蒙代尔-弗莱明模型可控性与仿真

蒙代尔-弗莱明模型是研究开放经济条件下财政政策和货币政策对宏观经济影响的重要工具。利用经济控制论方法建立动态的蒙代尔-弗莱明模型,研究蒙代尔-弗莱明模型的动态结构特征以及开放经济系统的控制律设计,得到蒙代尔-弗莱明模型反馈控制律的解析解并进行仿真研究。研究表明:动态蒙代尔-弗莱明系统具有完全能观性、能控性和能达性等控制结构特征;可以任意配置蒙代尔-弗莱明模型闭环系统的极点,使系统渐进稳定,达到输出调节并具有满意的动态性能,仿真结果进一步验证所设计的反馈控制律对蒙代尔-弗莱明模型控制的有效性。采用经济控制理论对蒙代尔-弗莱明模型进行研究具有重要的理论意义和应用价值,能为决策者就宏观经济政策制定和经济系统分析提供新的逻辑视角与方法。     

三维非线性预设性能制导律设计

针对高速机动目标拦截,提出了一种末制导阶段预设性能制导律.首先,建立三维非线性拦截模型,在俯仰和偏航两个平面中,将期望视线角和视线角速率选做状态量设计滑模动态面,在动态面控制的基础上,将滑动模态误差利用误差转换函数转化为预设性能误差方程,设计制导律,驱动滑模变量按预设性能收敛.该制导律能使制导顺利进行,满足终端视线角约...     

非仿射非线性系统的自适应模糊输出反馈控制

针对一类单输入单输出非仿射非线性系统,提出了基于观测器的自适应模糊输出反馈控制。该算法通过构造线性误差观测器估计系统输出误差和系统状态,利用估计状态变量和估计输出误差变量设计自适应控制律,采用模糊逻辑系统在线消除非线性系统中的不确定模型,引入监督控制消除系统逼近误差和外界干扰,并利用Lyapunov方法严格证明了在该控制律作用下闭环系统所有信号一致最终有解,闭环系统的输出能最终跟踪期望输出。仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于无模型控制的一类宏观经济动态调控

宏观经济系统中财政政策和货币政策如何协同运用是一个亟待解决的问题.具有参数自适应能力和结构自适应能力的无模型控制突破宏观经济系统建立控制模型的困难,很适合宏观经济动态分析,为财政政策和货币政策总量协调提供理论依据.同时,还给出了多输入-多输出系统无模型控制律具有变差最小的性质,这就为国家采用稳健的财政政策和适度从紧的货币政策提供理论依据.通过无模型控制在总需求-总供给模型中应用的可行性分析表明,无模型控制在宏观经济动态调控方面的应用具有很强的可行性.     

动态金融资产配置的保成本控制

运用保成本控制方法,研究了动态金融资产配置问题.考虑交易成本,建立了具有资产价格和利率不确定性的动态资产配置模型,分析了资产配置的保成本运作,应用保成本控制方法和线性矩阵不等式(LMI)算法,给出了所期望的状态反馈控制律的存在条件及解析表达式.最后,根据国内情况,对由三种风险资产股票、债券、银行定期存款和一种无风险资产现金组成的投资基金进行了仿真计算.结果表明,保成本控制策略能有效抑制资产配置动态系统中的不确定性扰动.     

飞行器不确定系统鲁棒D-稳定控制分配策略

为降低建模误差及外部扰动对飞行器多变量不确定系统的影响,提出了一种闭环系统鲁棒D-稳定的动态混合控制分配策略。飞控系统采用模块化的设计思想,利用线性矩阵不等式方法设计了基于虚拟控制指令的鲁棒D-稳定输出反馈控制律;建立了多目标混合优化控制分配模型,推导并证明了该模型的等价实现形式,用于将虚拟控制指令协调分配到各个操纵面。仿真结果表明,该策略能够综合考虑各操纵面不同的物理约束和控制效能,具有较好的鲁棒性能。     

乘数-加速数模型的稳定性与宏观调控政策

利用我国统计数据，建立了一个修正的萨缪尔森(Samuelson)乘数一加速数模型．在此基础上，对我国宏观经济系统的稳定性、能观性、能控性进行了讨论，结果表明，经济系统从不稳定到稳定需要加大消费和投资的力度，尤其应该刺激消费．从一个侧面论证了我国近年来宏观经济调控政策的正确性．     

