非线性切换系统的拟无源和反馈拟无源化

本文利用多存储函数方法研究了一类非线性切换系统的拟无源、反馈拟无源问题.首先,提出了该类非线性切换系统的拟无源性概念.并设计了一个状态依赖切换律使切换非线性系统具有拟无源性.其次,通过状态依赖切换率和状态反馈控制器的设计实现非线性切换系统的拟无源化.最后,通过一个数值例子说明该方法的有效性.     

切换非线性系统的指数拟无源化及其镇定

为解决切换非线性系统的指数拟无源化及其镇定问题,采用多存储函数方法,针对一般切换非线性系统,提出指数拟无源的概念;针对一类切换严格反馈系统,将拟无源化方法和Backstepping技术结合,构造性的设计依赖于状态的切换信号和反馈控制器.研究结果表明:解决切换严格反馈系统的指数拟无源化问题,得到闭环系统的实用稳定性.研究...     

一类切换时滞系统的增长无源性

无源性是描述系统输入输出关系的重要性质,增长无源性是无源性的一种推广形式。受时滞系统无源性和非时滞系统的增长无源性的启发,提出一类切换时滞系统的增长无源性定义。基于多李雅普诺夫函数方法,设计依赖于状态的切换规则,Wirtinger积分不等式与Finsler引理相结合用于处理系统中的时滞项,以线性矩阵不等式的形式给出切换时滞系统具有增长无源性的充分条件。特别地,当参数取特殊值时,讨论了切换时滞系统具有输入增长无源性和输出增长无源性的充分条件。作为詹森积分不等式的拓广形式,在处理时滞项时选取Wirtinger积分不等式有助于降低所得结果的保守性。     

随机通讯时延网络化切换系统H_∞静态输出反馈控制

针对数据包在网络传输中的随机时延情形,研究任意切换律作用下离散切换系统的H∞静态输出反馈问题.数据包包含系统的测量输出信号和切换信号,其时延由一个满足Bernou lli分布的随机变量来描述.选用切换Lyapunov函数,设计静态输出反馈控制器使得闭环系统在均方意义下指数稳定且具有H∞扰动衰减度γ.控制器的参数通过求解一组线性矩阵不等式获得.数值仿真结果表明了所提出设计方法的有效性.     

一类不确定离散切换模糊时滞系统的鲁棒输出反馈控制

针对状态不可观测的情况,重构系统状态,提出了一类不确定离散切换模糊时滞系统的鲁棒镇定问题.考虑每个切换子系统都是模糊系统的切换系统模型,利用切换技术,对于系统状态采用多Lyapunov函数方法,对于观测器误差采用共同Lyapunov函数方法,给出了切换律设计.利用平行分布补偿算法(PDC),给出了基于观测器的切换模糊反馈控制器设计,使得闭环系统对所有允许的不确定性,在所设计的反馈控制器和切换律下具有鲁棒性.最后通过数值仿真例子验证了该设计方法的有效性和可行性.     

含有动态输入不确定性的随机非线性系统的鲁棒控制

针对一类含有动态输入不确定性的随机非线性系统,从无源性的观点研究了鲁棒控制理论.特别地,将确定性系统中基于无源性的系统设计法推广到该类不确定随机系统中,并以此作为基础给出了该类系统的鲁棒镇定控制器设计方法.与传统的基于系统模型三角形结构的设计方法不同,对于一个一般的系统,也能给出其具体的控制器形式.设计过程主要分两部分,首先给出一类反馈连接形式的随机非线性系统满足无源性的充分条件,在对系统进行合理的设定和分析的基础上,基于此条件对于随机系统在输入通道出现动态不确定性的情况下构造出一种状态反馈控制律,使得闭环系统满足无源性,从而是渐进稳定的;然后,将该无源控制律设计方法扩展到系统同时含有动态和静态模型不确定性的情况.仿真结果验证了设计方法的有效性.     

一类多时滞切换随机系统的无源输出调节问题

基于无源性讨论一类多时滞切换随机系统的输出调节问题.构造分段Lyapunov泛函,利用平均驻留时间方法,分别设计多时滞全息反馈控制器和多时滞误差反馈控制器.结合自由权矩阵方法和詹森积分不等式,以线性矩阵不等式的形式给出多时滞切换随机系统的无源输出调节问题可解的充分条件.最后,用两个仿真例子说明结果的有效性.     

基于输出反馈的切换模糊控制设计

针对状态不可测的切换模糊系统,提出一类切换模糊控制系统的输出反馈控制问题.根据切换技术和常用的平行分布补偿(PDC)控制器设计方法,给出了切换模糊观测器和切换模糊控制器设计,使用共同Lyapunov函数、单Lyapunov函数和多Lyapunov函数方法,研究了使闭环输出反馈控制系统渐近稳定的充分条件,同时设计可以实现系统全局渐近稳定的切换律.主要条件以矩阵不等式形式给出,具有较强的可解性.仿真结果表明设计方法的可行性与有效性.     

