动态神经网络的非线性系统鲁棒辨识和状态观测

针对多变量仿射非线性系统辨识和状态估计问题。采用动态神经网络作为辨识器和观测器,从而将系统辨识和状态观测设计过程合二为一,给出了辨识和状态估计的系统设计方法及具体设计步骤。在考虑建模误差项影响的情况下,采用基于Lyapunov理论的权调节律确保权值估计误差和状态观测误差的一致最终有界。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

面向控制的系统辨识研究进展

面向控制的系统辨识,是以控制器设计为目的而建立系统数学模型的过程。近些年来,这一领域的研究越来越受到重视。本文首先对这一问题进行了分析。从辨识模型误差、模型不确定集合辨识、模型不确定结构、优化辨识实验设计4个方面分析了该领域研究的主要内容,对每个具体研究内容进行了较为全面的综述。最后,详细讨论了这一领域中存在的问题及发展趋势。     

基于模糊辨识的混合鲁棒自适应控制

针对一类多输入多输出不确定非线性系统,提出一种基于模糊辨识的混合鲁棒自适应控制方法。该方法探讨了自适应模糊控制器的参数自适应律由跟踪误差和逼近误差共同进行调节,并从理论分析和仿真角度证明了该方法比参数自适应律仅用跟踪误差进行调节的控制器具有更好的跟踪效果,该方法加快了系统跟踪误差的收敛速度。将该算法用于两连杆机械手轨迹跟踪,仿真结果表明该算法具有跟踪精度高,收敛速度快的优点。     

带有色观测噪声的系统状态参数鲁棒估计

针对非平稳观测系统的噪声,考虑了白噪、色噪声和尖点噪声同时存在的情况,通过变形转化,将系统噪声表示成白噪的形式,首次给出了统一的观测方程.转化后的观测方程在色噪声ARMA辨识基础上,可以直接用于传统的卡尔曼滤波算法,避免了扩维滤波.于是状态参数的稳健估计归结为ARMA参数的辨识问题.通过鲁棒支持向量回归机辨识ARMA参数,根据噪声特性选择合适的损失函数自由参数,从而实现了ARMA参数的鲁棒辨识.     

基于频域辨识模型的柔性板鲁棒振动主动控制

大型空间柔性结构是无穷维的分布式参数系统，理论上具有无穷多个振动模态。以柔性板为例，通过频域辨识的方法，得到了其振动系统的降阶模型，然后利用鲁棒H∞控制方法设计了反馈控制器。仿真实验结果表明，该方法能够有效地抑制柔性板的振动并且提高闭环系统的鲁棒性。     

参数不确定系统鲁棒镇定控制器设计的鲁棒可靠性方法

用区间变量描述系统参数的不确定性,从可靠性角度研究不确定系统的稳定鲁棒性设计问题。基于二次稳定性准则,提出了参数不确定系统鲁棒镇定控制器设计的鲁棒可靠性新方法。依据该法设计的控制系统可满足稳定性意义上的鲁棒可靠性要求,并给出保证系统稳定性所要求的基本参数的最大鲁棒界限。所给公式完全基于线性矩阵不等式(LMI)方法,求解方便。适用于不确定参数的摄动范围准确已知和未知等情况。对实际算例的设计和模拟结果与现有结果的比较研究表明了在传统的控制器设计中,保守性的增加并不意味着可靠性的增加。从而也说明了所提方法是实用、有效和可行的。     

不确定广义离散系统的鲁棒H-infinity控制

研究E矩阵,确定其它系数矩阵都存在满足范数有界条件的参数不确定性广义离散线性系统的鲁棒H∞控制问题。利用线性矩阵不等式方法,导出广义离散线性系统正则、因果、稳定且传递函数满足给定的范数界的等价条件。在此基础上,可以将广义不确定离散线性系统的状态反馈鲁棒H∞控制问题和输出反馈鲁棒H∞控制问题,分别转化为辅助广义确定性离散线性系统的状态反馈H∞控制问题和输出反馈H∞控制问题。     

区间系统鲁棒绝对稳定性分析

针对区间型Lurie间接控制系统和直接控制系统,提出了鲁棒绝对稳定性分析的新方法。该方法通过引入区间矩阵的一种新的描述方法,利用李亚普诺夫(Lyapunov)稳定性理论分别给出了间接控制系统和直接控制系统的鲁棒绝对稳定性的新的判别方法。所得判据以线性矩阵不等式的形式进行描述,保守性小,计算方便。分别就间接控制系统和直接控制系统,给出了算例以说明方法的有效性。     

非线性系统的鲁棒容错控制

对非线性鲁棒容错控制的研究现状进行了综述。首先介绍了一些与非线性鲁棒容错控制密切相关的研究方向,包括非线性系统理论、鲁棒控制、自适应控制等。然后分被动式和主动式介绍了非线性系统鲁棒容错控制的研究现状;被动容错控制方面,主要介绍了可靠控制方法;主动容错控制通常需要解决三个问题:诊断、控制以及二者的综合,本文按照这个划分对主动式的研究现状进行了总结。最后,探讨了该领域的一些热点和难点问题。     

随机不确定系统鲁棒H∞滤波器的设计

研究了一类随机不确定系统的鲁棒H∞滤波问题,该系统模型状态及输出矩阵中均具有参数不确定性且满足范数有界条件.对于所有的不确定性,通过辅助系统讨论了随机稳定条件并设计了一个稳定的滤波器使滤波误差满足指定的H∞性能,并且得到了滤波器存在的充分且必要条件.同时给出了设计滤波器的LMI方法,通过求解LMI可以方便的得到滤波器的表达形式.最后,仿真算例说明了所设计方法的有效性和可行性.     

