经由控制器切换下的不确定时滞系统的鲁棒控制

研究了一类基于控制器切换下的不确定系统的鲁棒镇定问题．假设系统存在有限个备选的静态状态反馈控制器，在每个备选的控制器均不能镇定系统的情况下，针对状态矩阵、控制输入矩阵及状态时滞部分同时带有参数不确定性的系统，利用凸组合条件设计出相应的切换策略，经由控制器切换得到了不确定系统镇定的一个充分条件，并且此条件可转化为求解线性矩阵不等式（LMI）问题．最后仿真结果表明所设计切换策略的正确有效性．     

一类切换非线性系统的全局有限时间镇定

研究了一类切换非线性系统在任意切换下的全局有限时间镇定问题.通过加幂积分仪技术,精确地设计了连续非光滑的状态反馈控制器和共同的李雅普诺夫函数,实现了系统的有限时间内的镇定;与现有结果相比,具有加快收敛速度的优点;仿真例子表明了所得结果的有效性.     

基于非对称模型的水下机器人全局指数镇定

针对水下机器人的水平面镇定控制问题,提出了一种基于非完全对称(前后不对称,左右对称)模型的全局指数镇定控制方法.建立了非完全对称水下机器人的运动模型,通过设计控制输入的反馈变换,得到简化的水下机器人镇定控制系统;基于非线性反步法,设计了水下机器人速度的虚拟输入,从而实现了位置和姿态角的镇定控制;通过对虚拟输入误差的镇定设计,得到了水下机器人系统的全局指数稳定控制律,并利用李雅普诺夫稳定性理论证明了所设计控制器的稳定性.最后通过仿真实验验证了所设计的反步镇定控制器的有效性和可靠性,同时通过与传统基于完全对称(前后、左右均对称)模型的水下机器人运动控制方法比较,验证了基于非完全对称模型控制算法的优越性.     

基于边依赖平均驻留时间方法的采样系统镇定问题

该文研究了采样控制系统的镇定问题.首先,根据控制输入是否丢失将采样系统建模为切换时滞系统.采用可容许边依赖平均驻留时间方法设计切换信号,此切换信号由快速和慢速可容许边依赖平均驻留时间方法组成.应用多Lyapunov函数方法,得到了保证系统指数稳定的相关结论.最后,仿真结果验证了所得结果的有效性.     

输入饱和约束下不确定切换系统状态反馈抗干扰控制

针对一类带有输入饱和约束的模型不确定切换系统研究了系统的抗干扰控制问题.基于系统模型不确定信息满足全局Lipschitz条件和干扰为输入匹配且范数有界的假设,利用变增益控制理论,构造了一类依赖干扰界值的复合控制器形式.结合最小状态依赖切换信号设计,利用多Lypunov函数理论,给出了系统局部鲁棒渐进可镇定条件及闭环系统稳定的吸引域估计.     

非完整链式系统的非正则反馈全局K指数镇定

 利用非正则反馈线性化对非完整链式系统进行反馈镇定。构造一种不连续非线性变换, 将非完整链式系统转换成线性系统, 以便使用线性系统理论进行控制律设计。针对高维非完整链式系统, 显式构造出一个方便易用的不变集和切换规则。所获得的不连续控制律保证了闭环系统的指数收敛速度和控制输入的有界性。仿真结果验证了控制方案的有效性。     

一类切换系统的异步时滞动态反馈指数镇定

本文研究了一类切换系统在异步动态状态时滞反馈控制器下的指数镇定问题.文中通过将平均驻留时间方法和自由权矩阵技术相结合,得到了满足异步平均驻留时间条件指数镇定的充分条件,使闭环系统在异步切换下达到指数稳定.最后,用一个数值例子验证所提出方法的有效性.     

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.     

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.     

一种非完整移动机器人有限时间跟踪控制算法

针对非完整移动机器人的轨迹跟踪控制问题提出了一种有限时间控制算法 .与基于非连续状态反馈的有限时间控制算法相比 ,该控制算法更适合于工程应用 .设计了 2个连续状态反馈的控制律分别渐近镇定前向角和平面坐标跟踪误差 .由此得到的闭环系统是齐次的并且具有负的齐次度 .结合齐次系统的有限时间稳定性结果和Lyapunov方法 ,证明了在这些控制律作用下 ,对满足一定角速度条件的期望轨迹 ,非完整移动机器人能够实现全局跟踪 ,并且能够在有限时间内完全跟踪上期望轨迹 .仿真结果表明了该方法的有效性 .     

