两输入非线性前馈系统的镇定方法

为了便于构造两输入非线性前馈系统的镇定控制器,通过变换构造出与原系统等价的复数域低维单输入非线性前馈系统,再利用已有的单输入系统的控制方法对该等价系统设计一个复数域镇定控制器,采用逆变换得到原系统的两个镇定控制器,提出了将原系统转化为等价系统后再进行设计的镇定方法。用Lyapunov稳定性定理证明了闭环控制系统状态的渐进稳定性。结果表明:等价系统比原系统具有更少的输入和更低的维数,基于等价系统的设计方法降低了系统的分析难度,简化了控制器的设计步骤。     

带有输入时滞的Timoshenko梁系统的控制器设计与稳定性分析

为了研究输入时滞对Timoshenko梁系统稳定性的影响,镇定边界具有输入时滞和载荷的Timoshenko梁系统,利用Backstepping方法,设计了一种新的控制器来补偿输入时滞带来的影响,从而得到一个稳定的闭环系统。首先,给出一个与原时滞系统等价的无时滞系统;然后,构造一个Backstepping线性变换,并证明这个线性变换是有界可逆的;最后,通过这个变换将无时滞系统转化为一个稳定的目标系统,并设计出相应的控制器。结果表明,此无时滞系统与目标系统是等价的,其反馈控制律可以镇定原来的时滞系统。研究方法解决了输入时滞对弹性系统的负面影响,丰富了分布参数控制系统的控制器设计方法及其稳定性理论,在工程实践中具有一定的借鉴意义。     

多输入非线性时滞系统的同时H~∞控制

将单输入无时滞系统的相关结果,推广到多输入非线性时滞系统,设计了一个H~∞状态反馈控制器,用来同时镇定一族多输入非线性时滞系统.引入储能泛函的概念,提出构造时滞系统储能泛函的一种方法,给出同时H~∞状态反馈控制器存在的一个充分条件及其构造公式.     

离散时间多输入时滞系统的镇定性问题

在系统矩阵和输入矩阵满足某种条件的前提下,给出了系统可镇定的充要条件及镇定系统的反馈控制器设计。使用的方法是基于系统简化,把原问题转化成等价的无时滞系统的镇定性问题。     

非线性复杂前馈系统的全局镇定控制

基于嵌套侵润函数构造了镇定器,并证明其整体收敛性,推广了该类前馈非线性系统控制器的应用范围.     

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.     

SISO高阶非线性系统的模糊滑模控制方法

为了解决基于TS(T akag i-Sugeno)模型的模糊控制方法在高阶单输入单输出(S ISO)非线性系统模糊控制中出现的“维数灾”问题,采用由作者研究组提出的多输入单输出(M ISO)典型模糊控制器,提出了模糊滑模控制方法,并且证明了闭环非线性系统的全局渐近稳定性。另外,当非线性系统存在模型不确定性时,只要将控制式略加修改,仍能保证闭环非线性系统的全局渐进鲁棒稳定性。仿真试验表明,该模糊滑模控制方法不仅设计参数少,设计步骤简单,具有良好的控制性能,并且可以有效地避免了维数灾问题。     

高阶SISO非线性系统的分层模糊滑模控制

为了解决高阶SISO(单输入单输出)非线性系统模糊控制中出现的"维数灾"问题,采用典型模糊控制单元,构造了"增一型"分层模糊控制器。提出了分层模糊滑模控制方法,并证明了分层模糊滑模控制系统的全局渐近稳定性。该方法设计参数少,设计步骤简单,并且控制器的设计参数只需要满足一定的比例关系即可使整个分层模糊滑模控制系统全局渐近稳定,从而减小了模糊控制器的设计工作量和难度。用一个仿真例子验证了该方法的有效性和优点。     

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.     

非完全对称欠驱动无人艇全局渐近镇定控制

研究一类非完全对称欠驱动无人艇全局渐近镇定控制问题,基于级联系统理论和李雅普诺夫理论实现了全局渐近镇定控制.将无人艇系统模型进行两次全局微分同胚变换,得到非线性级联系统的形式,使原无人艇系统的镇定问题简化为级联系统的镇定问题;基于李雅普诺夫稳定性理论和级联系统理论设计了镇定控制器并分析了其稳定性,实现了非完全对称欠驱动无人艇的全局渐近镇定控制.仿真结果验证了所研究方法和设计控制器的有效性和可靠性.     

