基于复合干扰观测器的CMG框架系统高精度转速控制北大核心CSCD

为使控制力矩陀螺(CMG)输出高精度力矩,框架转速必须具有足够高的控制精度.然而,在CMG框架伺服系统中,存在转子动不平衡力矩,齿槽力矩,电流脉动,非线性摩擦等多种干扰,严重影响了框架控制性能.为抑制各种干扰对框架控制性能的影响,文章设计了一种基于复合干扰观测器的非线性鲁棒控制器.首先,将系统中存在的干扰模化为频率已知的周期性干扰和变化率有界的慢变干扰,建立了三阶干扰动态模型,设计了复合干扰观测器,从而实现了对复杂干扰的准确估计.在此基础上,采用backstepping方法设计了框架转速非线性鲁棒控制器,实现系统的反馈控制.针对某CMG框架系统的转速控制仿真表明,该方法是可行的.     

一类具有饱和因子的奇异时滞系统的鲁棒保性能控制

研究了具有饱和因子的非线性奇异时滞系统的鲁棒保性能控制问题.目的是设计一个鲁棒控制器和保成本控制器,通过线性矩阵不等式方法(LMI)得出了鲁棒控制器和保性能控制器存在的充分条件.当这些LMI方法是可解时,分别给出了鲁棒控制器和保性能控制器的解析表达式.     

基于RBF神经网络的鲁棒因子滑模变结构多自由度机械臂精确跟踪控制研究

针对具有时变干扰的不确定多自由度机械臂,文章设计了基于RBF神经网络的含有鲁棒因子的滑模变结构高精度跟踪控制方法.针对时变干扰,设计鲁棒因子,将其嵌入滑模变结构控制器,克服了时变干扰对系统跟踪性能的影响.将RBF神经网络控制算法结合鲁棒因子滑模变结构控制,估计多自由度机械手臂系统的不确定因素.采用Lyapunov函数方法,证明了系统的稳定性.对比分析了计算力矩法滑模变结构控制方法,仿真结果证明,基于RBF神经网络的鲁棒因子滑模控制,针对具有时变干扰的含有不确定因素的多自由度机械手臂系统,具有较为精确的跟踪性能.     

多工作点加速度计组合件高精度鲁棒温度控制

将存在多个工作环境的加速度计组合件温度控制受控对象描述为存在有界时变参数摄动和有界干扰的非线性时变不确定系统,提出了一种基于信号补偿的鲁棒温度控制方法,该方法设计的控制器由标称控制器和鲁棒补偿器组成.证明了闭环系统的鲁棒控制特性,实验结果显示所设计的控制系统能够在多个工作环境下实现高精度的鲁棒温度控制.     

基于扩张状态观测器的轮式移动机器人抗饱和自适应滑模轨迹跟踪控制

针对带有输入饱和约束的轮式移动机器人鲁棒轨迹跟踪问题,文章提出一种抗饱和自适应滑模控制方法.考虑到系统参数摄动和外部扰动等不确定因素对系统控制性能的影响,首先设计非线性扩张状态观测器来估计系统不确定因素,并基于估计值设计抗饱和自适应滑模控制器,消除系统的参数摄动、外部扰动和输入饱和约束对系统控制性能的影响.仿真对比结果验证了文章所提控制方法的优越性和有效性.     

具有多干扰的非线性时变时滞关联系统的复合分层抗干扰控制

针对一类带有多干扰的非线性时变时滞关联系统,考虑了复合抗干扰控制器设计问题.复合抗干扰控制器的设计主要结合了基于干扰观测器的控制方法(Disturbance observer based control,DOBC)和H_∞控制方法.系统受到的干扰可以分为两类:第一类干扰由外部系统描述,并且与控制输入在同一通道;第二类干扰假定满足有界H_2范数.设计干扰观测器估计第一类干扰,并利用干扰估计值进行前馈补偿;利用H_∞控制方法对第二类干扰进行衰减.利用Lyapunov函数理论分析了闭环系统的稳定性,并以线性矩阵不等式的形式给出了可解的时滞依赖条件.最后,利用数值仿真验证了所提方法的有效性.     

