非线性切换系统的输入输出对状态稳定

为观测和估计切换系统状态,该文提出了一类非线性切换系统一致输入输出对状态稳定的充分条件。在一定条件下将切换系统化为受扰动系统。利用受扰动系统一致输入输出对状态稳定的结论,证明了非线性切换系统一致输入输出对状态稳定,存在光滑的李亚普诺夫函数和存在状态模估计器三者之间的等价关系。讨论了切换系统一致输入输出对状态稳定与其它相关稳定性之间的关系。     

时变时滞T—S模糊系统的稳定性条件的改进

对时变时滞T-S模糊系统的稳定性分析的条件作了改进.主要利用时变时滞状态x(t-τ(t))和时滞的上界状态x(t-τ0)的信息来构造李亚普诺夫函数,并利用凸组合技术,即考虑τ(t)=τ0和τ(t)=0两种情况得到LMI的条件,给出了此类时滞T-S模糊系统稳定性的时滞相关判据,最后利用数值例子说明所提方法的有效性和低保性.     

具有不确定参数控制系统的鲁棒绝对稳定性

利用李亚普诺夫稳定性方法和线性矩阵不等式,通过构造适当的李亚普诺夫函数,对具有结构参数扰动和范数扰动的不确定参数滞后型Lurie控制系统进行了研究,得到了该系统鲁棒绝对稳定的时滞无关充分条件;利用同样的方法,得到了该系统鲁棒绝对稳定的时滞相关充分条件．研究结果表明：这些条件是在参数不确定且参数无范数界情况下,用对角矩阵和线性矩阵的正定性表示,具有直观性和便于计算机运算等特点,并可以很方便地运用Matlab工具箱求解．     

一类带马尔科夫参数的不确定性系统鲁棒控制器设计

针对一类连续的带有马尔科夫参数的不确定性系统,进行鲁棒稳定性分析,利用李亚普诺夫定理,以不确定系统的名义系统作为研究对象,得到其鲁棒稳定性条件,对鲁棒控制器进行设计,将确定因素与不确定因素进行分离,通过Lyapunov函数和线性矩阵不等式定理得到系统控制器的线性矩阵不等式形式,并依据该形式进行仿真,得到算例的控制器参数.     

不确定离散系统的保性能扰动抑制方法

基于等价输入干扰的思想,将离散系统的外界扰动及模型不确定性均视为系统的扰动,等价到系统的输入端,提出一种不确定离散系统的保性能扰动抑制方法.采用基于内模及状态反馈的结构进行扰动抑制设计,利用李亚普诺夫方法得到控制系统的稳定性条件.并引入保性能优化指标,对控制器增益进行优化设计.仿真结果显示,该方法能够获得良好的扰动抑制效果.     

多面体不确定时滞系统的鲁棒预测控制

针对一类具有时滞并且状态不可测的多面体不确定系统,提出鲁棒预测控制的方法.首先基于李亚普诺稳定性理论给出构造状态观测器的条件,其次使用多个李亚普诺夫函数对应多面体的各个不同顶点,通过减小二次性能指标的上界值来减少保守性.优化算法的可行性保证了系统的鲁棒稳定性.最后通过仿真验证了算法的有效性.     

不确定非线性系统的直接自适应变结构控制

针对同时存在参数及结构不确定性的一类非线性系统,研究其在未知扰动作用下的输出跟踪问题．基于李亚普诺夫稳定性理论提出了一种直接自适应滑模控制律,讨论了自适应律的收敛性．从理论上证明了闭环系统存在滑动模态,参数估计值收敛,系统信号保持有界．并给出仿真实例．     

Twyman－Green型电光双稳系统的非稳边界、混沌区窗口及输出振荡

通过线性稳定性分析和数值模拟计算，系统地确定了一个Ｔｗｙｍａｎ－Ｇｒｅｅｎ型延时反馈电光双稳系统输出振荡的非稳和混沌边界．采用李亚普诺夫指数分析的方法，找出了混沌区内的周期窗口，并讨论了周期窗口内的一些输出振荡特性．     

基于扰动观测器的旋转倒立摆滑模控制

该文针对旋转倒立摆中存在的匹配和不匹配不确定性扰动对系统的影响,提出了一种基于扰动观测器(DOB)的滑模控制(SMC)方法.通过设计一种基于扰动估计的滑模面,提出利用DOB的方法来抵消系统中的匹配与不匹配扰动,并利用李亚普诺夫稳定性定理证明所设计的控制器可以保证闭环系统的稳定性.借助MATLAB仿真软件和实验平台对系统...     

