基于广义最小二乘法的随机非线性系统自适应跟踪

运用基于估计的模块化设计思想,研究了受方差不确定Wiener噪声干扰的参数严格反馈形式非线性系统对已知信号的自适应跟踪问题.构造控制Lyapunov函数(control Lyapunovfunction,CLF),设计了具有鲁棒稳定特性的输入状态稳定(input-to-state stability,ISS)控制器,确保系统满足控制器-辨识器分离;运用Swapping技术设计辨识器模块,将动态参数模型转换成静态模型,考虑到方差不确定,采用广义最小二乘算法进行参数估计,讨论了系统方差的估计方法.     

基于无源辨识器的随机非线性系统自适应跟踪模块化设计

运用基于估计的模块化设计思想,研究了受方差不确定Wiener噪声干扰的参数严格反馈非线性系统对已知信号的自适应跟踪问题.构造控制Lyapunov函数,设计了具有鲁棒稳定特性的输入状态稳定控制器,确保系统满足控制器-辨识器分离.对不确定方差采用自适应方式处理.根据无源性理论,设计无源辨识器模块,给出了参数自适应律,确保系统误差的有界性,使跟踪误差在概率意义下收敛.     

电液伺服系统多模型鲁棒自适应控制

针对电液伺服系统中存在不确定非线性和强参数不确定性的问题,提出一种多模型鲁棒自适应控制算法。根据系统参数不确定性范围建立了多个辨识模型,在辨识模型中设计非线性鲁棒项,以抑制干扰、未建模动态等不确定非线性的影响,提高系统的鲁棒性。基于辨识模型设计相应的控制器,采用基于辨识误差的性能指标函数作为切换依据,选取最佳控制器作为当前控制器,解决了传统自适应控制对参数自适应初值敏感的问题。该方法能够克服不确定非线性和强参数不确定性的影响,使系统得到渐进跟踪的性能,提高系统的瞬态响应性能。实验结果表明,该算法能抑制建模不确定性的影响,系统期望跟踪指令幅值为10mm时,跟踪误差大约为0.038 6mm,相对跟踪误差约为0.386%,系统跟踪精度得到了提高。     

基于轨迹跟踪的航天器姿态自适应鲁棒控制

针对存在不确定惯量和空间环境干扰的挠性航天器姿态大角度快速机动控制问题,提出了一种受细胞膜放电模型启发的自适应鲁棒姿态控制器设计方法.首先,为了快速完成姿态机动任务,并尽可能少激发挠性帆板振动,在挠性航天器运动学和动力学分析的基础上,提出了基于预先规划姿态运动轨迹且对不确定惯量具有自适应能力的自适应鲁棒控制器.在此基础上,为了改善机动过程中姿态跳变使系统指向精度和稳定度变差的问题,基于细胞膜放电的动力学模型设计了一种改进型自适应鲁棒控制器.所提出的控制器能够保证闭环系统渐进稳定;当惯量估计误差有界时,对于任意初始跟踪误差,该控制器可以保证姿态跟踪误差一致终值有界.仿真结果表明了所提出的改进型自适应鲁棒控制器的有效性.     

不确定性超混沌系统的自适应鲁棒反同步

针对一类具有外部不确定性的反同步问题,提出一种自适应鲁棒控制方法.基于Lyapunov稳定性理论和自适应控制,设计自适应鲁棒控制器和参数的自适应更新律;通过在输入控制量中引入一补偿项以消除不确定性的影响,实现自适应鲁棒反同步,将系统的反同步误差控制在任意小的范围内.最后,通过数值仿真验证所提出控制方法的有效性.     

基于Backstepping设计的非线性鲁棒自适应控制

针对一类具有未知参数,未建模动态和外界干扰的不确定非线性系统,选择适当的参数对这些不确定性进行估值和补偿,利用Backstepping方法,设计了一种新的鲁棒自适应控制器.该控制器能保证闭环系统的所有信号是全局有界的,且输出的绝对值可以任意小.仿真结果表明,所设计的鲁棒控制器达到了理想的结果.     

