动机的速度和其他调节设备的变量.     

时变控制滞后系统的关联镇定

研究了反馈控制律Ｕ（ｔ）带滞后的线性时变滞后控制系统的镇定问题，得出了状态变量和反馈控制律同时存在时间滞后的线性时变控制系统关联镇定的充分条件，同时给出了系统结构参数扰动量界限估计和时间滞后界限估计。