正定矩阵流形上的系统控制算法

非线性问题出现在多个领域，如何处理非线性问题是科学工作者们关注的热点.本文针对控制系统的结构和控制问题，利用正定矩阵流形上的几何结构，设计出一个以正定矩阵为输出的控制系统.为使得系统输出尽可能接近相应的指标，根据不同的度量结构设计出相应的自然梯度算法，实验结果验证了算法的有效性.      

多时滞非线性系统的H∞控制--线性矩阵不等式法

为得到关于非线性多时滞系统的更具一般性的结论，利用目前广泛使用的线性矩阵不等式方法研究了不确定有界的多时滞非线性系统的任意阶鲁棒H∞输出反馈控制器的设计问题，给出了该类问题有解的充分条件，同时设计了控制器．该方法的要旨在于只要相应的矩阵不等式存在正定解，就能够设计任意阶的H∞输出反馈控制器．典型算例说明了此类控制律的设计步骤，仿真结果表明该方法对干扰输入具有较强的抑制能力．     

T-S模糊系统的D-域性能约束鲁棒输出反馈控制

研究了一类具有输入及输出端扰动的T-S模糊系统在性能约束下的鲁棒控制问题.在D域内定义非线性系统性能指标的条件下,基于线性矩阵不等式技术提出了鲁棒输出反馈控制器存在的充分条件,保证闭环系统具有一定的稳态和动态性能.该方法利用投射引理分离耦合变量,通过引入附加矩阵增加自由度,降低结论的保守性.F-16歼击机纵向通道的控制仿真结果表明了方法的有效性.     

线性广义系统的输入-输出能量解耦

考虑线性广义系统的输入 输出能量解耦问题,即从输入 输出的能量关系上实现解耦,使得任何一个输入能量主要控制对应的一个输出的能量,对其他输出能量的影响尽可能小·利用线性矩阵不等式,给出线性广义系统能够输入 输出能量解耦的充分条件,使得闭环系统具有上述性能,同时也是容许(即正则,稳定,无脉冲)的,并且基于线性不等式的解提出了相应的控制器设计方法,最后利用结果提出线性广义系统输入 输出能量解耦的算法并给出一个数值算例·     

静态输出反馈多目标控制的求解方法

研究了连续多面体不确定系统的多目标静态输出反馈控制问题,此目标静态输出反馈控制问题由双线性矩阵不等式(BMI)给出.为了计算静态输出反馈增益,提出了一种基于差分进化算法(DEA)和线性矩阵不等式(LMI)方法的新型混合算法.新算法的基本思想是通过DEA得到控制器的样本,并将BMI问题转化为凸约束优化问题,进而采用LMI方法来最小化系统的性能指标.以多目标H2/H∞控制问题为例,给出了基于静态输出反馈的多目标控制求解的具体方法,并用数值仿真例子说明了该算法的有效性.     

基于矩阵摄动理论的微电网建模与优化控制

针对微电网系统稳定性和输出一致性问题,提出了一种优化控制方法.首先,建立了微电网系统小信号模型、系数矩阵和增量摄动矩阵,解决了系统特征值求解过程中的计算量大的问题.在此基础上,以稳定性、阻尼比和稳定裕度为性能指标建立了初次优化目标函数,矩阵摄动理论与人工鱼群算法相结合,对系统进行了初次优化控制.同时,为了保证微电网中各微源输出的频率和电压一致性,建立了再次优化目标函数,应用人工鱼群算法对系统进行了再次优化控制.最后通过仿真验证了所提控制策略的正确性与有效性.     

基于末端任务特征的操作机构型综合

依据锻造操作机的末端运动特征与输入和输出关联特性,将构型任务分为3组。建立机构运动输出特征矩阵,以有序单开链单元作为设计目标对主运动机构特征进行构型综合,然后基于系统整体特性与操作机极端服役环境对3组特征进行整合构造,最终得到众多操作机整机构型。分析了部分具有代表性的典型机构与新型机构的输入和输出关联特性与控制解耦性。结果表明,就控制解耦性而言,所综合出的部分新构型要优于传统构型。     

复正定矩阵的性质和分类

建立了作为广义正定矩阵的复正定矩阵的一些基本性质,总结并给出了实对称正定矩阵、Hermite正定矩阵、亚正定矩阵和复正定矩阵4类正定矩阵之间的相互关系.     

一类多输人多输出系统的容错控制设计

通过对多输入多输出(MIMO)多变量反馈控制系统在某环节发生故障或失效时的系统稳定性分析,得出系统稳定性与其回差矩阵有关.提出了针对一类开环传递函数矩阵对象为本质稳定及解耦后仍是本质稳定时系统的冗余设计方法.通过控制律的重构,能有效解决环节发生故障或失效时系统稳定性的问题,达到对复杂控制系统实现容错控制的目的.仿真结果表明该冗余设计方法是可行的.     