基于梯度算法的随机非线性系统鲁棒自适应控制

把线性系统中基于估计的模块化设计思想推广到随机非线性系统的控制设计之中 .基于It 微分规则、非线性阻尼和Backstepping算法 ,设计了全局依概率稳定的输入状态稳定控制器 ,具有很强的参数鲁棒稳定特性 ;根据Swapping技术 ,设计了两个滤波器 ,把一个动态参数模型转化为一个静态模型 ,基于梯度算法 ,设计了参数自适应律 ,确保扰动有界 ,最后 ,给出了系统的性能估计 ,仿真结果表明该控制算法的有效性 .该设计方法层次分明 ,比基于Lyapunov型设计内容更丰富、灵活、层次分明 .     

概率鲁棒镇定控制器的研究

将统计学习理论中的经验概率一致收敛特性应用到鲁棒控制中,针对具有实参数不确定性的控制系统,研究了概率鲁棒镇定控制器的设计问题.给出了设计概率鲁棒镇定控制器的前提条件,采用基于经验概率一致收敛特性的随机化算法设计概率鲁棒镇定控制器的具体步骤和方法.研究表明,与传统方法相比,在概率意义下采用随机化算法设计概率鲁棒镇定控制器具有设计方法简单、计算量小的优点.计算实例表明了该算法的有效性.     

带参数辨识的H-∞鲁棒控制方法

从控制方法的实用性出发,综合鲁棒控制和自适应控制方法,处理存在各种非结构不确定性及参数不确定性的线性对象。运用状态空间 Ｈ∞方法设计鲁棒控制器,抑制外部干扰,未建模动态及参数误差。进而引入鲁棒辨识器以确定对象的标称参数,减小鲁棒控制的保守性。并证明了闭环系统的稳定性和鲁棒性。结合 Ｒｏｈｒｓ 反例,验证了算法有效性。该方法实现了自适应律与控制方法的分离,从而避免了传统‘确定性等价原理’带来的系统分析和实际应用的复杂性。     

仿射非线性系统的在线自适应模糊神经网络辨识与控制

针对单输入单输出非线性系统的自适应控制问题,提出了一种在线自适应模糊神经网络辨识与鲁棒控制的方法.该方法首先利用广义模糊神经网络学习算法,实时建立对象模型未知系统的逆动态模型,实现网络结构和参数的同时在线自适应.考虑到网络建模误差和外部干扰的存在,还设计了基于控制理论的鲁棒补偿器.仿真结果表明,该方法能对模型未知仿射非线性系统实现鲁棒输出跟踪.     

一类不确定非线性系统的神经网络鲁棒反推镇定控制

对一类不确定非线性系统,将反推控制和神经网络相结合,研究了其鲁棒渐近镇定控制问题。与通常研究中被控对象仅局限于严格反馈形式相比较,研究对象更具一般性。基于反推控制方法来构造镇定控制器,利用神经网络来逼近控制器构造过程中产生的不确定项,并提出一种新的自适应算法来在线调节神经网络权值。通过一步步适当地选取虚拟控制器的参数和神经网络权值的自适应律,最终得到的控制器使得整个闭环系统是全局渐近稳定的。     

一类重叠互联电力系统的分散鲁棒控制

讨论一类重叠互联电力系统在不确定的结构扰动下的分散鲁棒控制问题,给出了一种基于线性矩阵不等式算法的此类系统分散鲁棒控制器设计方法。该方法设计控制器时充分考虑了系统间的关联情况,能有效地保证系统的联结稳定性。     

Delay-dependent robust H∞ control for uncertain fuzzy hyperbolic systems with multiple delays

The robust H∞ control problem was considered for a class of fuzzy hyperbolic model (FHM) systems with parametric uncertainties and multiple delays. First, FHM modeling method was presented for time-delay nonlinear systems. Then, by using Lyapunov-Krasovskii approaches, delay-dependent sufficient condition for the existence of a kind of state feedback controller was proposed, which was expressed as linear matrix inequalities (LMIs). The controller can guarantee that the resulting closed-loop system is robustly asymptotically stable with a prescribed H∞ performance level for all admissible uncertainties and time-delay. Finally, a simulation example was provided to illustrate the effectiveness of the proposed approach.     

