未知时变扰动下的车轮滑移率鲁棒非线性跟踪控制

针对自动驾驶电动汽车对车轮滑移率跟踪控制的需求,提出一种对未知时变扰动具有强鲁棒性的车轮滑移率非线性跟踪控制策略.首先,基于Burckhardt轮胎模型建立车轮滑移率跟踪控制模型;随后,基于车轮滑移率跟踪控制模型设计非线性干扰观测器,通过在线估计和补偿未知时变扰动来提高系统的鲁棒性,并基于有限时间和快速终端滑模理论设计车轮滑移率鲁棒非线性跟踪控制律;最后,基于车辆动力学仿真软件,验证车轮滑移率鲁棒非线性跟踪控制策略的可行性和有效性.结果表明,该策略对未知时变扰动具有较强的鲁棒性,并且能够快速、准确和稳定地跟踪任意期望的连续车轮滑移率,车轮滑移率跟踪残差控制在0.32%以内,满足自动驾驶电动汽车的需求.     

SVC与发电机励磁的非线性PID协调控制策略

针对电力系统的强非线性和不确定性,应用非线性控制理论,基于非线性跟踪微分器及PID校正思想,设计了一种用于静止无功补偿器(SVC)与发电机励磁的非线性PID协调控制策略.该控制策略具有不依赖于被控系统知识的特点,对系统工作点和网络结构的变化具有良好的鲁棒性,且结构简单,易于实现.利用Matlab/S-function 仿真表明,SVC与发电机励磁的非线性PID控制策略能有效地提高电力系统暂态稳定性.     

电液伺服系统的自适应模糊滑模控制

针对电液系统的非线性特性及其参数不确定性,设计一种自适应模糊滑模控制器。该控制策略基于带积分补偿的变结构控制器,并利用自适应模糊控制方法,把滑模控制器中的不确定项进行模糊逼近。将此控制策略应用到电液系统中,仿真结果显示此控制方法具有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能。     

无动力弹体的纵向弹道控制

建立无动力弹体的六自由度非线性数学模型，将飞行控制中经典的纵向轨迹控制策略与非线性优化控制技术有机地结合起来，分别设计了考虑和不考虑俯仰角反馈的不同控制方案，获得了2种较为实用有效的纵向轨迹控制结构。设计表明这种非线性优化设计具有较好的轨迹跟踪性能，对投放时机也具有较好的鲁棒性。     

一类多变量传感器故障容错PID控制器的设计与应用

针对一类多变量非线性系统的传感器故障,提出了一种新型的基于神经网络模型的故障容错PID控制方法.该方法应用加权移动平均残差技术对传感器故障进行检测,并利用神经网络建模技术在线重构故障传感器信号,重组PID控制器反馈回路,实现容错PID控制.通过在三水箱过程设立多种不同类型的传感器故障,进行仿真研究.仿真研究结果表明,所提出的故障检测与容错控制策略具有很强的鲁棒性和容错能力.     

同步电动机无源性控制方法

利用本质上是非线性反馈控制的无源性控制方法,与非线性状态观测相结合,实现负载转矩时变未知情形下磁链、转速的渐近跟踪,并可有效抑制由转子状态的不确定性引起的跟踪误差.该方法从能量角度分析电动机控制系统,确定不必抵消的"无功力",设计全局定义的控制律,具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好等特点.基于dSPACE的实验结果证明了该控制策略的有效性.     

Buck变换器的自适应终端滑模控制策略

针对Buck变换器的传统滑模控制方法存在滑模系数不易确定,以及系统的动态响应和鲁棒性难以同时提升的问题,提出了一种基于电感电流建立双闭环结构的自适应终端滑模控制策略。该算法基于电感电流建立滑模面切换函数,利用输出电压误差跟踪基准电感电流,通过对李雅普诺夫稳定性的求解确定跟踪系数,规避了常规滑模系数难以确定和基准电感电流不易测量的问题;在该滑模面切换函数上构建了非线性环节,实现了终端双闭环滑模控制方法;通过卡尔曼滤波增益理论对非线性环节的阶数自适应选择,同时提高了趋近速度和收敛速度,有效改善了滑模控制策略的动态特性和鲁棒性互相制约的问题。自适应终端双闭环滑模控制Buck变换器在启动环节能够获得最优的瞬态响应,并有效地抑制电压的过冲量,在负载突变情况下具有最小的电压跌落量和最快的调节时间,有效地解决了动态响应与鲁棒性互相制约的问题,同时提升了系统控制的动态响应和鲁棒性。自适应终端双闭环滑模控制策略物理实现相对简单,在Buck变换器以及其他DC-DC变换器的高精度控制领域具有一定的实用价值。     

