具有变时滞摄动混杂系统稳定性的研究

研究了一类带有变时滞摄动的混杂系统的稳定性,不要求混杂系统的各个子系统都稳定,但要求每个子系统的摄动矩阵是有界的．分别利用单李雅普诺夫函数和多李雅普诺夫函数方法给出了使混杂系统渐近稳定的条件以及切换律的设计方法,并且基于单李雅普诺夫函数法的设计方法可表示为线性矩阵不等式的形式,给出了相应的基于线性矩阵不等式算法的混杂系统稳定边界的确定方法．最后通过包括两个子系统组成的7昆杂系统进行仿真,而且这两个子系统若作为系统单独运行时都不稳定,但是仿真结果表明利用所提出的方法可使得混杂系统稳定,验证了所提出的方法的有效性．     

混杂系统方法及其在过程控制中的应用

借鉴混杂系统思想，提出一种方法用以设计含离散性质的过程控制系统。在总结混杂系统概念及其应用背景的基础上，分别利用自动机和Ｐｅｔｒｉ网两类工具建立常用的混杂系统框架结构，讨论了控制算法；为应用该方法解决这类过程控制系统的设计问题，总结了混杂系统方法原理，并结合两个实例给出应用说明。应用设计表明，该方法与常规控制相比，有机地集成了离散事件控制，丰富了过程控制策略。     

基于multiSIM环境下的混杂系统仿真

混杂系统的仿真通常是在MATLAB环境下进行的，如果要用电路来实现混杂系统的监控器，还需要做数学模型到电路模型的映射并对电路模型再进行仿真．笔者提出了基于multiSIM环境下的混杂系统仿真方法，可直接得到系统监控器的电路模型．用模拟电路来模拟混杂系统的连续时间子系统，其离散事件子系统用Petri网建模，并对模型用VHDL编程，经编译、仿真后封装成器件，将两部分电路相互连接，通过multiSIM仿真，获得混杂系统的性能．文中通过一个液位控制系统实例具体介绍了这一方法，其仿真结果证明了该方法的正确性．这对于混杂系统的研究，以及片上嵌入式系统的设计都具有重要的意义．     

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．     

一类混杂脉冲切换广义系统的二次稳定

基于一类受控广义系统和混杂脉冲切换控制,提出了一个混杂脉冲切换广义系统模型.研究了该类脉冲切换广义系统二次稳定性及混杂脉冲切换控制设计等问题.在有限个备选状态反馈控制器的条件下,利用凸组合技术和李雅普诺夫函数等方法,给出脉冲切换线性广义系统二次稳定的充分条件及切换律的设计.同时根据广义系统受限等价性质及其结构特性,构造允许的脉冲控制确保系统状态是允许的.最后给出一个数值例子说明本文设计方法的有效性.     

无限维混杂系统及其稳定性

该文基于半群理论对无限维的系统进行了建模,给出了用半群理论的无限维的混杂系统的模型,在此模型的基础上给出了其渐进稳定和一致有界的定义,并根据多Lyapunov方法等手段给出了几个无限维混杂系统在任意切换的情况下渐进稳定的条件。针对于无限维的线性切换系统,给出了具有有限个子系统的情况下的公共Lyapunov函数存在的条件,扩展了已有文献中的成果,最后还基于循环算子的定义和性质给出了一个等价的定理。     

一类不确定切换奇异系统的鲁棒H∞控制

研究一类由任意有限多个不确定子系统组成的切换奇异系统的状态反馈鲁棒H∞控制问题.利用共同Lyapunov函数方法和凸组合技术,给出由矩阵不等式表示的控制器存在的充分条件,并设计了相应的子控制器和切换规则.采用消元法,将该矩阵不等式转化为一组线性矩阵不等式.最后给出一个数值算例证明结论的有效性.研究结果表明:通过切换,闭环系统在整个状态空间上的每个点都满足鲁棒H∞性能,而并不要求每个子系统在整个状态空间上都满足鲁棒H∞性能,甚至也不要求其渐进稳定.     

一类混杂系统的优化控制

采用基于混合逻辑动态的建模方法,将系统的连续动态过程、逻辑部分和操作约束表示为带有混合整数不等式约束的线性状态方程的形式.在混合逻辑动态建模原理基础上,采用二次型的性能指标,将混杂系统的优化控制问题归结为求解一个混合整数二次规划(mixed integer quadratic pro-gramming,MIQP)问题.最后,针对混杂系统的优化控制问题,作了数值仿真计算.研究结果表明:基于混合逻辑动态模型的优化控制能够满足控制要求,并且进一步说明MIQP方法是解决一类混杂系统优化控制问题有效的且具有发展前景的方法.     

一类时滞切换系统的稳定性分析与控制

研究了一类由多个子系统组成的时滞切换系统的稳定性与控制问题,利用线性不等式系统的可行性给出了切换系统渐近稳定的充分条件.采用多李雅普诺夫函数给出了系统渐近稳定的条件及切换律的设计方法,并且基于多李雅普诺夫函数的设计方法可表示线性不等式的形式,给出了相应基于线性矩阵不等式算法切换系统稳定界的确定方法,并计算出保证系统稳定的最大摄动值及切换域.最后通过多个子系统组成切换系统进行仿真,仿真结果验证了该方法的有效性.     