简单力学系统的稳定性

研究了简单力学系统的稳定性问题,利用李亚普诺夫方法证明了建立在欧氏空间上的简单力学系统的平衡点总是局部稳定的,同时利用李亚普诺夫方法和微分几何控制理论证明了建立在一般黎曼流形上的简单力学系统在满足某种条件下,平衡点是局部稳定的, 但不是渐近稳定的.     

电力系统稳定性方法探究

电力系统稳定性问题是电业生产当中所要遇到的首要问题,是指给定运行条件下的电力系统,在受到扰动后,重新回复到运行平衡状态的能力.系统中的多数变量可维持在一定的范围,使整个系统能稳定运行的问题.如果能够,则认为该系统在正常运行方式下是稳定的,反之,若系统不能回到原来的运行状态或者不能建立一个新的稳定运行状态,则说明系统的状态变量没有一个稳态值,而是随着时间不断增大或振荡,系统是不稳定的.本文主要探完了电力系统的稳定性问题,从电力系统的静态稳定分析跟暂态稳定分析加以研究,其中暂态稳定分析包含了数值解法跟直接解法两种方法.     

基于ADRC的并联三自由度船载稳定平台稳定控制律设计

针对存在动态不确定与未知时变外界扰动下的并联三自由度船载稳定平台稳定控制问题,采用自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)技术,构造扩张状态观测器,实时估计由船载稳定平台动态不确定、未知时变外界扰动以及平台各自由度运动状态变量间的耦合构成的总扰动;设计船载稳定平台PID反馈控制律,并将总扰动的估计前馈至控制输入端补偿船载稳定平台的总扰动,以实现平台的稳定控制.理论分析表明,设计的基于ADRC的船载稳定平台稳定控制律可使其上支撑面在惯性空间保持平稳,并保证船载稳定平台闭环控制系统中所有信号一致最终有界.仿真实验结果验证了设计的基于ADRC的船载稳定平台稳定控制律的有效性以及对未知时变外界扰动的鲁棒性.     

双机驱动振动系统同步运转稳定性的研究

为了研究双机驱动振动系统同步运转的稳定性问题,建立了振动系统的动力学模型,对系统进行了非线性动力学分析.通过对系统参数进行无量纲化处理,得到了振动系统的频率俘获方程和系统实现自同步运转稳定性的条件,计算出了自同步运转的稳定域.根据自同步运转稳定性的条件和稳定域对系统进行优化设计,调整了振动系统的参数.计算机仿真结果表明振动系统实现了速度同步和相位同步,达到了稳定的自同步状态,验证了自同步运转稳定性条件和稳定域的正确性,证实了优化设计的有效性.     

基于耦合对象控制需求解析及仿人修正的协调控制方法应用

提出了一种基于耦合对象控制需求解析及仿人修正的协调控制方法。采用状态函数计算多变量系统输出的实时状态,形成状态矩阵,针对每一种状态分析所有输入变量的调节需求并归类,对每一类需求设计仿人修正指令,叠加至线性控制系统中,改善了强耦合系统的协调性能,提升了控制系统的稳定性和抗扰能力。将所述控制方法在某630MW超临界组上开展了工程应用,实现了该机组协调系统在28.7%-100%负荷区间运行的全自动控制,湿态稳定运行、湿态变负荷、转态、干态稳定运行以及干态变负荷等过程的控制品质较行业标准指标提升了25%-75%,全工况下无需降参数运行,在保障机组宽负荷调峰运行经济性的前提下提高了自动化水平。     

