基于广义内模控制的时滞系统主动容错控制设计

为了提高动态系统的可靠性,研究了多状态时滞系统的主动容错控制.给出了基于广义内模控制设计的容错控制器设计方法.该容错控制器由两部分构成,分别针对系统的性能和鲁棒性.只有当系统发生故障时,控制器中针对鲁棒性(容错性)的部分才会起作用,从而保证系统在没有故障时具有尽量好的性能,而当故障发生后具有客错功能.通过一个仿真算例,验证了方法的有效性.     

一般系统的鲁棒性优化设计

讨论了线性定常多变量一般系统(包括可稳系统和可控系统),在时域上用状态反馈来设计鲁棒系统的问题.用状态反馈配置系统极点时有一定的自由度.文中分析了可稳系统用状态反馈,配置系统极点时有一定的自由度的内在因素,并论证给出了一个反映系统鲁棒性的性能指标,还提出了一种设计鲁棒系统控制器的数值计算方法.     

线性时变周期系统的保性能控制

线性时变周期(LTVP)系统是一类十分重要的系统,在研究该系统的镇定性问题时,一般需要设计状态反馈控制器.但是,传统的状态反馈控制器,往往无法考虑到控制器的一些性能指标,从而导致控制器不能达到要求.本文为了解决该问题,设计出保性能控制器,成功地解决了该问题.而且,本文还给出该保性能控制器,基于LMI的设计方法.最后,通...     

鲁棒状态控制器的研究

状态控制器的鲁棒性是设计难点,本文根据系统模型的不确定性程度,合理选择系统的稳定储备或根分布,得到预期的闭环状态方程式,并以此来校正控制器.仿真结果证明这种方法有很高的鲁棒性,可广泛应用于过程控制系统的设计.     

Duffing混沌系统基于Terminal滑模控制的投影同步

基于Lyapunov稳定性理论设计了模糊非奇异Terminal滑模控制器,理论上证明了投影同步误差系统的稳定性.与常规方法相比,所设计的控制器具有较好的鲁棒性且可使系统状态在有限时间内达到对期望状态的完全跟踪.数值仿真验证了所给出方法的有效性.     

非最小相位直升机悬停的鲁棒控制

研究直升机悬停状态时其动力学模型非最小相位且不稳定特性的设计问题,对于此类系统,一般的反馈设计方法可能使系统性能对参数的变化过于敏感,为此采用“平衡”设计方法得到具有鲁棒性的控制器,并通过对实例直升机悬停控制系统的设计,给出了具体的设计方法,通过仿真表明了该方法的有效性。     

一类参数不确定非完整移动机器人的鲁棒镇定

研究了一类质心和几何中心不重合的非完整移动机器人的镇定问题,在设计控制器时,考虑了其运动学模型具有参数不确定性.通过自适应方法对质心和几何中心距离进行参数估计;并且针对车轮半径和两驱动轮之间距离参数未知但有界的情形,设计了一种光滑时变控制器; 证明了该控制器能够保证整个闭环系统中的各个状态指数趋于零;为了保证闭环系统的鲁棒性,本文还给出了控制器参数需要满足的一个充分条件.最后,仿真结果验证了该控制器的有效性.     

自抗扰控制器在气压伺服控制系统中的应用

为提高控制系统的鲁棒性,增强干扰抑制能力,提出了适用于气压伺服系统的自抗扰控制器方案,并讨论了控制参数的整定.自抗扰控制器为非线性控制器,由跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性状态误差反馈控制律3部分构成.扩张状态观测器可以实时观测系统状态和扩张状态,从而实现全状态反馈及系统不确定性和外扰的补偿控制.自抗扰控制器的设计不依赖于被控系统的精确数学模型,并对内外扰有较强的抑制能力,在整个系统工作区间都有良好的鲁棒性.仿真结果表明,自抗扰控制器对气动伺服系统模型的不确定性以及外干扰的鲁棒性较好,且具有较优的动态性能.     

一种基于概率鲁棒的分散PID控制器设计

基于概率鲁棒方法,针对具有实参数不确定性的多输入多输出被控对象,提出一种分散PID控制器设计方法.根据被控对象模型的参数摄动状态,计算闭环系统满足性能设计要求的概率作为优化算法的目标函数,利用遗传算法对分散PID控制器参数进行优化,用Monte Carlo实验对控制系统进行鲁棒性检验.对5个多变量化工过程进行了仿真试验,并与基于标称参数的设计方法进行比较.仿真结果表明,基于概率鲁棒的分散PID控制器设计方法对模型参数不确定性具有较好的鲁棒性,在被控对象存在一定的不确定性时,系统能以最大的概率满足设计要求.     

不确定仿射非线性系统H∞鲁棒混杂控制

针对受内部及外部扰动影响的仿射非线性系统,使用切换技术及多Lyapunov函数方法构造出不连续状态反馈控制器,同时设计切换律,使得对于所有允许的不确定性,相应的闭环系统渐近稳定又具有指定的L2增益.主要条件以一组偏微分不等方程给出,其中纯量函数的引入使得不等式组比通常的Hamilton-Jacobi不等式更具有可解性.该方法将一般系统的H∞控制问题转化成了某个切换系统的H∞控制问题.这种混杂状态反馈控制方法对系统参数变化具有很强的鲁棒性.     

