基于速度线性化的变体飞行器鲁棒LPV控制

针对大包线下变体飞行器在翼型快速变化过程中的姿态控制问题,提出了一种基于速度线性化的鲁棒线性变参数(linear parameter varying, LPV)控制方法。所提方法将状态量的微分增广至状态方程,得到系统任意状态下的线性化模型,解除了传统小扰动线性化方法要求系统处于平衡点邻域的限制。建立了具有凸多胞形式的变体飞行器LPV模型,给出了参数依赖鲁棒H∞状态反馈控制器存在的充分条件,依据顶点控制器和变参数进行凸插值得到鲁棒LPV控制器。仿真结果表明,设计的控制器在飞行器快速变形和参数大范围快速变化的情况下仍具有良好的控制性能和鲁棒性。     

经动态输出反馈的随机时滞线性网络系统的镇定与仿真

研究了带有随机时滞的有线线性网络系统的镇定和仿真问题.基于Lyapunov-Razumikhin方法设计了动态输出反馈控制器使得这一类系统稳定.以矩阵不等式的形式给出了控制器存在的充分条件.并采用了一个算法得到了控制器增益的局部最优解.最后通过数值仿真验证了所提方法的有效性.     

Adaptive Robust Control for A Class of Nonlinear Systems with Unknown Uncertainties

CONTROL THEORY AND APPLICATION1. INTRODUCTIOnThe practical systems inevitably contain some kinds of uncertain elements. With the existence of uncertainties,the performance of systems may be changed, even may cause the systems stableless. Under such imperfectknowledge of the model, controllers are tried to design so that the controlled system has certain satisfactoryproperties. In the past, robust controller design generally hinges on three main assumptions: 1) the systemstate ve…     

船舶减摇鳍模糊控制器的系统化设计与仿真

建立了船舶减摇鳍控制系统数学模型,提出了一种模糊规则后件采用PID表达式的TS-PID模糊控制器模型,并推导出了输入采用正规模糊集、三角形全交迭隶属度函数时该模糊控制器的插值表达式,为实际应用提供了一种快速精确的控制算法。在此基础上,应用钝性定理研究获得了减摇鳍TS-PID模糊控制器闭环系统IO稳定的充分条件,并探讨了利用遗传算法进行优化设计的方法。最后通过计算机仿真,验证了减摇鳍TS-PID模糊控制器的优越性。     

不确定离散广义时滞系统的静态输出反馈控制

针对一类不确定离散时滞广义系统,给出了静态输出反馈控制器的设计方法.首先基于标称离散广义时滞系统的稳定条件,以受限线性矩阵不等式形式,得到闭环离散广义时滞系统正则、因果且渐近稳定的充分条件,同时利用受限矩阵不等式的可行解给出静态输出反馈控制器的设计方法;然后采用矩阵的正交补,把求受限线性矩阵不等式的可行解问题转化为求严格线性矩阵不等式的可行解;最后的数值实例说明了所给方法的有效性和正确性.     

Fuzzy robust attitude controller design for hydrofoil catamaran

1.INTRODUCTION High speedboatshaveattractedanincreasingatten tionfrombothresearchersandshipyardsduringthe pastdecades[1～3].Hydrofoilcatamaranisakindof high speedboatwithexcellentperformance,com posedoftwinV hullsandtwoormorerectanglehy drofoilsatthebottomoftheV typehulls[1,2].From itshull bornemodetofoil bornemode,thelargede creaseoftheboat’sdraftbringsoutthedeterioration oftheboat’sself stability,andthesensitivenessto theenvironmentaldisturbances,suchaswavesand winds.Bothsimulati…     

不确定离散广义系统的鲁棒无源控制

将严格无源的概念引入到离散广义系统中 ,研究了具有未知定常不确定参数的离散广义系统在有界外部输入作用下的鲁棒无源控制问题 ;利用线性矩阵不等式 ,给出了不确定离散广义系统广义二次稳定且从外部输入到被调输出之间是严格无源的 ,并在此基础上给出存在状态反馈控制器 ,使得闭环系统广义二次稳定且从外部输入到被调输出之间是严格无源 ,同时给出相应的依赖于矩阵不等式的解的控制器构造 ;数值算例说明了结论的有效性。     