基于Backstepping-L1自适应控制的旋翼飞行器容错控制

针对旋翼飞行器控制过程中存在侧风等外界干扰、飞机本身存在未建模动态等不确定性,提出了一种基于Backstepping-L1自适应控制的旋翼飞行器容错控制方法。首先,在不考虑不确定性的情况下,根据旋翼飞行器的动力学方程和运动学方程,利用Lyapunov函数方法设计了基于Backstepping控制的姿态控制律,实现了闭环系统的稳定控制,且响应快速精确。其次,考虑不确定性对系统的影响,在Backstepping控制器的基础上,通过引入自适应律和状态观测器,实现对不确定性的实时估计和系统状态的在线观测,进而设计出具有鲁棒性的L1自适应控制器,消除了不确定性的影响,实现了旋翼姿态的容错控制。再次,通过引入一个闭环稳定的自治参考系统,对所设计的L1控制器进行稳定性分析,分析表明:设计的状态观测器跟踪误差有界并收敛到0,能够准确实时地估计被控系统状态;自适应律可快速自适应于系统存在的干扰及未建模动态等不确定性;控制律可以保证系统在正常状态及存在不确定性的情况下实时跟踪引入的参考系统,且跟踪误差趋近于0,从而保证系统稳定。最后,通过MATLAB仿真对比验证了该方法的有效性。     

Attitude Control of Rigid Body with Inertia Uncertainty and Saturation Input

In this paper, the attitude control problem of rigid body is addressed with considering inertia uncertainty,bounded time-varying disturbances, angular velocity-free measurement, and unknown non-symmetric saturation input. Using a mathematical transformation, the effects of bounded time-varying disturbances, uncertain inertia,and saturation input are combined as total disturbances. A novel finite-time observer is designed to estimate the unknown angular velocity and the total disturbances. For attitude control, an observer-based sliding-mode control protocol is proposed to force the system state convergence to the desired sliding-mode surface; the finite-time stability is guaranteed via Lyapunov theory analysis. Finally, a numerical simulation is presented to illustrate the effective performance of the proposed sliding-mode control protocol.     

基于支持向量回归模型的间歇过程优化

针对间歇过程的优化问题,提出了一种基于支持向量回归模型的批次到批次的优化控制策略。通过对支持向量回归模型在当前控制轨迹处的线性化,构造了一种批次到批次的优化控制方法。在苯乙烯聚合反应器的仿真实验中,该方法能够在存在模型失配与过程扰动的情况下,逐批次地改善过程性能。     

基于神经网络逼近的磁浮列车动态悬浮控制

为了有效提高磁浮列车悬浮系统在负载扰动和轨道不平顺扰动下的动态特性,提出了一种基于Lyapunov稳定性分析的径向基神经网络逼近算法使悬浮间隙能够在有界范围内达到最优。首先,以悬浮负载为受控对象建立系统垂向动力学方程和电压控制方程,以此构造能够表征系统非线性的状态空间方程。其次,确定径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络基本结构,根据悬浮间隙误差约束条件和控制电流构造输入输出,并以此设计控制律保证所输出悬浮间隙能够在多种扰动的综合作用下持续稳定;再次,基于Lyapunov稳定性第二判据证明系统闭环稳定,能够在误差整定过程中使得间隙误差收敛于无穷小。最后,通过与目前应用较为广泛的比例-积分-微分(proportion-integral-derivative, PID)控制算法进行仿真对比,在非线性负载力和不平顺扰动下分析验证所提出控制算法的有效性。结果表明:所提控制算法比PID控制算法具有更好的鲁棒性。     

非线性系统神经网络输出稳定控制器的设计

针对一类非线性系统,以线性化后的布鲁诺标准型为新被控对象,提出一种基于李雅普诺夫定理的神经网络稳定控制器。该非线性控制器采用神经网络补偿的方式来抵消外界干扰的不利影响,减少系统达到平衡状态的时间。分析了系统的稳定性,并将该方法应用到单机无穷大电力系统中,仿真结果验证了该控制器在非线性系统稳定性控制中的有效性。     

ESP电子稳定系统工作原理

汽车电子稳定程序控制系统除了具有ABS和TCS的功能之外,更是一种智能的主动安全系统,它通过高度灵敏的传感器时刻监测车辆的行驶状态,并通过计算分析判定车辆行驶方向是否偏离驾驶员的操作意图,识别出危险情况,并提前裁决出可行的干预措施使车辆恢复到稳定行驶状态。