基于扩张观测器的输入受限四旋翼飞行器轨迹跟踪动态面输出反馈控制

针对速度不可测和输入受限的四旋翼飞行器轨迹跟踪控制问题,考虑系统存在模型动态不确定和外界干扰未知的情况,提出一种输入受限四旋翼飞行器轨迹跟踪动态面输出反馈控制方法。该方法首先设计非线性扩张状态观测器估计飞行器系统的速度和广义扰动,然后结合反演法和动态面技术设计动态面轨迹跟踪控制律,以降低控制算法的复杂性,同时引入双曲正切函数解决控制输入饱和问题,并构造辅助方程降低饱和效应,最后选取李雅普诺夫函数证明闭环系统所有信号一致最终有界。以大疆M100飞行器为目标进行控制仿真,结果表明,所设计的输出反馈控制器能够有效地处理飞行器系统控制输入受限、速度不可测和未知干扰问题,实现飞行器精确轨迹跟踪控制。     

车辆悬挂系统的鲁棒主动控制设计

基于特征结构配置参数化结果,提出了车辆悬挂系统的鲁棒主动控制设计方法,其目的是设计状态反馈控制律,使得闭环系统具有希望极点且使得干扰对系统的影响达到最小.此外,该方法直接基于车辆悬挂系统的参数矩阵,便于应用.最后, 车辆悬挂系统的仿真实例,表明该鲁棒主动控制设计方法的简单性和有效性.     

CNF控制算法在大型客机自动着陆中的应用

针对具有非线性特性和输入饱和约束的大型客机着陆模型,引入了组合非线性反馈控制算法。该算法由一项线性反馈控制律和一项非线性反馈控制律共同作用而成,可以有效解决激励饱和约束的控制问题。首先介绍了该算法的设计原理与稳定性证明;然后运用该算法设计了Boeing747飞机自动着陆纵向控制律,设计中秉承"线性系统设计,非线性系统验证"的工程实践常用思路;最后通过MATLAB数值仿真以及Flight Gear视景仿真,验证了设计的控制系统具有很好的鲁棒稳定性和精确跟踪能力。     

高超声速飞行器动态面控制系统设计与仿真

针对高超声速飞行器飞行高度和飞行马赫数变化范围大,其数学模型具有严重非线性、不稳定性、多变量耦合以及不确定的空气动力学参数等特点,提出了动态面控制方法为其设计飞行控制系统。该方法通过构造动态面变量并根据能达条件,来设计中间的虚拟控制信号和最终的控制信号。通过在控制律设计过程中增加一阶动态滤波器,避免了设计过程中对非线性虚拟控制信号的微分,大大减少了控制律的计算量。并以某常规高超声速飞行器纵向模型为对象进行仿真。仿真研究表明该控制方法较好的实现了高超声速飞行器对指令信号的跟踪。     

汽车主动悬架系统的最优跟踪控制

研究汽车主动悬架系统的线性二次型最优跟踪控制问题.基于两自由度1/4汽车悬架主动控制模型,通过利用参考输入外系统的状态来构造前馈控制作用,得到了系统的最优跟踪控制律.该跟踪控制律由状态反馈项和前馈补偿项构成,前馈增益可以通过求解矩阵方程得到.仿真算例表明了采用前馈反馈控制方法进行悬架系统最优跟踪设计的有效性.     

高超飞行器自适应动态规划的控制系统设计

针对高超声速飞行器的控制问题, 提出一种基于自适应动态规划的非线性优化学习控制方法, 设计了速度和高度自适应控制系统。首先, 将控制器分解为稳态控制项和最优反馈控制项, 同时借助反步法, 将原高超声速动力学模型转化为兼顾速度跟踪误差和高度跟踪误差的统一的误差控制模型。其次, 利用自适应动态规划法, 通过自适应调节评价网络的权值, 设计最优反馈学习控制律, 并通过Lyapunov稳定性理论严格证明了跟踪误差的一致最终有界性。最后, 数学仿真结果验证了所提方法的有效性。     

不确定时滞系统多目标约束下的满意容错控制

针对一类具有不确定参数、干扰输入和时滞特性的非线性系统,研究了当执行器发生故障时的满意容错控制问题。在更实际、更一般的执行器连续增益故障模型下,采用一种含有时滞记忆的状态反馈控制律,分析了鲁棒稳定性能与H∞指标的相容性,并在相容指标约束下,给出了鲁棒H∞满意容错控制器存在的充分条件和设计方法。仿真算例验证了该方法的有效性。     