不确定线性系统的鲁棒稳定化设计

该文基于Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性理论，研究了一般的不确定线性时滞系统的鲁棒稳定控制器设计问题，给出了此类控制器存在的充要条件和解析表达式。并对一类特殊结构的不确定线性时滞系统，推导了相应的鲁棒稳定控制律，并举例说明该设计方法具有直接，有效的特点。     

奇异摄动双线性系统的稳定化控制

本文对奇异摄动双线性系统,证明基于降阶系统的稳定化控制仍能保证原系统的稳定性,并在此基础上提出一种稳定化控制方案。设计不是直接对原降阶模型,而是对另一简化模型进行。可证明,基于这种简化模型的控制不影响原系统稳定性。另外对此简化模型(近乎双线性模型),本文还建议一种新的稳定化控制方法。所给方法的有效性,通过它对某一实际氨合成塔的绝热式反应床层的仿真研究,得到证实。     

基于参数稳定空间的PID控制器设计

一阶加纯延时模型难以精确描述被控对象,因此传统的PID控制器不能取得满意的控制效果。基于精确的高阶模型提出了一种最优PID控制器的设计方法。利用广义Hermite-Biehler定理获得使闭环系统稳定的PID控制器集合。在该PID控制器集合中,运用遗传算法寻找基于ITAE指标最优的PID控制器参数。利用广义Kharitonov定理及Monte-Carlo随机试验方法对PID控制器鲁棒性和性能鲁棒性进行评价。仿真结果表明:该文算法对高阶对象具有良好的控制性能,对模型的不确定因素具有较好的适应性和鲁棒性。从而证实了该文算法的有效性,可以应用于高阶系统的控制。     

一类重叠互联电力系统的分散鲁棒控制

讨论一类重叠互联电力系统在不确定的结构扰动下的分散鲁棒控制问题,给出了一种基于线性矩阵不等式算法的此类系统分散鲁棒控制器设计方法。该方法设计控制器时充分考虑了系统间的关联情况,能有效地保证系统的联结稳定性。     

PID Controller Stabilization for First-order Integral Processes with Time Delay

Due to the widespread application of the PID controller in industrial control systems, it is desirable to know the complete set of all the stabilizing PID controllers for a given plant before the controller design and tuning. In this paper, the stabilization problems of the classical proportionalintegral-derivative （PID） controller and the singleparameter PID controller （containing only one adjustable parameter） for integral processes with time delay are investigated, respectively. The complete set of stabilizing parameters of the classical PID controller is determined using a version of the Hermite-Biehler Theorem applicable to quasipolynomials. Since the stabilization problem of the singie-parameter PID controller cannot be treated by the Hermite-Biehler Theorem, a simple method called duallocus diagram is employed to derive the stabilizing range of the single-parameter PID controller. These results provide insight into the tuning of the PID controllers.     

一类带有不确定项的多输入模糊双线性系统的鲁棒控制

对一类带有不确定项的多输入模糊双线性系统(M-I FBS)进行了稳定性分析及控制器设计.使用分布补偿算法(PDC)设计了模糊控制器,得到了带有不确定项的M-I FBS渐近稳定的充分条件.最后,仿真结果验证了推导的该条件的有效性.     

传感器失效不确定中立型时滞系统的鲁棒容错控制

针对一类不确定中立型时滞系统,基于Lyapunov稳定性理论,利用线性矩阵不等式方法,讨论了该类时滞系统对传感器失效具有完整性的鲁棒容错控制器的设计问题.且该控制器存在的充分条件由线性矩阵不等式组的形式给出,可以通过求解一个线性矩阵不等式组获得鲁棒容错控制器.在该容错控制器作用下,可以保证系统对传感器故障不敏感.仿真结果表明了设计方法的有效性.     

离散Markovian跳变系统概率转移矩阵部分未知的可靠控制

针对执行器故障和概率转移矩阵部分未知的情况,研究了一类离散Markovian跳变系统的可靠控制问题.设计有效的状态反馈可靠控制器,不仅使得闭环系统在无故障的情况下是随机稳定的,而且在执行器出现故障的情况下还仍然使得闭环系统是随机稳定的.用一组耦合可解的线性矩阵不等式给出了可靠控制器的可行性条件.数值算例表明了所提方法的可行性和有效性.     

基于T-S型模糊系统的复杂系统镇定控制器

针对局部可用非线性系统描述的复杂系统问题,基于T-S(Takageno-Sugeno)模糊模型,给出了一种设计非线性镇定控制器的方法.该方法所依赖的稳定性假定只涉及其中一个特定的模糊子系统和隶属函数的选取,而模糊规则库中的隶属函数可以依照一个明确的方向选择,所得到的非线性控制器依赖于隶属函数的选取,保证了全局模糊逻辑系统渐近稳定.通过仿真验证了该非线性控制器的有效性.