液压伺服驱动位置控制系统的鲁棒性能设计

针对液压伺服动连铸结晶器位置环控制对象，实测了其对数幅频特性，产拟合得到控制对象的较准确的数学模型，考虑伺服系统的干扰来自被控制对象输入端，而且系统存在高频未建模动态和参数时变性，不确定性，文章采用μ综合的方法，设计了其降阶鲁棒控制器，仿真 结果表明，所设计的控制器使闭环系统对输入端的干扰有强的抑制能力，系统也很好地跟踪了10Hz的正弦输入信号、达到了期望性能。     

一类非线性大系统的鲁棒反馈镇定控制器设计

通过对微分方程解的结构研究，运用比较原理和M－矩阵性质，建立了非线性关联子系统矩阵特征值与系统稳定性之间的关系，将一类复杂非线性系统的镇定问题转换成经典的特征值配置问题，文章仅需假定系统的非线性（可能含不确定性）成分具范数界，不必要求其范数满足匹配条件，所给出的方法为实际控制系统的工程设计提供了一套较完整的符合性能要求的镇定控制器算法。     

不确定非线性系统的H∞鲁棒自适应控制

针对带有不确定性和外界扰动的非线性系统,讨论了鲁棒自适应干扰衰减控制器的设计方法。分别在系统是指数无源(当ω≡0,Δg≡0,u≡0时)和满足一定条件下,根据系统不确定性所满足的条件,提出了两种基于Lyapunov稳定性理论的非线性鲁棒控制器的设计方法,所获得的控制器使闭环系统满足H∞鲁棒扰动衰减性能准则。同时这种设计方法避免了Hamilton Jacobi不等式的求解问题,简化了控制器的求解过程,使所获得的控制器结构简单。     

陈氏混沌系统的脉冲鲁棒同步

针对存在扰动的两个陈氏混沌系统同步问题,提出应用脉冲控制的方法来实现鲁棒同步。使具有不确定扰动的陈氏混沌同步误差系统渐近镇定到平衡点,并且获得其充分条件。最后,通过数值实验来证明所提出脉冲控制方法对陈氏混沌系统鲁棒同步是有效的。     

线性状态多时滞系统鲁棒故障诊断滤波器设计

研究一类具有外部扰动的不确定线性时滞系统的鲁棒故障诊断滤波器设计问题。通过引入一种广义坐标变换,使得线性连续状态多时滞系统变为输出灌入(outputinjection)系统;据此,引入一种体现残差对故障信号具有灵敏性同时对不确定性扰动具有鲁棒性的性能指标,应用H∞最优控制理论,借助线性矩阵不等式(LMI)技术设计系统的状态全维鲁棒故障诊断滤波器,并给出该滤波器问题解的存在条件和求解算法。最后给出一个仿真算例,仿真结果表明了该算法的有效性和可行性。     

不确定多时滞系统的鲁棒H∞观测器设计

研究一类不确定性的多时滞系统基于观测器的鲁棒H∞控制问题.系统的不确定性参数是时变的,但其结构已知.通过构造观测器,并利用观测器状态进行反馈控制,使系统不仅鲁棒镇定,且具有一定的H∞性能.鲁棒H∞控制器的设计可通过求解两个线性矩阵不等式得到.     

一种简单的模糊鲁棒二次稳定控制器设计

研究非线性系统的稳定控制问题，采用模糊动态模型方法，并将全局模糊系统模型表示成不确定系统形式。在满足匹配条件下，采用一种简单的鲁棒二次稳定控制器设计方法，设计出便模糊系统全局渐近稳定的控制器。避免了并行分配补偿法中求解公共矩阵P的困难。一级倒立摆的模糊控制器设计实例，证明了方案的简洁有效。     

不确定广义系统的鲁棒稳定性

利用广义李雅普诺夫函数方法研究具有不确定结构的广义系统的稳定性，给出若干稳定界的判别条件，所举例子说明了文中定理的可行性。     

不确定离散时滞系统的鲁棒滤波与仿真

研究了一类不确定离散时滞系统的鲁棒滤波问题,其中不确定性存在于系统的状态矩阵和输入矩阵当中,且满足范数有界条件.对于所有容许的参数不确定性,构造一个线性滤波器,使得滤波误差系统渐近稳定且满足一定的性能指标.给出了滤波器存在的充分条件,并通过矩阵变换得到了设计滤波器的LMI方法.为了使得滤波器具有良好的稳态性能,本文考虑了LMI的优化问题.通过求解一组LMI,可以得到最优滤波器.最后,仿真结果很好地说明了本文方法的有效性.     

基于递推设计的鲁棒自适应摩擦补偿

针对机械运动控制系统中的非线性摩擦、惯量及外部扰动等不确定性,应用分段递推法设计了一种新型鲁棒自适应跟踪控制器。运用Lyapunov稳定理论证明这种控制器具有指数稳定的特点,且跟踪误差可以自由调整。仿真和实验结果表明,这种控制器具有良好的跟踪精度,其性能优于常规的PD控制。