状态反馈系统的新特征

本文研究了状态反馈设计方法的机理,给出了状态反馈系统等价类的充分必要条件,以及状态反馈方法在配置系统极点时,对应的闭环特征向量的解析型式。指出了状态反馈设计方法中存在的设计自由度的型式,以及利用特征向量设计状态反馈系统的可行性。     

稳定的复数域上状态反馈系统的几何结构

从信息几何的角度使用新的方法研究稳定的复数域上的状态反馈增益系统. 首先, 给出所有稳定的状态反馈增益集合的参数化. 进而,可知稳定的状态反馈增益集合微分同胚于满足一定代数条件的正定Hermite矩阵和反Hermite矩阵的笛卡尔积;其次, 探讨稳定矩阵中稳定的状态反馈增益系统的几何结构;然后,给出状态反馈增益的一个浸入;最后, 举例说明结果.      

基于时滞状态反馈的D稳定鲁棒容错控制

针对时滞不确定受控对象,在状态反馈的基础上引入时滞状态反馈,基于Lyapunov稳定性理论和Riccati方程,给出线性离散一步时滞不确定系统对传感器失效具有D稳定鲁棒容错性需满足的一个充分条件和控制器的设计方法.利用该方法设计的闭环系统,在传感器发生故障时仍能保证稳定并具有一定的性能.仿真结果表明,引入时滞状态反馈后,系统的动态平稳性优于仅采用状态反馈的控制效果;经仿真结果比较,指出了时滞状态反馈增益矩阵的选取原则.进而对系统采用仅有一步时滞状态反馈的控制律,仿真结果证实了此方法的有效性.     

永磁同步电机模型的精确线性化

用状态反馈线性化理论研究了永磁同步电机非线性数学模型的线性化问题.证明了永磁同步电机的模型可通过状态反馈进行精确线性化,并给出了实现线性化的状态反馈/微分同胚的具体形式,从而将永磁同步电机控制系统设计问题转化为线性系统问题.     

具有控制器增益摄动的非脆弱H2控制

针对控制器增益存在加性控制器增益摄动,研究了线性连续系统的非脆弱状态反馈H2控制问题.基于线性矩阵不等式方法,给出了非脆弱状态反馈H2控制器存在的充要条件.此外,采用相同的方法还研究了不确定系统的鲁棒非脆弱状态反馈H2控制问题,并给出了鲁棒非脆弱状态反馈H2控制器存在的充要条件.实例表明设计方法的有效性.     

不确定时滞切换奇异系统的鲁棒H∞控制

讨论了一类不确定时滞切换奇异系统的状态反馈鲁棒H∞控制问题,利用公共Lyapunov函数方法和凸组合技术给出了系统状态反馈可镇定的充分条件,并采用线性矩阵不等式的形式进行描述。设计了相应的切换律和状态反馈控制器,保证了闭环系统是具有鲁棒H∞干扰抑制水平γ状态反馈可切换镇定的。最后给出一个数值算例证明结论的有效性。     

时滞系统复合状态H∞反馈控制

提出了在时滞系统H∞控制中，引入当前状态反馈与时滞状态反馈的问题，应用传递函数与状态空间法相结合的论证方法，给出了时滞系统复合状态反馈的H∞控制的可解判据，同时，得出了复合状态反馈控制律。     

状态反馈预估控制系统研究

应用线性系统理论对预估控制系统进行了理论分析。结果表明 ,在状态反馈预估控制系统设计中 ,预估控制律对非奇异的线性变换及非奇异的输入变换具有不变性 ,并且状态反馈预估控制不改变系统的零点。该结果为状态反馈预估控制系统的分析与设计及实际应用提供了理论依据。     

结构主动抗振状态参数敏感度及准最优控制

结构主动抗振中,因环境条件,测量手段等限制,不可能测得全部状态参数以满足全状态反馈意义上的最优控制。对状态反馈参数进行敏感度分析,以确定关键的状态反馈参数,实现准最优控制,可达到较好的控制效果。     

延时反馈下的瑞利方程及其稳定极限环

通过延时反馈获得了均衡状态下弱非线性瑞利方程极限环的存在条件,并得到位移延时反馈不同于状态反馈,它不仅影响均衡状态下的频率也影响其振幅.最后,利用林濨泰德-庞加莱法求解了Liénard弱非线性型瑞利方程的高阶近似解析表达式.     

