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。     

3-RRRT并联机器人解耦的反演自适应动态滑模控制

针对3-RRRT型搬运机器人提出一种解耦的反演自适应动态滑模控制方法,以提高控制精度和鲁棒稳定性。首先利用非线性补偿方法将系统解耦成线性系统,运用一阶动态滑模设计新的滑模面,然后利用基于李亚普诺夫函数的Backstepping控制设计方法和自适应控制技术,设计了全局渐近稳定的系统控制器,最后利用MATLAB进行了系统控制数值仿真,结果表明,对3-RRRT型并联机器人的这种强耦合的、具有不确定性的非线性系统,采用该解耦的反演自适应动态滑模控制方法,可以达到理想的控制精度,并能保障系统的鲁棒稳定性。     

串置翼垂直起降无人机过渡机动飞行控制

针对新型串置翼布局推力矢量无人机在垂直起降、过渡机动飞行过程中强非线性、强耦合及控制冗余的问题,采用动态逆控制方法设计全局控制系统,无需针对不同飞行模式切换控制策略。在此基础上,提出二级递进式控制分配策略,将序列二次规划、链式递增方法相结合,对航迹回路和姿态回路的控制量进行综合优化分配。同时,根据任务需求及飞行状态,基于离线数据库在线实时更新直接力控制分配目标函数权值。采用松弛约束策略,局部放宽非线性优化问题约束,增加优化求解速度。仿真结果表明该控制器能够有效跟踪高机动目标航迹。     

非线性系统的两种H∞控制方案

研究非线性系统的H∞控制问题。用T S模糊动态模型描述非线性系统,首先将全局模糊系统表示成不确定系统形式。采用鲁棒H∞控制策略,设计出使全局模糊系统渐近稳定的控制器。然后采用并行分配补偿法设计出使模糊系统全局渐近稳定的H∞控制器。两种方案都是将模糊控制与现代鲁棒控制相结合来解决非线性问题,避免了偏微分方程的求解和一些假定条件。一级倒立摆的仿真实验,验证了两种方案的控制效果。     

高机动导弹非线性自动驾驶仪动态面控制

提出了高机动非线性导弹自动驾驶仪的动态面控制器设计方法,该方法基于光滑二阶动态滑模,所设计的虚拟控制足够光滑,在利用反步法设计内环控制器时不需要进行积分滤波,克服了反步法所带来的项数膨胀问题.二阶动态滑模控制器能够对非匹配不确定性或未建模动态进行补偿,并且比传统滑模有更高的跟踪精度.在考虑了系统不确定性和外部干扰的情况下,仿真结果显示所设计的控制器有较强的鲁棒性和控制精度.     

基于模糊动态模型的Chua混沌系统控制

研究了Chua混沌系统的稳定控制问题。采用模糊动态模型逼近非线性混沌系统 ,将非线性混沌系统模糊化为局部线性模型。采用隶属函数最大法设计控制器 ,克服了并行分配补偿法求解公共正定矩阵P的困难 ,用Lyapunov稳定性理论设计出确保模糊动态模型全局渐近稳定的新型控制器。仿真实验验证了方案的有效性。模糊控制器简单 ,规则少。此方案也可应用于其它类型的混沌系统中 ,有实际应用价值     

混沌系统的一种模糊变结构控制器设计

研究了Chua混沌系统的稳定控制问题。采用模糊动态模型逼近非线性混沌系统，将非线性混沌系统模糊化为局部线性模型。用Lyapunov稳定性理论设计出，确保模糊动态模型全局渐近稳定的变结构控制器。仿真验证了方案的有效性，模糊控制器简单，规则少。     

基于非线性干扰观测器的拦截弹动态逆控制

针对直接力/气动力复合控制的临近空间拦截弹,提出了一种基于非线性干扰观测器(nonlinear disturbance observer, NDO)的动态逆复合跟踪控制器设计方法。首先设计NDO,对系统的不匹配干扰进行估计,并通过干扰估计值设计前馈补偿项来有效消除外部干扰对系统的影响。接着,设计基于NDO的动态逆复合控制律,获取期望控制力矩。然后,利用动态控制分配技术将期望控制力矩分配到气动舵和反作用喷流装置。最后,仿真结果表明,所设计复合控制器对过载指令具有较好的跟踪效果,适用于临近空间拦截弹复合控制。     

参数不确定的广义T-S模糊系统的鲁棒H∞控制

研究了参数不确定的广义T-S模糊系统鲁棒稳定、鲁棒镇定和鲁棒H∞控制问题;对所有容许的不确定参数,设计了状态反馈控制器,得到了使闭环系统渐近稳定并满足一定H∞性能指标的充分条件,用LMI方法表示了这些充分条件。这种表示克服了LMI工具箱的局限,从而可以一次完成系统渐近稳定的判定同时满足所要的性能指标。算例说明了这些条件的简易、有效性。     

一类不确定线性系统容错保成本控制器设计

考虑了具有参数不确定性的线性定常系统,研究了带有执行器故障和不确定性扰动的保成本容错控制问题。在考虑更一般、更实际的执行器故障模型的基础上,给出了系统鲁棒稳定及容错保成本控制器存在的充分条件。通过求解代数Ricatti方程完成动态反馈控制器的设计。仿真实例验证了所得结果的可行性。比较不考虑故障的控制器与考虑故障的容错控制器的控制效果,进一步说明了对系统进行容错控制的必要性。     

Controlling the probability density of quantum systems

A new method to design a quantum controller which directly controls the probability density function(PDF) of quantum systems is proposed.Based on the quantum model from the PDF perspective,two specific control algorithms are proposed with uniform and non-uniform fields,respectively.Then a detailed control algorithm with convergence analysis is given for the small error case.By appropriately estimating the selected Lyapunov function,more accurate control effect is achieved.The proposed scheme provides a constructive method to find appropriate parameters for controller design.     