飞艇姿态跟踪系统的研究

研究了具有参数不确定和外部干扰的飞艇姿态跟踪控制问题．飞艇姿态运动的数学模型为一个多输入/多输出不确定非线性系统,根据该系统的特点,采用了一个基于不确定项上界的鲁棒输出跟踪控制器设计方法,应用输入/输出反馈线性化法和李雅普诺夫方法,设计了飞艇姿态鲁棒控制律,它可确保系统输出按指数规律跟踪期望输出．该控制器设计简单,易于实现．仿真结果表明:即使系统存在不确定性和外界干扰,仍可在闭环系统中实现精确的姿态控制．     

基于输出反馈的一类大型互联非线性系统的鲁棒全局指数稳定

研究基于输出反馈的一类新的大型互联非线性不确定系统的鲁棒全局指数稳定问题,通过构造每个子系统收敛的状态观测器,并对观测器的状态作线性变换,得到鲁棒分散输出反馈控制器.当该反馈控制律作用于该系统时,闭环系统是全局指数稳定的.     

一类不确定非线性系统的鲁棒H_∞控制

对于一类具有模型误差和外部干扰的非线性系统,研究了其鲁棒H_∞控制问题.利用Hamilton-Jaccobi不等式的方法给出了一个系统满足鲁棒H_∞性能的新的判定准则,基于该准则设计了一个使闭环系统满足鲁棒H_∞性能的控制律.并且证明了对于线性系统,此结果与经典的结果完全一致.最后,通过仿真验证了所得结果的有效性.     

Delta算子框架下混沌系统的自适应滑模控制北大核心CSCD

针对DoS攻击和网络故障下的非线性耦合混沌系统,提出了一种Delta算子框架下自适应滑模控制方法.首先,对连续时间和离散时间的非线性耦合混沌系统,依据Delta算子理论,建立Delta算子框架下的统一模型.其次,对提出的Delta算子框架下的非线性混沌系统设计线性滑模面,并利用线性矩阵不等式方法给出滑模面存在的充分条件.再次,对上述系统提出自适应滑模控制器的设计方法,使之能够快速到达滑模面,实现在DoS攻击和网络故障下的非线性耦合混沌系统的鲁棒镇定.最后,仿真算例结果表明在所设计的自适应滑模控制器下,非线性耦合混沌系统状态稳定,并渐近趋向于零,说明了所提方法的可行性和有效性.     

基于输出反馈的一类大型互联非线性系统的鲁棒全局实际镇定

本文研究基于输出反馈的一类大型互联非线性不确定系统的鲁棒全局实际镇定问题,该系统的非线性互联项满足小于一次的增长性条件,通过构造每个子系统收敛的状态观测器,并对观测器的状态作线性变换,得到鲁棒分散输出反馈控制器.当输出反馈控制律作用于该系统时,闭环系统是全局实际稳定的.     

含非线性项的不确定离散时滞系统鲁棒稳定性分析

针对一类同时存在非线性项和不确定项的离散时滞系统,研究了系统的鲁棒稳定性问题.通过构造Lyapunov函数并利用Schur补引理以线性矩阵不等式(LMI)形式给出了系统鲁棒稳定的充分条件;利用离散时滞系统鲁棒稳定性的充分条件,采用LMI技术,设计出基于LMI的状态反馈鲁棒控制器;理论证明该方法设计的控制器保证闭环系统鲁棒渐近稳定.     

非线性时滞系统的L2增益鲁棒控制器设计方法

讨论了一类非线性时滞系统的鲁棒H∞控制问题.基于Lyapunov函数的递推设计方法构造了H∞控制器,使得在L2增益意义下从干扰输入到控制输出的影响任意小.通过巧妙的选取Lyapunov函数解决了时滞问题,实现了递推设计的推广.数值例子和仿真证明了结论的正确性.     

