具有执行器饱和切换系统的控制

主要研究了一类具有执行器饱和的切换系统的控制问题,探究当切换系统中执行器出现饱和时,系统要达到渐近稳定需要满足的充分条件,并证明所得结论。首先,针对执行器饱和系统,处理饱和项至关重要。利用扇形区域法的思想,成功解决饱和项的处理问题。其次,为系统选择适当的李雅普诺夫函数,进而研究获得执行器饱和切换系统的的渐近稳定判据。然后,为使求解更加方便快捷,对获得系统渐近稳定的充分条件做变形处理,将其转换成线性矩阵不等式形式。最后,进行吸引域大小的估计,结合相应的仿真算例,证明了研究成果是有效可行的。     

带输入饱和的奇异摄动双线性系统的无源控制

针对具有输入约束和变时滞的奇异摄动双线性系统,提出一种状态反馈无源控制器的设计方法,以消除时滞因素和输入饱和对闭环系统的影响.首先,在Lyapunov稳定性理论和无源性理论的框架下,应用线性矩阵不等式技术和凸组合技术,将系统状态反馈控制器的设计归结为求解一组与时滞上界无关的线性矩阵不等式问题.所得控制器使闭环系统渐近稳定且无源,同时构造了与奇异摄动参数相关的椭圆吸引域估计,并将上述方法推广到不含时滞和外部输入的系统.然后,提出凸优化问题,得到闭环系统吸引域的极大估计,其中奇异摄动参数稳定界也是设计的目标之一.最后,通过数值仿真算例说明了所提理论方法的有效性.     

状态饱和离散时间切换系统的鲁棒控制

为解决状态饱和切换系统的鲁棒控制问题,采用范数方法处理饱和函数,将状态饱和切换系统转化为一般切换系统;进一步采用单Lyapunov函数法镇定切换系统,得到系统渐近稳定的充分条件及系统的吸引域,并将之转化为线性矩阵不等式形式;另外给出两个算例并用Simulink仿真.研究结果表明:满足渐近稳定充分条件的状态反馈控制器设计、切换策略设计可以镇定系统,系统最大吸引域的估计方案是有效的;标称系统有关结果可以被推广到相应的不确定系统.     

具有非线性执行器饱和的时滞切换系统的控制器设计

主要研究了一类时滞切换系统有关非线性执行器饱和的控制器设计问题.对于具有执行器饱和的时滞切换系统,设计了状态反馈控制器,构造了共同的Lyapunov函数,并利用完备性定义给出了切换系统渐近稳定的充分条件,最后用Schur引理将定理的充分条件等价地转化为线性矩阵不等式的形式.     

执行器饱和不确定多智能体系统的一致性

研究了无向图下一类执行器饱和不确定多智能体系统的一致性问题,提出一致性控制算法。根据Lyapunov稳定性理论,选取合适的Lyapunov函数,得到多智能体系统可以达到领航-跟随模型下半全局一致性条件。采用凸组合的方法,处理执行器饱和项。借助椭球域和多面体对系统进行吸引域估计。给出数值仿真算例,并运用MATLAB线性矩阵不等式和Simulink工具箱进行仿真,结果表明文中结论有效。     

具有执行器饱和不确定线性系统的控制

主要研究了一类具有执行器饱和不确定线性系统的控制问题,探索当执行器饱和与不确定项同时存在时,系统渐近稳定的条件,并证明所得结论。首先,根据扇形区域法将饱和函数的饱和项表示出来。同时,根据Lyapunov稳定性理论,给出具有执行器饱和的线性系统渐近稳定的充分条件,并设计相应的状态反馈控制器,使系统渐近稳定。然后,借助椭球体参考集,进行系统吸引域大小的估计。为了便于使用Matlab软件进行求解,将上述系统渐近稳定的充分条件转化为线性矩阵不等式的形式,进而利用LMI工具箱进行求解,得到相应数据。最后,给出仿真算例,证明了结论是有效可行的。     

一类混杂系统的稳定性分析

控制系统中存在的时滞给系统的理论分析和工程应用带来了很大的困难。出现时滞后如何保证系统仍能稳定的工作是一个非常重要的问题。本文考虑了一类带有时滞摄动的混杂系统的稳定性，利用李雅普诺夫函数法给出了混杂系统渐近稳定的条件且利用MATLAB线性矩阵不等式(LMI)工具箱计算出保证系统稳定的最大摄动值及切换域。仿真结果验证了方法的有效性。     

传感器饱和约束下非线性切换系统鲁棒 L 1 滤波

为解决传感器饱和约束问题, 研究了一类非线性时滞切换系统的鲁棒 L 1 滤波。 所考虑的非线性时滞切换 系统具有满足李普希茨约束条件的非线性和范数有界不确定性。 基于平均驻留时间法(ADT: Average Dwell Time), 通过构造一个时滞依赖的 Lyapunov 函数, 建立传感器饱和约束下非线性切换系统的时滞相关峰值鄄峰值 (L 1 )性能判据, 并将滤波器的设计转化为求解一组线性矩阵不等式的凸优化问题。 最后, 通过仿真算例验证 了该方法的有效性。     

可状态反馈线性化系统静态抗饱和设计

针对具有输入饱和受限的可反馈线性化系统,提出了一种静态抗饱和补偿方案.运用微分同胚及坐标变换理论,将非线性系统转化为新坐标系下可控、可观测的线性系统.在不考虑输入受限的条件下提出静态状态反馈控制,为改善系统性能,引入了静态抗饱和补偿器.当系统出现输入饱和时,补偿器开始工作,起到了抗饱和的作用.基于拉格朗日函数,提出了闭环系统的吸引域及优化后的吸引域.仿真结果证明了该控制方案的有效性.     