基于控制分配的轮毂电机驱动电动车稳定性控制仿真研究

根据四轮轮毂电机驱动电动汽车驱动/制动力矩独立可控的特点,采用层次化结构的控制分配方法优化分配驱/制动扭矩来提高车辆的操纵稳定性.控制器由运动控制器和控制分配器组成,其中运动控制器根据车辆状态产生所需总的纵向力和横摆力矩,控制分配器优化分配各轮上的驱/制动扭矩,同时考虑了各种执行器的约束条件.仿真结果表明:采用层次化结构的控制分配方法能充分利用了垂直载荷较大的轮胎摩擦圆,提高车辆的操纵稳定性.     

A Family of Reliable H_∞ State-Feedback Controllers for Nonlinear Systems with Strictly Redundant Actuators: the Full Information Case

1　 IntroductionInherited from state space linear H∞ control theory,a number of nonlinear H∞ solutionshave been presented in terms of various formulations.The nonlinear H∞ control problemcan be stated as follows:find a compensator,either state feedback ormore general outputfeedback such that( 1 ) the internal state of the closed-loop system is stable and( 2 ) the L2 -gain of the mapping from the exogenous input disturbance to the controlled output liketracking error or cost variables is mi…     

LMI approach to reliable H∞ control of linear systems

The reliable design problem for linear systems is concerned with. A more practical model of actuator faults than outage is considered. An LMI approach of designing reliable controller is presented for the case of actuator faults that can be modeled by a scaling factor. The resulting control systems are reliable in that they provide guaranteed asymptotic stability and H∞ performance when some control component (actuator) faults occur. A numerical example is also given to illustrate the design procedure and their effectiveness. Furthermore, the optimal standard controller and the optimal reliable controller are compared to show the necessity of reliable control.     

LMI approach to reliable H∞ control of linear systems

The reliable design problem for linear systems is concerned with. A more practical model of actuator faults than outage is considered. An LMI approach of designing reliable controller is presented for the case of actuator faults that can be modeled by a scaling factor. The resulting control systems are reliable in that they provide guaranteed asymptotic stability and H_∞, performance when some control component (actuator) faults occur. A numerical example is also given to illustrate the design procedure and their effectiveness. Furthermore, the optimal standard controller and the optimal reliable controller are compared to show the necessity of reliable control     

两自由度冗余驱动并联机器人的研究

提出了一种冗余驱动的具有两个转动自由度的新型空间并联机器人，以提高系统的稳定性，满足某水下运动模拟装置的要求。在对系统进行动力学分析并考虑消除内力的基础上，针对液压驱动并联机器人平台参数不确定及外界干扰的特点，设计了两层滑模的变结构控制器，采用Lyapunov方法进行控制律的选取。仿真试验表明了变结构控制算法对于系统控制的有效性和鲁棒性。     

分流模型PID与鲁棒补偿的复合控制策略

提出了一种基于分流模型PID与鲁棒补偿的复合控制策略，这种控制器具有非线性滤波、增益自调整、鲁棒性好等优良特性。由于分流模型的输出是稳定、光滑且有界，可以构造一类具有输出光滑、有界并且增益自调整的PID控制器，其可设计一类安全控制系统．将分流模型PID与鲁棒补偿控制相结合，有效地解决了参数不确定情况下的一类非线性系统的鲁棒控制问题。通过倒立摆控制系统的仿真研究，验证了控制策略的有效性。     

不确定时滞系统的指数稳定保代价可靠控制

针对一类含有时变时滞的不确定参数系统,研究了在执行器发生故障情况下系统指数稳定保代价可靠控制器设计问题。系统的性能函数是含有指数项和故障输入项的积分二次型函数。经过适当的状态变换,将原系统的指数稳定保代价可靠控制问题转化为另一个等价系统的保代价可靠控制问题。根据Lyapunov稳定性理论,得到了系统存在指数稳定保代价可靠控制器应满足的一个矩阵不等式,进一步将这个矩阵不等式转化为线性矩阵不等式(LMI),并给出了系统的保代价表达式。利用论文方法设计的控制器能够使得时滞系统对于任意允许的不确定量以及执行器故障都保持鲁棒可靠指数稳定,并且使系统具有保代价的性能指标。仿真结果表明了该控制器设计方法的有效性。     

不确定时滞系统多目标约束下的满意容错控制

针对一类具有不确定参数、干扰输入和时滞特性的非线性系统,研究了当执行器发生故障时的满意容错控制问题。在更实际、更一般的执行器连续增益故障模型下,采用一种含有时滞记忆的状态反馈控制律,分析了鲁棒稳定性能与H∞指标的相容性,并在相容指标约束下,给出了鲁棒H∞满意容错控制器存在的充分条件和设计方法。仿真算例验证了该方法的有效性。     

精馏塔极小极大鲁棒非脆弱控制的研究

将极小极大控制器的设计应用于精馏塔模型。考虑系统和控制器同时含有不确定性,利用线性矩阵不等式(LMI)处理方法和Lyapunov稳定性理论,设计了鲁棒且非脆弱的极小极大控制器。考虑不确定性对系统破坏最大的情形,分别给出含有加性和乘性干扰增益的控制器存在条件。引入凸优化算法,求解使闭环系统渐近稳定且性能指标上界最小的最优控制器参数。仿真结果表明所设计的控制器具有良好的鲁棒性和非脆弱性。