一类不确定混杂动态系统的保性能控制及其应用

考虑在汽车自动变速巡航控制中遇到的、包含状态跳变的参数不确定混杂系统保性能控制问题，提出了混杂状态反馈保性能控制律的设计方法，该控制律在使不确定混杂系统闭环鲁棒稳定的同时，也使其性能满足一定要求。最后用实例验证了设计方法的可行性和有效性。     

传输时延和数据包丢失的网络化系统预测控制

针对具有传输时延和数据包丢失的网络化系统研究了有约束模型预测控制问题。考虑网络控制系统中同时存在时延和丢包的情况,给定时延和丢包的上界值,用预测控制器产生的对应时刻的控制输入补偿网络时延和数据包丢失,通过建立时延状态矩阵将系统模型进行分类并视为切换系统,并通过构造切换Lyapunov函数证明了切换系统的稳定性。为了在提高系统性能的基础上减少计算量,利用部分滚动优化方法进行控制器设计,给出了性能指标的上界和系统渐进稳定的充分条件,通过在线求解LMI问题得到状态反馈控制律。仿真研究验证了该方法的有效性。     

方向未知的非仿射非线性系统的模糊滑模控制

为解决一类控制方向未知的非仿射非线性系统的控制问题, 提出一种新的自适应模糊滑模控制方法, 无需系统控制方向和不确定项的上界的先验知识。采用模糊逻辑系统直接逼近控制器中的未知部分, 在参数自适应律中引入Nussbaum函数处理控制方向未知问题。用一类光滑非线性饱和函数改进传统的积分滑模面, 能使控制器在保证传统积分滑模控制跟踪精度的同时获得更好的动态性能。利用李雅普诺夫方法证明了闭环系统的稳定性。数值仿真验证了算法的有效性。     

MIMO系统的性能鲁棒控制问题

初步研究了多变量离散系统以灵敏度函数的ｌ￣１范数为性能指标的性能鲁棒控制问题。证明了严格因果系统在达到了最佳稳定鲁棒的同时也达到了最佳性能鲁棒；对ｌ￣１最佳稳定鲁棒问题给出了求解方法及证明。     

网络控制系统信道调度和控制器协同设计

以网络控制系统为研究对象,讨论信道受限和丢包对系统性能的影响.假设在任意采样时刻只有部分系统可以接入信道,且系统在进行数据传输时会发生丢包现象.首先,将丢包过程描述为独立的伯努利过程,根据每个系统的信道接入状态,建立系统的切换模型;然后,利用平均驻留时间技术,得到系统指数均方稳定的充分条件以及信道的可调度条件;最后,根据以上结果,给出系统信道调度策略和控制器的协同设计算法,使得系统镇定的同时具有理想的衰减率.     

Hybrid event based control architecture for tele-robotic systems controlled through Internet

A new hybrid event based control architecture for tele-robotic systems controlled through the Internet is proposed in this paper. Different from the traditional event based control method, the new framework does not require every part of the system to be strictly event synchronized. Instead, it allows time referenced control components to be integrated into this framework, which makes it more convenient to develop Internet based control systems. Since there are two reference variables, time and event, in this architecture, how to coordinate these components with different references to keep the stability of the whole system is discussed in detail in this paper. To verify this new idea, an experiment was conducted to control the end effector of a PUMA robot tracking a continuous state trajectory given on-line by the remote operator. Experimental results confirmed the stability of such systems being controlled through the Internet in real-time.     

一类时滞系统内模控制器设计

针对时滞不确定性被控对象,引入灵敏度函数和滤波器设计内模控制器。利用控制理论中频域分析的方法对控制系统的鲁棒性能和品质性能进行分析,得出频域约束条件,整定内模控制器参数,使控制系统在满足闭环稳定的前提下,同时还满足性能指标的要求。仿真研究表明:该控制器与传统的Cohen-Coon和CHR控制方法相比具有较好的控制性能和鲁棒性,且调整参数少,适合于工程实际应用。     

离散时间系统的变结构控制方法

分析了不确定离散时间系统变结构控制的常用设计方法的优缺点,提出了一种新的离散趋近律,并利用它设计了变结构控制器;对不确定部分建立灰色估计模型,估计出参数值.该方法缩短了系统到达滑模面的时间,有效地减弱了抖振强度和不确定因素的影响.理论分析和仿真结构表明,此方法是可靠的,使所得到的变结构控制系统具有良好的性能,保证了系统的稳定性.     

基于遗传算法信息组合的自适应模糊控制

利用模糊理论分别建立了与控制对象和控制知识信息相对应的控制系统，应用遗传算法获取2个系统在不同时间段的最佳组合因子，消除了对组合因子赋值的主观性和不准确性．基于李雅普诺夫函数的方法推导了模糊控制系统中参数的自适应控制律，并且证明了系统的稳定性和收敛性．将遗传算法信息组合的自适应模糊控制方法应用在达芬混沌系统的控制中，仿真结果对比表明，虽然组合型自适应控制方法可以有效地控制达芬强迫震荡系统，但文中提出的方法能使各控制状态有界，并且能够迅速准确地跟踪目标．     

Ito型滞后随机系统的实用稳定性

主要研究Ｉｔｏ型随机系统的实用稳定性，首先给出了随机系统实用稳定性的定义，然后推导出Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数法的实用稳定性定理．最后讨论了Ｉｔｏ型随机控制系统实用稳定性的判据．     

凸多面体不确定离散广义系统保性能控制

研究了凸多面体不确定离散广义系统的保性能控制问题, 目的是设计一个状态反馈控制器,使得闭环系统渐近稳定且相应的性能指标不超过某个确定的上界,通过构造参数依赖的Lyapunov 函数方法,得到闭环系统稳定的充分条件和保性能控制器的设计方法.