鲁棒性状态控制器与观测器的设计

介绍了鲁棒性状态控制器与观测器的设计方法,适用于线性、非线性或时变的模型参数不确定的多变量系统。根据不确定性参数项的范数上界,给出了鲁棒稳定性条件,选择状态控制器和状态观测器的参数,满足鲁棒稳定性条件。使系统具有鲁棒性。     

一般不确定转移速率下Markov切换系统的弹性控制器

研究了一类随机时滞Markov切换系统的弹性控制器设计问题.该系统的转移速率是一般不确定的,比完全已知速率和不完全已知速率更具有一般性.针对此类Markov切换系统,充分考虑一般不确定转移速率矩阵中各元素之间的特性,通过构建一个较为新颖的模态依赖型Lyapunov-Krasovskii泛函,设计了弹性控制器以确保闭环系统随机稳定.并且,通过求解一组线性矩阵不等式得到控制器增益矩阵.最后,利用一个数值算例验证了所得结果的有效性.     

H_∞在带有非线性不确定性伺服控制器中的应用

研究了一类状态存在非线性不确定性的鲁棒控制问题,针对所有未知有界的不确定性,以状态反馈标准Ｈ∞控制方法为基础,给出这类不确定性问题的设计方法,得到了控制器的参数化描述,对于有界的非线性摄动ＮＣ伺服控制系统,设计了相应的控制器,使系统有较好的鲁棒性,并保证了控制精度．     

H∞在带有非线性不确定性伺服控制器中的应用

研究了一类状态存在非线性不确定性的鲁棒控制问题,针对所有未知有界的不确定性的鲁以状态反馈标准Ｈ∞控制方法为基础,给出这类不确定性问题的设计方法,得到了控制器的参数化描述,对于有界的非线性劝ＮＣ伺服控制系统,设计了相应的控制器,使系统有较好的鲁棒性,并保证了控制精度。     

一类线性串联不确定系统的鲁棒容错控制

研究了具有串联结构的线性不确定系统的鲁棒容错控制问题．针对执行器失效故障，证明了对于两级串联结构的线性系统，可分别设计两个单级状态反馈容错控制器，通过求解两个Riccati不等式，得到整个系统的容错控制器．用该方法设计的闭环系统，在执行器发生故障时具有完整性，而且，对于系统的参数不确定性具有鲁棒性．     

非线性系统状态观测器的设计及其应用

研究一般的非线性多输入多输出系统状态观测器的设计问题,采用状态非线性变换讨论了这种观测器的设计方法及条件。将这种设计方法应用于某聚合反应釜的状态观测,表明这种观测器具有良好的收敛性,在参数变化10%时仍具有一定的鲁棒性。     

吸气式高超声速飞行器纵向运动反演控制器设计

针对气动/推进/结构耦合的吸气式高超声速飞行器纵向平面飞行控制问题,提出了基于反演的鲁棒控制器设计方法.利用曲线拟合模型将控制系统表示为反馈形式,采用反演方法设计虚拟和实际控制器,并引入鲁棒微分器估计虚拟控制量的导数,解决了虚拟控制量求导运算复杂的问题.为增强控制器应对不确定项的鲁棒性,设计了超扭曲滑模干扰观测器,实现了对系统模型不确定项的估计和补偿.对吸气式高超声速飞行器一体化原理模型的速度和高度指令跟踪仿真表明,该控制器对拟合误差和外加干扰等系统不确定项具有鲁棒性,系统状态量能够在指令跟踪过程中趋于平衡状态,从而验证了所提方案的有效性.     

滑模变结构控制在惯性平台稳定回路中的应用

为了与新型高精度惯性平台相匹配,解决传统PID控制的稳定回路抗干扰性能不高的问题,设计了滑模变结构控制器.滑模变结构控制器的主要特点是:当系统状态穿越状态空间的不同区域时,反馈控制器的结构按照一定的规律发生变化,使得控制器对系统的内在参数变化和外在扰动等因素具有较强的鲁棒性,从而保证系统能够达到期望的性能指标要求.MATLAB仿真结果表明,滑模变结构控制器在很多指标上均优于传统PID控制器,特别表现在超调量,动态性能以及对干扰的抑制能力方面,是平台系统的理想控制器.     

IMC模型失配及其解决方法

当内模型与对象模型失配时，可能产出危险的控制状态，这个现象由摄动模型和稳定性分析加以证明，从内模控制机理出发，提出一种利用扩充控制器Ｄ（ｓ）代替一般内模控制器的系统方法，以增加系统的鲁棒性。     

不确定系统的弹性保性能控制器设计

为了解决鲁棒控制器中的脆性问题,在范数有界不确定性系统的状态反馈鲁棒保性能控制的基础上,基于线性矩阵不等式(LMI)的方法,提出了不确定系统的状态反馈弹性保性能控制器的设计方法。主要针对状态矩阵和控制输入矩阵同时存在范数有界不确定性,以及控制器增益存在加法式摄动的情形,以严格线性矩阵不等式约束条件给出了状态反馈弹性保性能控制器存在的充分必要条件。并给出了控制器以及相应的性能指标上界的显示表达式。最后,通过对发动机转速的实例仿真证明了该方法的可行性。