具有饱和执行器的离散时滞系统的鲁棒镇定

考虑了一类具有饱和执行器的不确定离散时滞系统的鲁棒镇定问题.通过把饱和项表示为多胞型不确定项,基于参数依赖的Lyapunov函数,得出了系统可以镇定的充分条件,并对吸引域进行了估计.     

考虑执行器饱和补偿的移动机器人自适应积分滑模控制

针对存在执行器输入饱和约束、模型参数不确定性以及外部扰动等因素影响下的移动机器人跟踪控制问题,提出一种考虑执行器饱和补偿的移动机器人自适应积分滑模控制方法。利用双曲正切函数对执行器输入饱和约束作近似处理,并将系统动力学模型表示为仿射系统形式。将执行器输入饱和约束的近似处理误差、模型参数不确定性以及系统外部扰动扩张为一个新的状态,进而设计扩张状态观测器对系统总和扰动进行估计,在此基础上设计系统自适应积分滑模控制器,从而改善普通滑模控制中抖振突出的问题,保证系统的跟踪控制性能。对所提控制方法进行了仿真验证,结果表明,所提控制方法在执行器输入饱和约束、模型参数不确定性以及外部扰动等因素影响下能够保证跟踪误差快速稳定收敛。     

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.     

一类区间时滞切换系统的稳定性分析

在过去的几十年里,具有离散和分布时滞的混合系统受到很多关注,并有着广泛应用,如绝对稳定控制,非线性延迟MIMO系统周期控制T不变性等。有关切换系统的研究中,稳定性问题引起较多关注,因而,研究具有混合时滞的切换系统稳定性有着重要意义。讨论了一类具有离散和分布时滞的切换系统指数稳定问题。首先,运用平均驻留时间法构造分段Lyapunov函数和切换规则;其次,引入倒凸组合技术和Jensen积分不等式对求导后的分段Lyapunov函数进行放缩,得出系统指数稳定的充分条件;最后,利用LMI工具箱实现仿真算例验证了定理的有效性,得到保守性更小的时滞上界。     

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.     

不确定非线性时滞切换系统的鲁棒容错控制

研究了一类结构参数不确定性和未知非线性扰动的非线性时滞切换系统的鲁棒容错控制问题.利用凸组合技术,设计出状态反馈控制器和相应的切换策略,使得闭环系统是全局渐近稳定的.同时当系统的执行器失效时,通过预先给定的失效集,对于所有发生在给定失效集的执行器失效的情况下,使得闭环系统均是全局渐近稳定的.最后通过仿真算例验证了所设计方法的可行性和有效性.     

网络化受限控制系统的镇定与L2增益分析

针对含执行器饱和网络化控制系统,研究其镇定问题与L2增益分析．鉴于网络诱导时滞的存在,将网络化控制系统建模成舍时变输入时滞的受限控制系统．利用Lyapunov—Krasovskii方法和广义系统变换,得到了保证系统稳定的时滞依赖充分条件．在此基础上,设计了状态反馈控制律,使得相应的闭环系统内稳定且具有受限的L2增益性能．最后,用一个数值仿真例子验证了方法的有效性．     

网络化受限控制系统的镇定与L_2增益分析

针对含执行器饱和网络化控制系统,研究其镇定问题与L2增益分析．鉴于网络诱导时滞的存在,将网络化控制系统建模成舍时变输入时滞的受限控制系统．利用Lyapunov—Krasovskii方法和广义系统变换,得到了保证系统稳定的时滞依赖充分条件．在此基础上,设计了状态反馈控制律,使得相应的闭环系统内稳定且具有受限的L2增益性能．最后,用一个数值仿真例子验证了方法的有效性．     

执行器部分失效的时滞系统稳定性分析

针对时滞系统给出了一种控制器设计方法,使系统在执行器发生部分失效时,仍然能使系统状态指数稳定.针对执行器部分失效和正常执行两种情况,本文把时滞系统转化为切换系统,应用平均驻留时间及多Lyapunov函数方法,给出系统状态指数稳定的线性矩阵不等式形式条件.     

一类不确定切换模糊时滞系统的可靠控制

研究了一类不确定切换模糊时滞系统的可靠控制问题．当执行器“严重失效”而未失效部分不能镇定原系统时,采用多Lyapunov函数方法构造状态反馈可靠控制器,使得闭环系统对于所有允许的执行器失效,在所设计的状态反馈可靠控制器下是渐近稳定的,并以线性矩阵不等式形式给出了使闭环系统渐近稳定的条件．最后,通过仿真结果验证了结论的正确性．     

带饱和执行器非线性时滞系统的自适应动态规划

针对带饱和执行器及状态时滞的一类非线性系统最优控制问题,提出基于迭代自适应动态规划算法的控制方法.用泛函性能指标处理执行器的饱问题,推导出非线性时滞系统对应的哈密顿-雅克比-贝尔曼(HJB)方程.针对其性能指标函数含有状态时滞耦合项和抗饱和函数是非二次型,难以求解HJB方程的问题,采用自适应动态规划算法来获得最优控制.通过收敛性分析证明性能指标可迭代达到最优.对比仿真试验结果验证以上方法的有效和求解的优越性.