一种基于神经网络的机器人轨迹跟踪控制方法

对电驱动刚性机器人操作手轨迹跟踪控制问题进行了系统研究.利用径向基函数(RBF)神经网络的逼近学习功能,提出了一类神经网络控制策略.并用非线性系统LYAPUNOV数学理论进行了稳定性分析.所提出的控制方案力求保证控制系统具有较强的稳定性和鲁棒性,得到了机器人操作手轨迹跟踪误差的渐近稳定性.在进行严格理论证明的同时,结合计算机数值仿真实验验证所提出的控制方法是可行和有效的.     

DCT离合器电液控制阀的非线性压力控制

为解决DCT(Dual Clutch Transmission)离合器电液控制阀的液压跟踪控制问题, 建立了面向控制器设计的非线性模型, 并应用backstepping控制方法设计了DCT离合器电液控制阀的非线性控制器。为验证控制器的有效性, 在AMESim中搭建了DCT离合器电液控制阀及离合器的仿真模型, 给定不同的参考液压, 进行AMESim-Simulink联合仿真, 并考虑液压油的弹性模量以及温度变化对DCT离合器电液控制阀输出液压的影响, 给出相同实验条件下在PI控制器作用下的仿真结果对比。仿真实验表明, 该非线性控制器能很好地实现DCT离合器电液控制阀输出液压的跟踪控制, 并对液压油的弹性模量以及温度变化具有鲁棒性,控制效果优于PI控制器。     

基于FCMAC干扰观测器的飞行器非线性控制

为解决反馈线性化(FL)方法的控制性能过于依赖精确系统模型的问题,提出了一种自适应的非线性控制策略,并应用于升力式飞行器的控制器设计.利用模糊小脑模型神经网络(FCMAC)良好的非线性逼近能力和自学习能力,设计了基于FCMAC的干扰观测器,对模型的不确定性和干扰进行在线估计.其网络权值更新规则采用李亚普诺夫方法设计,保证了闭环系统跟踪误差和干扰观测误差的有界.6自由度仿真结果显示该控制方案可实现姿态角对制导指令的稳定、快速跟踪,具有良好的鲁棒性.     

Robust Adaptive Neural Control of a Class of MIMO Nonlinear Systems

In this paper we present a robust adaptive control for a class of uncertain continuous time multiple input multiple output (MIMO) nonlinear systems. Multiple multi-layer neural networks are employed to approximate the uncertainty of the nonlinear functions, and robustifying control terms are used to compensate for approximation errors. All parameter adaptive laws and robustifying control terms are derived based on Lyapunov stability analysis so that, under appropriate assumptions, semi-global stability of the closed-loop system is guaranteed, and the tracking error asymptotically converges to zero. Simulations performed on a two-link robot manipulator illustrate the approach and its performance.     

多输入多输出非线性时变时延系统的自适应跟踪控制

针对多输入多输出非线性时变时延系统,提出了一种模糊自适应跟踪控制方案,该方案构建了基于模糊T-S模型的自适应时变时延模糊逻辑系统,用来逼近未知非线性时变时延函数,从而实现了对非线性系统的建模.根据跟踪误差给出了模糊逻辑系统的参数自适应律,设计了H..补偿器来抵消模糊逼近误差和外部扰动.基于Lyapunov稳定性理论,提出的控制方案保证了闭环系统的稳定性并获得了期望的H..跟踪性能,机械臂的仿真结果表明了该方案的有效性.     