结构地震反应最优控制的目标函数和稳定性

对一装有理想半主动阻尼器的智能隔震结构进行了分析,比较了经典最优、瞬时最优和序列最优3种最优控制算法,分别从基于状态反馈和输出反馈的目标函数及稳定性的角度进行了探讨．数值算例结果表明,提出的序列最优控制算法的控制效果优于经典最优控制算法和瞬时最优控制算法,且稳定性良好;在同一控制能量下,基于输出反馈的控制效果优于状态反馈,说明了智能隔震结构采用输出反馈的合理性。     

具有状态积分约束的线性二次控制问题

研究具有状态积分不等式约束的线性二次控制问题。在一定条件下，证明了最优控制的存在性和唯一性，推导优控制的反馈形式。最优反馈控制依赖于两个Ｒｉｃｃａｔｉ微分方程的解和一个参数。     

一类广义系统极点配置的方法

基于广义线性系统的三种等价形式的相关定理,讨论了静态反馈控制对一类广义系统的极点配置,即分别讨论了选择什么P反馈控制和P-D反馈控制能除去该类系统的闭环系统的无穷极点,得到了该类系统的闭环系统有穷极点集;并且对这些有穷极点进行任意的配置时发现,在改善系统属性方面P-D反馈控制优于P反馈控制。     

磁悬浮列车轨道间隙控制系统的自适应控制

建立磁悬浮列车悬浮模型,采用状态反馈控制、模型参考自适应控制方法,研究磁悬浮列车轨道间隙控制问题。仿真表明,设计的极点配置状态反馈控制器能使磁悬浮列车轨道间隙控制系统稳定,基于李雅普诺夫稳定性理论设计的模型参考自适应控制方法具有较高的控制精度和一定的快速性。     

不确定时延广义网络控制系统的保性能控制

研究了正则且无脉冲的广义网络控制系统的保性能控制问题.针对传感器是时钟驱动,控制器和执行器是事件驱动,且网络的不确定时延小于一个采样周期的广义网络控制系统,利用李亚普诺夫理论和线性矩阵不等式,推导出系统状态反馈保性能控制律存在的充分条件,并给出了设计方法.最后通过数值仿真,给出了含有不确定性时延的广义网络控制系统的状态反馈保性能控制律,说明了该方法的有效性.     

分散固定模的特征向量判别法及其应用

在开环系统系数矩阵不含重特征值的情况下,本文揭示了分散控制系统中分散固定模与这一矩阵的各个特征向量之间的关系,从而提出了判别分散固定模的一种新方法.在此基础上,首次对分散状态反馈控制系统提出了在子系统间采用交义状态反馈控制以消除分散固定模的系统化方法及其原理,以及从避免产生分散固定模的角度来看决定最小反馈信息结构的方法.     

一类混合时滞系统对时滞参数的自适应控制

研究了一类较为复杂的混合时滞系统——被控状态为连续形式且状态时滞参数未知,而控制输入为离散序列.在分别建立了连续与离散的模型基础上,根据已有的混合系统的稳定性定理及一种Lyapunov-Krasovskii泛函方法,提出了一种镇定系统的方法,并得到了离散形式的可用于控制输入的对未知时滞参数的自适应律.在该自适应律作用下,未知时滞参数能始终反映在带记忆状态反馈控制器中,依赖于时滞的反馈控制器存在的充分条件可通过一组线性矩阵不等式(LMIs)表示.     

基于线性二次调节器算法的两轮自平衡机器人最优控制方法

两轮自平衡机器人作为一种多输入多输出系统,虽然已在许多日常使用中得到应用,但大多数研究只关注通过试验实验或使用简易的数学模型来达到平衡.为了研究两轮自平衡机器人完整数学模型建模和运动平衡控制器设计,首先,根据机器人的电机模型、车轮模型和摆体模型,推导机器人运动的状态空间模型;其次,分析系统的可控性和可观性,并结合状态估计和反馈控制设计具有状态估计的反馈控制器,同时引入线性二次调节器(linear quadratic regulator,LQR)控制方法以完善控制器在机器人运动中的控制效果.仿真实验结果表明:具有状态估计的反馈控制器和LQR控制方法对于这类自平衡机器人运动平衡控制具有良好的稳定性和鲁棒性.