Delta算子系统的鲁棒D稳定可靠控制

研究具有执行器故障的Delta算子线性不确定系统鲁棒D-稳定可靠控制问题,即设计控制器,消除系统不确定性和执行器故障的影响,确保闭环系统极点落在复平面指定圆盘区域内。考虑执行器故障为连续故障模型的情形,利用线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)方法,给出Delta算子系统状态反馈鲁棒D-稳定可靠控制器存在的充分条件,并由此提出相应控制器设计方法。利用所得结论,给出Delta算子系统状态反馈鲁棒稳定可靠控制器存在的充分条件。数值算例表明设计方法的可行性和有效性。     

On Stabilization of It Stochastic Time-Varying Systems

The stabilization with receding horizon control(RHC) of It stochastic time-varying systems is studied in this paper. Based on monotonically non-increasing of optimal cost and stochastic Lyapunov stability theory, a necessary and sufficient stabilization condition on the terminal weighting matrix is proposed, which guarantees the mean-square stability of the closed-loop system. The explicit receding horizon controller is obtained by employing stochastic maximum principle. Simulations demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

参数不确定的广义T-S模糊系统的最优保成本控制

研究参数不确定的广义T-S模糊系统的最优保成本控制问题.对给定系统所容许的所有不确定参数,设计了状态反馈最优保成本控制器,使得闭环系统不仅渐近稳定而且具有最小性能指标上界.基于LMI处理方法,给出了该控制器存在的充分条件.通过矩阵分解把广义系统的非严格矩阵不等式约束转化为严格矩阵不等式,从而可以像正常系统那样使用LMI工具箱求解控制器.算例显示了所给方法的简洁、有效;所得的性能指标的不同,也说明了最优保成本控制器的良好性能.     

Robust stabilization for multi-input polytopic nonlinear systems

This paper deals with the problem of the stabilization for multi-input polytopic nonlinear systems. Based on the robust control Lyapunov function, a sufficient condition for the existence of time-invariant, continuous, asymptotically stabilizing state feedback controller is derived. It is shown that the obtained sufficient condition is also necessary if there exists a state feedback controller such that the closed-loop system has a robust Lyapunov function for all possible uncertainties. Moreover, a universal formula for constructing stabilizing controller is proposed and the existence of the corresponding Lyapunov function is proven. Particularly, a Lyapunov function is constructed for the polytopic nonlinear system in canonical form. Finally, the feasibility of the proposed control law is verified by a numerical example.     

Robust stability and stabilization for uncertain discrete-time switched singular systems with time-varying delays

The problems of robust stability and stabilization via memoryless state feedback for a class of discrete-time switched singular systems with time-varying delays and linear fractional uncertainties are investigated. By constructing a novel switched Lyapunov–Krasovskii functional, a delay-dependent criterion for the unforced system to be regular, causal and uniformly asymptotically stable is established in terms of linear matrix inequalities (LMIs). An explicit expression for the desired memoryless state feedback stabilization controller is also given. The merits of the proposed criteria lie in their less conservativeness and relative simplicity, which are achieved by considering additionally useful terms (ignored in previous methods) when estimating the upper bound of the forward difference of the Lyapunov–Krasovskii functional and by avoiding utilizing any model augmentation transformation. Some numerical examples are provided to illustrate the validity of the proposed methods.     

不确定广义系统的保成本可靠控制

对一类含有时变范数有界参数不确定广义系统和部分执行器可能失效的系统,结合一个二次型性能指标,研究了使得闭环系统保持正则、无脉冲和稳定,且闭环性能指标值不超过某个确定界的保成本可靠控制律的设计问题。通过矩阵不等式导出保成本可靠控制律的一个充分存在条件,进而用线性矩阵不等式给出了保成本可靠控制器的一个参数化的表示。在此基础上,通过建立并求解一个凸优化问题,给出了最优保成本可靠控制律的设计方法。最后,通过例子对所得结论加以说明。     