模糊双线性系统的鲁棒控制器设计新方法

针对一类具有范数有界参数不确定性的连续模糊双线性系统,提出了一种求解其鲁棒控制器的新方法。首先,基于T-S模糊模型对模糊双线性系统建模,采用并行分布补偿算法设计模糊控制器。结合Lyapunov稳定性理论,得到了闭环模糊双线性系统全局稳定的充分条件。然后,基于一种改进的锥补线性化算法的思想,将模糊控制器的设计转化成为一个受线性矩阵不等式约束的最小化问题。最后的仿真结果验证了设计方法的有效性。     

线性随机系统基于观测器的反馈镇定

针对控制系统测量输出产生的乘性噪声问题,提出基于观测器的反馈控制设计算法.首先,引入状态误差变量,导出反馈控制下It8型随机微分方程描述的闭环系统.其次,运用复合Lyapunov函数方法并结合随机分析技术,分析闭环系统的均方指数稳定性和几乎必然稳定性,并建立输出反馈控制器存在的充分条件.基于此条件给出了控制增益矩阵和观测器增益矩阵的参数化设计算法.最后,通过倒立摆模型的数值仿真,验证所提出控制策略的有效性.     

基于动态非线性滑动模态的欠驱动船舶直线航迹控制

针对带有状态变量和控制输入约束条件以及横向漂移的欠驱动船舶,设计了直线航迹控制算法,通过对系统输出进行动态非线性滑模分解迭代设计,将单输入多输出的控制问题转化为标量零阶系统的镇定问题,并利用增量反馈控制,无需对不确定模型参数或风、流干扰进行估计,能够同时稳定船舶的航向和航迹。应用"育龙"轮的非线性水动力模型进行了仿真,结果表明,控制器对系统参数摄动及外界干扰不敏感,具有强的鲁棒性,且其设计参数物理意义明显、易于调节。     

不确定广义时变时滞系统的鲁棒H_∞控制

针对具有时变时滞和线性分式参数不确定性广义系统,研究基于状态反馈的鲁棒H∞控制问题.利用增广Lyapunov泛函并结合自由权矩阵方法,保留了Lyapunov泛函导数中的时滞上界信息,得到时变时滞广义系统的一个新的有界实引理(BRL).在此基础上,给出不确定广义时变时滞系统H∞状态反馈控制律的一个直接设计方法.所给结果均以严格线性矩阵不等式(LMI)表示.数值实例表明了结果的有效性和较小保守性.     

一类离散不确定时滞系统的鲁棒模糊控制

定义一种具有时滞和参数不确定性的离散Takagi—Sugeno(T—S)模糊模型．研究基于此模糊模型的离散不确定时滞系统的模糊鲁棒控制问题。利用Lyapunov稳定性理论，提出一种基于LMI的模糊鲁棒状态反馈控制器的新的设计方法，给出模糊反馈控制器存在的充分条件，证明模糊闭环系统的鲁棒全局渐近稳定性。算例仿真表明该方法的有效性。     

广义非线性交联大系统的鲁棒模糊分散控制

利用广义T S模糊模型对广义非线性交联大系统进行了鲁棒控制研究·首先 ,对广义非线性交联大系统建立模糊模型·然后 ,在系统可解条件下 ,给出了模糊分散控制器的设计方法 ,分析其考虑建模误差时的鲁棒稳定性 ,给出基于LMI的闭环系统鲁棒稳定的充分条件·进而 ,应用模糊规则及权重的性质得到基于LMI优化技术的低保守性的鲁棒模糊分散控制器设计方法·最后 ,算例说明了控制器的设计步骤和有效性·