多干扰切换系统的抗干扰容错控制（英文）

针对带有多干扰和执行器故障切换系统,文章提出了一种复合抗干扰容错控制器.干扰分为两大类:一类假定为范数有界干扰;另一类可看作带有参数摄动的外部系统描述的干扰.首先,设计了复合观测器同时估计由外部系统描述的外部干扰和执行器故障.其次,基于干扰观测器控制方法,故障调节以及L_2-L_∞控制,给出了具有干扰抑制和干扰衰减性能的复合抗干扰容错控制器.借助于平均驻留时间方法和Lyapunov函数方法,分析了闭环系统的稳定性.最后,通过数值例子证明了所提方法的有效性.     

输入受限非线性系统的鲁棒广义逐点最小范数控制

面向具有输入约束的非线性不确定系统,根据输入输出有限增益$L_2$稳定的概念,提出了一种新的鲁棒控制Lyapunov函数.根据此概念,在前期研究的广义逐点最小范数控制的基础上,提出了一种对参数不确定性及外部干扰均具有抑制作用的鲁棒广义逐点最小范数控制器设计方法,并研究了其解析形式的求解方法.通过引入``引导函数",新的算法能够在保证鲁棒稳定性的同时更加灵活的考虑各种控制性能指标.最后,通过将新方法与状态相关Riccati方程非线性控制方法相结合验证该方法可用于提高原有控制器的闭环性能,并通过仿真实验验证了方法的可行性及有效性.     

基于自抗扰控制器的CNC雕刻机控制系统轮廓误差控制

针对CNC雕刻机控制系统因时变时延影响轮廓跟踪精度的问题,设计了基于自抗扰控制的单轴轨迹跟踪控制器和基于非线性PID(NLPID)的轮廓误差补偿控制器.首先,针对单轴轨迹跟踪控制,将时变时延引起的不确定性处理成系统总干扰的一部分,设计扩张状态观测器(ESO),对系统内外总干扰和系统状态进行实时估计,并设计误差补偿控制律,实现系统干扰的估计和补偿,得到良好的单轴轨迹跟踪控制性能.然后,根据轮廓误差估计值,设计基于NLPID的轮廓误差补偿控制器,对系统轮廓误差实时补偿,实现了良好的轮廓跟踪控制性能.最后,通过实验验证了所提方法的有效性.     

不确定非线性系统的鲁棒适应H_∞几乎干扰解耦问题

本文研究了带有不确定参数的非线性系统的鲁棒适应 H∞ 控制的几乎干扰解耦问题 .运用改进的加幂积分器技巧与递归设计方法 ,构造性地设计了一种光滑鲁棒动态反馈控制律 ,在保证闭环系统内稳定的基础上 ,使系统达到干扰衰减 .     

一类不确定性拟单边Lipschitz非线性系统观测器设计

本文研究了一类不确定性拟单边Lipschitz非线性系统观测器设计问题.利用拟单边Lipschitz条件代替通常的Lipschitz条件,得到了这类不确定性非线性系统观测器设计的线性矩阵小等式判据.结果推广了该类系统鲁棒H∞观测器问题.文末,给出了几个仿真算例以验证所给方法的正确性.     

一类非线性模糊脉冲系统的鲁棒H∞控制

针对一类非线性模糊不确定脉冲系统,提出了一种鲁棒H∞控制器设计的方案,采用并行分布补偿(PDC)的基本思想设计状态反馈控制器,利用Lyapunov方法,给出了闭环系统全局指数稳定且具有H∞性能的充分条件,基于LMI方法,将鲁棒H∞控制器的设计问题转化为线性矩阵不等式问题(LMIP).     

具有输入时滞的汽车主动悬架系统的鲁棒指数镇定

针对具有输入时滞及控制量和输出约束的汽车主动悬架不确定系统,研究了鲁棒H_∞指数镇定问题.通过设计状态反馈控制器,使得闭环系统鲁棒指数稳定,并且能够有效地抑制外界干扰.通过实例仿真验证了所设计控制器的有效性和可行性.