某电厂12.5万千瓦机炉协调控制系统参数整定计算方法——双输入双输出系统的整定计算方法

锅炉——汽轮机协调控制系统是一个多参数输入和多参数输出的复杂系统,经典控制理论在解决这方面问题中遇到较多困难。本文以现代线性控制理论为基础,用对象的传递矩阵和动态补尝矩阵组成一个新的增广矩阵,以状态空间方程式描述,应用雅普诺夫稳定性原理将控制系统的参数整定计算问题,归结为一个在等式约束条件下,求取目标函数极小的非线性规划问题。     

网络控制系统中迭代学习控制算法的鲁棒收敛性分析

针对网络控制系统中受输入扰动和初态干扰的非线性系统,提出了一种迭代学习控制算法,讨论了输出数据丢失情况下系统输出对期望轨迹的跟踪问题。采用一个概率已知的随机贝努利序列来描述网络控制系统中的数据丢失现象,即如果输出数据没有丢失,则利用跟踪误差来修正上一次迭代学习时的控制量,从而获得系统当前控制量;如果存在输出数据丢失现象,则系统当前控制量保持上一次迭代时的控制量不变。给出了保证算法收敛的充分条件。从理论上证明了系统满足给定的收敛条件时,在数据丢失网络环境下具有输入扰动、初态扰动的被控系统随迭代学习次数的增加,系统输出除初始点以外都能够收敛于期望轨迹。通过仿真算例进一步验证了所提方法的有效性。     

线性切换系统二次稳定性分析与设计

基于区间矩阵的等价表示方法,把线性切换系统转化为区间系统,利用矩阵不等式得到了在任意的切换策略下线性切换系统二次稳定性的充分条件,给出了控制器的实现算法.这个条件等价于共同二次正定Lyapunov函数判定条件,但共同二次正定Lyapunov函数判定条件需要求解若干个矩阵不等式,当子系统较多时计算量是相当大的,而这个条件只需找到一个Riccati不等式的的正定解就可以判定该系统的二次稳定性,大大降低计算工作量.用数值例子对所得结果加以验证,说明了文中结果的正确性.     

网络控制系统的输出反馈控制

将网络控制系统描述为具有输入延迟和测量输出延迟系统,给出了系统渐近稳定的定义.提出了零输入系统渐近稳定存在的充分条件,并基于一个李雅普诺夫泛函,提出了输出反馈镇定控制器存在的充分条件,通过输出反馈控制使闭环系统达到二次稳定.采用锥面互补方法,将不具有严格线性矩阵不等式(LMI)条件的非凸可行解问题转化为具有严格LMI条件的非线性最小化问题,得到了求解输出反馈控制器增益参数的静态输出反馈镇定(SOFS)算法.通过一个仿真实例,验证了该算法的有效性.     

受约束动态矩阵控制算法的仿真研究

针对有约束动态矩阵控制问题,以输出预测值与未来参考轨迹序列误差的绝对值之和作为性能指标,对输入受限的动态矩阵控制算法进行了仿真研究。仿真实例验证了该算法有效。     

多通道并联无线岸电系统扰动抑制技术研究

输入输出均并联型多通道无线岸电系统可通过模块化叠加实现舰船岸电大功率传输，解决单通道功率受限问题. 但在模块生产、安装及运行过程中难免产生参数差异和扰动，进而将引起岸电输出电压不稳定，影响无线岸电系统可靠运行. 为此，首先给出多通道并联无线岸电系统电路拓扑，建立了以逆变器移相角为输入、目标负载功率为输出的多通道并联无线岸电系统模型，采用能量?相角的方法降低系统阶数，建立系统小信号模型，基于Trapezoidal阶梯双线性逼近法设计了系统控制器，分别研究通道耦合器参数差异、系统直流输入电压扰动、负载扰动三种工况，通过Matlab仿真和实验验证了参数差异及参数扰动下控制器效果，结果表明控制器在三种扰动工况下均有较好的控制效果，保证了多通道岸电系统的稳定运行，该技术对大功率无线岸电系统的设计与应用提供了技术支撑.      

四象限AC-DC矩阵变换器的建模与仿真

对采用高频隔离结构的AC—DC矩阵变换器进行分析，通过空间矢量调制技术合成交-交及交-直变换开关函数，在此基础上，借助Madab软件搭建控制系统模型．仿真结果体现出良好的系统输入输出性能，并实现了拖动阻感负载的四象限输出，为AC—DC矩阵变换器在直流可逆调速系统的进一步研究提供基础．     

组网雷达自适应数据融合跟踪算法

针对高速、机动目标的实时、精确跟踪问题,提出一种能在线调整组网雷达中各雷达权值的自适应数据融合算法。按照一定的规则寻找最佳的权系数,使融合后目标的状态估计值最优;把输入信号用作自适应滤波器的量测信号,利用新息相关的自适应滤波算法对状态方程及量测方程中误差的变化调节增益矩阵的大小,同时根据自适应滤波的状态偏差输出信号与当前的量测数据,运用模糊推理规则对组网雷达系统中各雷达的权值进行在线调节;系统输出结果即为自适应数据融合下目标的最优状态估计值。仿真结果验证了该算法在跟踪精度和收敛速度上的优越性,实现了组网雷达系统对目标的自适应跟踪。     

一种基于CARMA模型的直接预测控制算法

预测控制一般都建立在输出预测模型基础上，以一个最优化性能指标来求解未来的控制量，使得求解过程变得复杂。介绍一种基于CARMA模型的直接预测控制算法，并对其控制量进行了反馈校正和滚动优化，从而使得求解过程变得简便、快捷。     

压电智能梁的状态相关LQR振动控制

为改善采用压电材料的智能梁的振动控制,提出了一个状态相关LQR（Linear Quadratic Regulator）控制方法,在离散时刻上依据状态选取主控模态,调整目标函数并更新增益矩阵,从而使主控模态具有较大的阻尼,数值计算了一悬臂梁和简支梁在不同初始条件下的响应,结果表明,该方法能够有效改善控制效果。