基于遗传算法的一类非线性系统的变结构控制

针对不确定性的非线性控制系统,提出了一种基于遗传算法的滑模变结构控制方法.采用遗传算法实时调整切换面参数和趋近律系数,构造出最佳切换函数和指数趋近律,使得系统不仅能快速到达切换面,增强了系统的鲁棒性,而且消除了系统抖振,实现了完全跟踪,改善了控制系统的性能.通过对倒立摆系统进行仿真,结果表明该控制方法的有效性.     

非线性混沌系统的鲁棒自适应控制

研完了不确定非线性Chua's混沌系统的跟踪控制问题.通过坐标变换将Chua's系统转换为严格反馈控制系统的一种通用形式,然后利用Backstepping方法和鲁棒控制技术,设计了参数自适应控制律,对存在的不确定性和未知干扰的非线性系统实现了输出跟踪.基于Lyapunov稳定性理论所设计的控制器不仅使系统输出跟踪给定的期望输出,而且使得系统对于所允许的不确定系统状态全局一致有界.仿真结果表明了所设计方法的有效性.     

一类时滞切换模糊系统的静态输出反馈控制

对于一类不确定时滞的连续切换模糊系统,研究其静态输出反馈控制问题．利用多Lyapunov函数方法及切换策略,使得相应的闭环系统渐近稳定,同时设计可以实现系统全局渐近稳定的切换律．提出了确保该系统可通过输出反馈鲁棒镇定的充分条件,并将该充分条件转化为具有较强可解性的线性矩阵不等式（LMI）问题．最后用MATLAB软件对系统进行仿真,验证结论的可行性与有效性．     

一类线性不确定系统基于切换的输出反馈镇定

对一类不确定线性系统,通过控制器切换研究混杂输出反馈鲁棒镇定问题。假设存在有限个备选的控制增益已知的控制器,并且任何单一的输出反馈控制器都不能镇定系统。基于单Lyapunov函数的方法,给出了混杂输出反馈控制器的切换律设计方案,使得闭环系统对所有允许的不确定性,在所设计的切换律下是渐近稳定的,并应用线性矩阵不等式（LMIs）的可解性给出了闭环系统鲁棒镇定的充分条件。最后用仿真验证了文中方法的有效性。     

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.     

一类非线性切换系统的稳定域

在生物学超循环(Hypercycle)系统的基础上,提出了非线性循环系统和非线性循环切换系统的概念,并建立了数学模型,这类系统具有广泛的实际背景.分别研究了非线性循环系统和非线性循环切换系统的稳定域问题,并通过系统循环矩阵的特征值,给出了非线性循环切换系统在任意切换律和确定切换律下的稳定域.仿真实验进一步检验了结论的正确性.     

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.     

无人拖车系统轨迹跟踪考虑大初始误差的优化控制

研究了无人拖车系统在大误差下的轨迹跟踪问题.通过运动学的分析建立了系统的数学模型.由于系统的非线性,在大的位置误差下很难通过常规的控制方法使系统的误差收敛.基于拖车系统运动学特征,首先设计了方位角控制器,使得系统在大误差下向给定路径运动,然后设计了一种非线性控制器,使得大误差下和非大误差下的两种控制器具有相同的结构,并适时无扰切换.利用离散二次型调节器(DLQR)求得最优反馈控制律.在不同的期望轨迹下对系统进行了仿真,证明了方法的有效性.     

基于观测器的一类不确定切换模糊系统的鲁棒控制

针对状态不可测的系统,提出了一类基于观测器的不确定切换模糊系统的鲁棒控制问题.使用切换技术及多Lyapunov函数方法构造出模糊观测器,使得对于所有允许的外部干扰,相应的闭环系统渐近稳定,同时设计了可以实现系统全局渐近稳定的切换律.计算机仿真结果表明设计方法的可行性与有效性.     

切换系统自适应镇定控制

研究含有不确定参数切换系统的自适应镇定问题.为子系统分别设计自适应控制器,通过设计依赖于切换信号的子适应律,避免了由共用状态引起的各子适应律之间的耦合问题.采用多Lyapunov函数设计系统控制器,不要求子系统的确定性等价镇定控制器存在,通过切换律的设计可以保证闭环切换系统的渐近稳定性.     

基于逆系统方法的非线性系统故障调节

针对一类多输入多输出非线性可逆系统,提出一种基于逆系统原理的故障调节方法.该方法通过设计被控对象的自适应观测器来估计执行器故障,并根据故障估计值,基于逆系统方法产生附加控制律对逆系统进行调节补偿,使得被控对象和经调节后逆系统的串联仍能保持为无故障时的伪线性系统模型,从而在无需改变系统正常控制器参数的情形下,方便地实现对执行器故障的良好性能容错目标.     

一类最小相位随机非线性系统的输出反馈控制及扰动抑制

对于一类具有模型不确定性的最小相位随机非线性系统,研究输出反馈控制使闭环系统状态响应对噪声具有扰动抑制作用,并且无噪声时闭环系统是随机渐近稳定的.首先假设模型系统中的一个子系统随机输入状态稳定,并且系统的漂移项与扩散项分别依赖于该子系统的状态和输出信号,在此假设前提下设计一个降阶观测器,得到一个等价系统,再由递推的方法得出等价系统的输出反馈控制律,使得最终得到的闭环系统对噪声方差是输入状态稳定的.