输入时延下约束不确定系统的有限时间控制

针对一类具有非对称时变输出约束和输入时延的不确定非线性系统, 提出有限时间反步控制策略. 首先, 设计新型非线性变换函数将约束系统转化为无约束系统, 解决非对称时变输出约束问题; 其次, 为了处理反步控制的“计算爆炸”问题, 构造新型的有限时间滤波器, 且通过误差补偿机制消除滤波误差, 采用Pade近似法和中间变量补偿输入时延对控制系统的影响;再次, 根据Lyapunov理论证明闭环系统的实际有限时间稳定性, 且输出不会违反约束; 最后, 通过滤波器的对比仿真和机械臂系统的仿真验证新型滤波器和有限时间控制策略的有效性.     

具有干扰输入的一类不确定线性系统的有限时间观测器设计

借助于有限时间稳定性的概念,对于具有干扰输入的线性系统引入了有限时间观测器的概念,这一概念保证,在给定的有限时间区间内,观测误差小于一个给定的界,这里所讨论的干扰输入满足一个动态方程．利用线性矩阵不等式（LMI）的方法,讨论了具有干扰输入的一类不确定性线性系统存在有限时间观测器的一个充分务件,并给出了观测器的具体设计．     

具有输入饱和的制动缸自适应Super-twisting控制

为研究电力机车单元制动缸在制动时受辅助风缸压力和轮对径向形变挤压时的制动缸活塞位置控制精度,考虑实际工况中活塞与制动缸内壁非严格配合引起的压力漏损,建立了制动缸气动伺服系统的数学模型;针对该非线性系统中存在的未知时变负载扰动,设计非线性干扰观测器对其实际值进行估计,对观测误差采用自适应模糊逻辑系统进行逼近,进一步削弱时变扰动对系统的影响;结合系统控制量存在饱和的实际工况,引入饱和辅助控制系统;依据Lyapunov稳定性理论,基于Super-twisting控制方法收敛快速、待设计参数较少的优点,构造了基于Nussbaum类型函数的自适应Super-twisting控制器.理论分析及仿真结果表明,制动缸伺服系统闭环输出一致有界,系统跟踪误差、滑模面及控制量动态抖振较小,收敛迅速;滑模面及扰动量观测误差收敛于0.制动缸伺服系统输出能够快速稳定跟踪输入指令,且对外部时变负载扰动具有较强鲁棒性.     

饱和约束中立稳定多智能体系统有限时间广义一致性研究

考虑系统有限时间稳定与执行器饱和的问题,针对具有输入饱和的中立稳定多智能体系统的有限时间广义一致问题,设计了二种分别适用于无领导者和领导-跟随情况下的分布式非光滑控制算法;该算法利用智能体间的局部通信,驱使智能体间达成有限时间广义一致;通过Lyapunov有限时间稳定理论、LaSalle不变集原理、不等式放缩及矩阵知识...     

输入饱和的线性脉冲系统的鲁棒指数稳定性

研究了输入饱和的线性脉冲系统的鲁棒指数稳定性.首先,对预先给定的状态反馈控制律,运用Lyapunov方法,给出了零解鲁棒指数稳定的充分条件以及零解吸引域的估计.然后,基于线性矩阵不等式,将状态反馈镇定的设计问题转化为凸优化问题.最后,通过两个数值例子验证了文章结果的有效性.     

具有饱和非线性约束的网络控制系统鲁棒H_∞优化控制

针对具有随机时延和数据包丢失的网络控制系统的稳定性问题,考虑到系统存在不确定性及外部输入干扰,将控制输入施加饱和非线性约束,建立具有一般性的系统模型.基于Lyapunov方法,给出具有饱和非线性约束的网络控制系统的鲁棒稳定的充分条件.在此基础上,获得使系统具有γ次优、最优鲁棒H∞控制的充分条件,得到最优H∞镇定输出反馈控制律.仿真表明:H∞镇定判据是可行的,有饱和约束的鲁棒H∞优化控制方法是有效的.     

具输入饱和因子的滞后广义系统的鲁棒镇定

利用Lyapunov方法研究了具输入饱和因子的滞后广义系统,给出了其镇定控制器的设计方法,并对具有不确定的滞后广义系统设计了控制,保证其闭环系统渐近稳定,给出了一个数值实例。     

一类广义系统的有限时间鲁棒耗散控制

针对一类双边模糊模型描述下的模糊广义系统,考虑了其具有参数不确定性和外部扰动时的有限时间稳定性问题,利用线性矩阵不等式(LMIs)技术,给出了该类模糊广义系统有限时间稳定的充分条件;设计了基于平行分布补偿(PDC)的有限时间鲁棒控制器,有效地将控制系统在给定的时间区域内限定在期望的状态空间椭球内,使系统在给定的有限时间区域内和零初始状态下可以达到相应的耗散性能.数值算例的仿真结果说明了所给方法的有效性.     

输入约束下的欧拉-伯努利梁的鲁棒自适应边界振动控制

为抑制系统的振动,该文针对边界扰动下的欧拉-伯努利梁系统,提出了输入约束下的鲁棒自适应边界振动控制器。建立了1个基于双曲正切函数以及Nussbaum函数的辅助系统来处理系统的输入约束问题。在此基础上,针对系统参数的不确定性,提出了系统参数的自适应方法以解决该问题。通过Lyapunov理论,证明了系统在所提出的饱和控制器以及自适应律下的稳定性。最后结合1个仿真实例来说明该文控制策略的优越性。     

基于扰动观测器的非线性切换系统有限时间跟踪控制

针对一类带有未知扰动的非线性切换系统,基于扰动观测器设计和有限时间鲁棒控制理论,研究抗干扰动态跟踪控制问题.首先,基于平均驻留时间(average dwell time,ADT)构造该系统所对应的切换信号,同时结合状态反馈信息和干扰估计信息设计一种PI型抗干扰复合控制器;其次,基于Lyapunov分析方法证明闭环系统的...     