导引头稳定平台离散时间预设性能控制

针对现有离散时间预设性能控制方法对滑模趋近律依赖度高、抖振缺陷明显的难题,通过创建一种摆脱了滑模控制的设计新框架,为拦截弹导引头稳定平台提出了一种离散时间预设性能控制新方法。首先,设计一种离散时间性能函数对跟踪误差的收敛轨迹进行包络约束;然后,定义一种离散时间转换误差并将其用于构造一种新颖的反馈函数;设计离散时间控制律对新开发的反馈函数而不是转换误差进行镇定,不仅保证了所有跟踪误差均具有期望的预设性能,还摆脱了控制算法对滑模趋近律的依赖性,从根本上解决了控制抖振难题;最后,通过数值对比仿真验证了所提方法的有效性与优势。     

X滤波自适应逆控制算法及在液压位置控制系统中的应用

针对非线性时变特性的液压位置伺服系统跟踪控制问题,基于自适应逆控制理论,提出X滤波液压位置自适应逆控制策略.对传统自适应滤波算法在X滤波结构下的不足,提出变换域变步长归一化最小方差算法.采用该算法对液压伺服位置系统进行了对象建模、在线逆建模及开环控制系统设计.仿真结果表明,X滤波液压位置自适应逆控制具有跟踪速度快、对参数摄动鲁棒性强等良好动态特性.     

方向未知的非仿射非线性系统的模糊滑模控制

为解决一类控制方向未知的非仿射非线性系统的控制问题, 提出一种新的自适应模糊滑模控制方法, 无需系统控制方向和不确定项的上界的先验知识。采用模糊逻辑系统直接逼近控制器中的未知部分, 在参数自适应律中引入Nussbaum函数处理控制方向未知问题。用一类光滑非线性饱和函数改进传统的积分滑模面, 能使控制器在保证传统积分滑模控制跟踪精度的同时获得更好的动态性能。利用李雅普诺夫方法证明了闭环系统的稳定性。数值仿真验证了算法的有效性。     

一类离散时间非线性网络控制系统的跟踪性能分析

研究了一类非线性离散时间网络控制系统的跟踪性能分析问题,其中,非线性系统用离散Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型近似。考虑到网络传播的随机性,数据包丢失建模为Bernoulli分布的序列。因此,跟踪控制系统转化为带有随机参数的模型。基于平行分布补偿性(PDC)技术和随机稳定性理论,对跟踪性能分析提出新准则,且保证在修正意义下,非线性系统输出跟踪线性系统输出。     

互联非线性时滞系统的分散式自适应跟踪控制

为了实现系统对目标轨迹的快速准确跟踪,针对一类互联非线性时滞系统,提出了一种分散式自适应跟踪控制策略。通过使用极限学习机来处理系统中的未知非线性函数,引入Lyapunov-Krasovskii函数来处理未知时滞,结合反演控制技术和动态面控制技术,实现分散式自适应跟踪控制;基于Lyapunov稳定性理论以证明所设计的控制策略可以保证闭环系统跟踪误差一致且最终有界稳定,并借助两级化学反应釜系统验证所提控制策略的有效性。结果表明,所提控制策略能够有效处理系统中的非线性项与系统时滞,实现对目标轨迹的快速准确跟踪。所提策略能克服未知非线性和未知时滞对系统的影响,可为处理复杂非线性时滞系统提供参考。     

一种新的改进型自适应控制方法及仿真

本文提出了一种新的基于超稳定性理论和仅仅利用控制对象的滤波输入和输出信号设计自适应控制的方法,并将这种方法应用于非线性液压控制系统.本方法可以不必测定对象输出量的各阶导数,采用比例+积分自适应律.研究了3阶系统跟踪2阶模型时的算法.仿真结果表明,利用本文提出的方法具有良好的跟踪性能.     

液压挖掘机自适应模糊滑模控制的研究与仿真

为了解决滑模控制中的抖振问题,设计了自适应模糊滑模变结构控制器.为了使滑模控制的等效控制不依赖于挖掘机工作装置的精确数学模型,引入自适应模糊控制连续逼近等效控制器,增强对不确定性控制系统的鲁棒性,并将其用于液压挖掘机工作装置的轨迹跟踪控制.控制规则包括等效控制、切换控制和调整控制三个部分.在Matlab7.4/Simulink环境下对自适应模糊滑模控制进行了挖掘轨迹的跟踪仿真,给出了跟踪性能及控制输入.