T-S模糊系统的鲁棒局部稳定

研究一类不确定T-S模糊系统的鲁棒局部稳定及鲁棒局部镇定问题。首先给出T-S模糊系统局部稳定的定义,并利用一种非二次Lyapunov函数得到T-S模糊系统鲁棒局部稳定的充分条件,然后给出一种新的非PDC控制器,进而利用非二次Lyapunov函数得到基于这种非PDC控制器的局部鲁棒镇定控制器设计方法。该方法基于线性矩阵不等式(LMI),结构简单,且具有较低的保守性。仿真算例证明了所提方法的可行性。     

一种时滞相关非脆弱模糊控制器的设计

研究了一类带有时变时滞的离散模糊双线性系统的时滞相关非脆弱控制问题。引入自由权值矩阵并定义一种新型的Lyapunov函数,在控制器存在加性不确定的情况下,得到了保守性小的时滞相关渐近稳定的充分条件。通过附加矩阵,将所得到的稳定条件转换为线性矩阵不等式(linear matrix inequality, LMI)形式,非脆弱控制器可由LMI的解得到。数例仿真验证了该方法的有效性。     

高次非线性系统自适应动态面输出调节方法

针对一类在线性外系统驱动下的不确定三角结构高次非线性系统的输出调节问题,提出了一种自适应动态面鲁棒输出调节方法。根据输出调节问题的可解条件,将该问题转化为三角结构高次非线性系统的镇定问题。在此基础上,前n-1步采用自适应增加幂次积分方法设计期望虚拟控制律;第n步引入具有误差的内模方程,通过有效地结合自适应增加幂次积分方法和内模控制,设计出鲁棒输出调节控制器。在每一步递推中,通过采用动态面控制思想引入一个低通滤波器,克服了对期望虚拟控制律的微分。最后,通过数值仿真实例验证了所提控制方案的有效性。     

时滞区间广义系统的保成本控制

针对一类具有状态时滞的时滞区间广义系统,基于状态反馈研究了保性能控制问题。利用线性矩阵不等式(LMI)处理方法,得到了闭环时滞区间广义系统广义二次稳定以及闭环性能指标值有上界的充分条件。利用LMI的可行解给出了保性能控制器的设计方法。设计的控制器使得闭环时滞区间广义二次稳定,同时保证闭环性能指标值是具有上界。最后的数值例子说明了所给方法的有效性。     

Optimal Output Tracking Control and Stabilization of Networked Control Systems with Packet Losses

This paper studies the optimal output tracking control and stabilization for networked control systems with packet losses via output feedback control. Both finite-horizon and infinite-horizon cases are considered. For the finite-horizon case, the authors introduce an augmented system according to the state variable and the reference trajectory for the first time. Based on a set of difference Riccati equations, an optimal output feedback tracking controller is proposed by applying the stochastic maximum principle. And an optimal estimator is presented. For the infinite-horizon case, a necessary and sufficient condition for the stabilization of the system is provided. And an optimal output feedback stabilizing tracking controller is obtained by establishing a set of algebraic Riccati equations. Finally,numerical examples are given to verify the proposed results.     

基于扰动观测器的伺服控制器设计及仿真研究

利用扰动观测器减弱系统的量测噪声和外部扰动,利用抗漂移的状态反馈控制器来减弱驱动饱和的影响,将这两种策略综合用于伺服控制器的设计并重点对这种方案进行了仿真对比研究。仿真结果表明基于扰动观测器的伺服系统在扰动及量测噪声不大,且系统模型参数变化不大的情况下具有较高的动态性能及较高的跟踪精度并能克服饱和约束的不良影响。     

LFM信号参数估计的插值FRFT算法

提出了一种基于分数阶傅里叶变换（fractional Fourier transform, FRFT）的线性调频（linear frequency modulation, LFM）信号参数估计的插值算法。首先针对FRFT的旋转角度α搜索步长问题,提出了在较大搜索步长下进行插值以得到α精估计的方法;然后针对离散分数阶傅里叶变换(digital fractional Fourier transform, DFRFT)因参数u离散化而造成的栏栅效应问题,采用相邻谱线进行插值以得到u的精估计;最后用α和u插值精估计结果对单分量LFM信号的参数进行估计。这一方法在不影响估计精度的前提下,降低了计算量和复杂度。仿真结果表明,在较低的信噪比下,LFM信号参数估计的精度仍十分逼近克拉美罗界(Cramer-Rao bound, CRB)。