感应电机非线性自适应鲁棒控制

基于耗散性与稳定性之间的等价关系和投影原理，设计具有L2增益的非线性白适应鲁棒器应用于感应电机控制是一种新颖的方法．针对感应电机转子电阻与负载转矩的不确定性，在设计控制器时，引入与不确定性参数相对应的可调参数。利用投影定理设计了自适应控制律，在线修正参数值，同时耗散性分析中采用了L2增益算法，使系统不但对不确定项具有鲁棒性，而且对外部干扰具有抑制作用，保证整个闭环系统的动态品质。数值仿真验证了设计方法的正确性。     

一类非线性系统的直接自适应模糊滑模控制

研究了一类非线性系统的一种直接适应模糊滑模控制（AFSMC）的问题。首先，在系统的非线性动态函数满足可估计和有界两个基本假设的条件下，给无了此类系统基于非线性动态函数估计的一般滑模控制律设计。然后基于目标函数梯度校正的方法，通过自适应机构调解模糊逻辑系统（FLS）的后作参数，所设计的自适应模糊逻辑系统（AFLS）能够逼近系统基于非线性动态函数估计的一般滑模控制律。这样，系统的自适应模糊控制律具有一般滑模控制律的控制效果，同时由于AFLS的滤波作用，具有消除滑模控制高频抖振的特性。数值仿真结果证明了所设计控制律的有效性。     

基于扩张状态观测器的航天器时延状态反馈控制

研究了刚性航天器的时延姿态稳定控制问题。首先建立了基于修正罗德里格斯参数(modified rodrigues parameters, MRPs)的航天器非线性状态模型,具有确定上界的时延项在状态反馈控制律中体现。通过构造Lyapunov Krasovskii 泛函进行稳定性分析,由此得到保证系统渐近稳定的线性矩阵不等式,依此设计状态反馈控制系数矩阵。考虑到航天器三轴间的耦合非线性项,利用扩张状态观测器(extended state observer, ESO) 方法,设计了二阶非线性扩张状态观测器,以获得航天器系统内部状态向量并用于状态反馈控制律。为便于工程实际应用,仿真中将MRPs响应输出转换为欧拉角响应,仿真结果表明,本文所设计的控制系统能保证航天器三轴姿态稳定。     

可调数目吸引子共存的混沌系统及同步控制

混沌系统中的吸引子共存能够增强在同步通信中的安全性,因此建立一个具有吸引子共存的混沌系是有意义的。将双曲正切函数加入新混沌系统中,通过扩展系统平衡点的方法产生具有无限多吸引子的共存,该方法产生的吸引子个数具有可调性。此外,设计了反馈控制律,实现了系统的全局同步控制。理论研究和数值模拟仿真结果验证了该同步方法的有效性。具有可调数目的吸引子共存的混沌系统具有更为复杂的动态行为,因此在同步通信领域具有较好的应用价值。     

拖挂式移动机器人非连续反馈镇定控制

针对拖挂式移动机器人的反馈镇定问题提出一种非连续控制方法。首先利用坐标变换和输入变换将系统变为链式系统,进而利用σ过程分析,将链式系统转换为一个线性子系统,利用极点配置设计线性子系统的渐近稳定控制律。对所提出的反馈控制律的稳定性进行了证明。仿真结果表明所提出的控制方法能够控制拖挂式移动机器人的位形以指数收敛速率稳定在系统原点。由于σ过程是一种非连续状态变换方式,系统的反馈控制律是非连续的,与Brockett定理中关于非完整系统的反馈镇定问题不存在连续时不变的控制方法的结论是一致的。     

软管式自主空中加油飞行控制系统与仿真研究

基于参考观测器的全状态反馈控制方法设计了受油机飞行控制系统,建立了软管式自主空中加油仿真系统,并进行了仿真验证。根据生成的受油机参考跟踪、对接轨迹,通过输出跟踪观测器在线估算前馈控制信号和参考状态量,设计全状态反馈控制器精确跟踪参考状态,解决了受油插头难以近距离跟踪加油锥套并实现精确对接的问题。以某型UCAV为例,设计了基于全状态反馈控制的自主空中加油仿真系统并进行了数字仿真。仿真结果表明,在四种强度阵风干扰下,设计的空中加油仿真系统能实现精确的双机加油设备跟踪与对接,具有良好的动态性能与鲁棒性能。