考虑推力陷阱的组合动力飞行器切换控制方法研究

针对组合动力飞行器动力切换时的推力陷阱问题,提出了一种考虑推力陷阱的组合动力飞行器切换控制方法。首先,针对组合动力飞行器正常飞行控制需求,基于超螺旋滑模控制方法,设计了正常飞行控制器,从而实现飞行器受扰动情况下的有限时间稳定跟踪参考指令;其次考虑组合动力飞行器动力切换引起的推力损失带来的控制约束,设计了输入约束控制器,实现模态转换阶段跟踪误差有限时间收敛的同时减小推力需求;然后考虑正常情况及模态转换阶段控制器的结合,设计了组合发动机软切换控制方法;最后通过仿真验证了所设计的控制器能够有效规避推力损失现象,并且能够有效保障切换控制系统的稳定性及鲁棒性。     

基于终端滑模控制的多智能体系统有限时间跟踪控制

针对有向拓扑结构下带领导者的非线性二阶多智能体系统,基于终端滑模控制策略,研究其有限时间一致性跟踪问题;利用快速积分型终端滑模控制理论与有限时间稳定性理论,设计了一类分布式有限时间一致跟踪控制协议,以确保多智能体系统中跟随者对动态领导者的跟踪。提出的控制协议可以使多智能体系统的状态在有限时间内到达并停留在设计的滑模面上,并且能有效削弱抖振。通过数值仿真,验证了所获得的理论结果的有效性。     

离散奇异系统的有限时间控制

有限时间稳定就是指在一个有限的时间区间内,系统的状态轨线始终保持在预先给定的界限内,它是与通常意义下稳定相互独立的一个概念。本文给出了离散奇异系统有限时间稳定以及有限时间有界的定义,研究了离散奇异系统通过状态反馈的有限时间控制问题。本文当中首先给出了离散奇异系统是有限时间稳定或有限时间有界的充分条件,这些条件可归结为基于线性矩阵不等式的可解性问题。在此基础上又得到了两个充分条件,它们能保证控制器的存在,并且使得闭环系统是有限时间稳定或者是有限时间有界的。然后通过线性矩阵不等式的求解,给出了控制器的设计方法。最后用两个数值算例验证了该方法的有效性。     

接近非合作目标的航天器相对轨道有限时间控制

针对快速接近非合作目标航天器任务,提出了一种基于观测器的相对轨道有限时间控制算法．首先,基于非奇异的终端滑模技术,设计了一种有限时间控制器．该控制器可使追踪航天器与目标航天器的相对位置和速度在有限时间内达到期望值．其次,考虑到非合作航天器的逃逸机动,在控制器中引入了一种有限时间观测器,该观测器可在有限时间内估计出目标的逃逸加速度,从而保证闭环系统的全局有限时间收敛．最后,通过数值仿真验证了该控制算法的有效性．     

不确定奇异系统的有限时间容错控制器设计

讨论了不确定线性奇异系统的有限时间容错控制问题. 针对一类具有时变外部扰动的不确定奇异系统,运用线性矩阵不等式方法(LMI),设计了鲁棒容错状态反馈控制律,使得当奇异系统执行器发生故障时,故障闭环系统仍然是无脉冲的,且保持有限时间状态稳定,同时也给出了有限时间容错控制器存在的充分条件和设计方法,数值算例验证了该容错控制设计方法的有效性.     

复杂网络的有限时间同步控制

针对线性耦合的复杂网络有限时间同步控制问题, 在非线性动态满足一定条件的情况下, 基于同步误差, 结合线性反馈原理和有限时间控制思想, 提出两种不同的连续非光滑控制协议。并应用矩阵理论和有限时间稳定性引理, 给出复杂网络实现有限时间同步的充分条件。若选取合适的反馈控制增益, 可使复杂非线性耦合网络实现有限时间同步。最后通过仿真实例验证了该方案的可行性和有效性。     

Markov跳变系统有限短时间控制研究综述

Markov跳变系统是一类能有效描述参数突变的随机系统,其稳定性及控制问题引起了科研人员的兴趣.特别地,考虑工程中的暂态性概念,基于有限短时间稳定性的Markov跳变系统控制问题得到了极大的关注.综述Markov跳变系统有限短时间控制问题的研究.回顾连续、离散时间Markov跳变系统及有限短时间稳定性的基本定义,介绍Markov跳变系统有限短时间控制的研究现状,展望该问题未来的研究方向.     

有限时间稳定的球杆控制系统设计

针对目前球杆系统控制存在不能在短时间内稳定与抗扰动性能差的问题,提出一种有限时间稳定控制方法,用于提高系统的控制性能。通过对球杆系统的结构分析,建立了相应的数学模型,设计了有限时间稳定控制器;运用Lyapunov稳定性理论和齐次性理论对设计的系统进行有限时间稳定性分析;最后通过仿真实验对有限时间稳定控制器与PID控制器的控制效果进行比较。仿真结果表明:有限时间稳定控制器较PID控制在超调量和调节时间等指标方面更加优异,表明所设计的控制方法能让球杆系统有限时间内稳定,同时提升了系统的抗扰动性能。     

一类分数阶超混沌系统的自适应有限时间控制

为实现带有不确定参数的分数阶超混沌 Lorenz 系统的自适应有限时间控制, 采用分数阶微积分的相关引 理及有限时间 Lyapunov 原理, 设计了一个自适应有限时间控制器。 该方法将整数阶混沌系统的有限时间控制 方法拓展到阶次小于 1 的分数阶混沌系统, 数值仿真验证了该控制器的准确性及有效性。 该方法简单有效, 可使系统的状态变量在有限时间内收敛到平衡点, 收敛速度较快, 具有良好的鲁棒性能。