低速摩擦伺服系统的近似有限时间稳定跟踪控制

针对系统状态不可测且存在不确定性的低速摩擦伺服系统,研究其有限时间稳定跟踪控制问题,提出一种具有动态主动补偿特性的非线性反馈控制方法,使低速摩擦伺服系统近似实现有限时间稳定跟踪。同时,为了解决跟踪系统部分状态未知及不确定性问题,设计了扩张状态观测器。仿真结果验证了该控制方法及扩张状态观测器的有效性。     

新型力反馈双向伺服系统干扰观测器PID控制算法的研究

针对目前力反馈双向伺服遥操作工程机器人控制系统所存在的反馈力冲击过大及主从位移控制的随动性较差等问题，提出了在新型力反馈伺服系统中加入干扰观测器来改善从动机构的动态特性差异，从而提高从动机构的鲁棒稳定性和抗干扰能力。仿真结果表明提出的方法是有效的。     

新型力反馈双向伺服系统干扰观测器PID控制算法的研究

针对目前力反馈双向伺服遥操作工程机器人控制系统所存在的反馈力冲击过大及主从位移控制的随动性 较差等问题,提出了在新型力反馈伺服系统中加入干扰观测器来改善从动机构的动态特性差异,从而提高从动机 构的鲁棒稳定性和抗干扰能力。仿真结果表明提出的方法是有效的。     

Robust Dissipative Control for Nonlinear System with Sector Input

Based on the quadratic supply rate, the problem of robust dissipative control for a class of uncertain nonlinear system with sector nonlinear input is discussed. The uncertainty is described by bounded norm. It is shown that the robust dissipative control problem can be resolved for all admissible uncertainty, if there exists a storage function such that Hamilton Jacobi inequality holds. When the uncertainties of the system satisfy the matching condition, and input function within the boundedness of the sector, the closed loop system will be stronger dissipativeness, and the controller which we obtained in the paper is more flexible, because it contains an adjustable parameter for some certain range.     

基于鲁棒观测器的船舶舵机伺服系统故障检测

针对船舶舵机伺服系统的非线性和运行时受未知时变干扰的问题,提出了基于非线性鲁棒观测器的故障检测方案,可以在干扰力信息未知的情况下,对系统进行有效的故障检测.在对系统建模后,给出了观测器的设计步骤和存在条件,并采用线性矩阵不等式来解决观测器的求解问题.搭建了基于NI-PXI设备的故障检测实验台,在线检测观测器的观测能力、鲁棒性以及对故障的检测能力,设计了自适应阈值进行故障决策解决系统瞬态误报警的问题.实验结果表明:所提的故障检测方案有效且可用于在线故障检测,优于现有的一些故障检测方案.     

基于模糊滑模控制器的PMSM伺服系统

针对交流永磁同步电机伺服系统,采用龙贝格观测器观测负载转矩,通过带修正函数的控制规则自调整模糊滑模控制器的设计,有效消弱了变结构控制固有的抖动特性.仿真结果表明,该方案不仅具有良好的动态性能,而且对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性.     

具有饱和输入的非线性组合系统的分散镇定

考虑了具有饱和输入的非线性组合系统的镇定问题.利用李雅普诺夫方法和矩阵范数性质研究了具有饱和输入的非线性组合系统区域分散控制问题.给出了该系统的区域的分散镇定控制器的设计.相似组合系统出现在电力系统等领域,考虑了一类具有饱和输入的非线性相似组合系统,利用相似结构的特点,给出了这种系统简洁的区域分散镇定的条件.     

电液位置伺服系统最少拍控制应用研究

阀控式电液位置伺服系统是液压伺服控制系统中应用较为广泛的一种，而传统的模拟控制存在着结构复杂、功率密度低和控制策略机械等弊端．针对上述弊端，并结合电液位置伺服控制系统惯性大，要求控制精度高等特点，本文在对其进行分析、简化、数学建模的基础上，直接运用最少拍控制理论对其进行了离散化设计，得到了最少拍数字控制器，并以阶跃输入作为典型输入信号进行了实验验证．结果表明，实现了对电液位置伺服系统的实时监控，并且简化了结构，提高了控制的可靠性和灵活性。     

基于模糊控制的交流伺服系统的设计

针对永磁同步电动机交流伺服系统,提出了模糊控制方案.在交流伺服系统的设计中,采用模糊控制器作为其位置调节器,采用电流快速跟踪控制方案设计电流调节器,对于速度调节器,按Ⅱ型系统设计,并选用PI型调节器,极大地提高了系统的性能.实验与仿真结果表明,基于模糊控制的交流伺服系统与常规PID控制的交流伺服系统相比,具有良好的动态、稳态性能以及较强的鲁棒性,从而证明了这种设计方法的合理性和优越性.     

基于xPC网络控制的倒立摆伺服系统

为实现倒立摆伺服系统的远程控制,设计了一种基于xPC网络控制的倒立摆伺服系统,建立了倒立摆伺服控制系统的数学模型,并利用xPC组件对该系统进行了运动控制试验.试验结果表明,该系统具有响应速度快、实时性强、易于操作等特点.