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.     

Nonlinear H∞ control of structured uncertain stochastic neural networks with discrete and distributed time varying delays

This paper is concerned with the problem of robust H∞ control for structured uncertain stochastic neural networks with both discrete and distributed time varying delays. A sufficient condition is presented for the existence of H∞ control based on the Lyapunov stability theory. The stability criterion is described in terms of linear matrix inequalities （LMIs）, which can be easily checked in practice. An example is provided to demonstrate the effectiveness of the proposed result.     

前轮驱动自行车机器人定车运动的鲁棒控制实现

针对一种前轮驱动的自行车机器人,研究其在具有内部结构参数和外部环境不确定性因素下实现原地定车的控制方法;给出基于Lagrange方法的定车运动简化力学模型;提出以欠驱动的车架横滚角为输出,将有驱动的前轮转角作为系统内部动态考虑的鲁棒控制器;仿真结果表明,控制器可以实现快速稳定的定车,并且对系统50%的结构参数误差、幅值为1N.m正弦干扰力矩和幅值为10N.m的脉冲干扰力矩体现了较强的鲁棒性;物理样机实验进一步证明,控制器可以在凹凸不平的地面环境、传感器数据不精确及脉冲干扰力矩下实现±3°车架倾角范围的定车运动。     

具有终端角度约束的自主水下航行器鲁棒制导律

针对具有末端角度约束的自主水下航行器(Automatic Underwater Vehicle,AUV)的制导问题,提出一种变结构导引方法。综合考虑自主航行器与目标的交会几何关系,采用近似零化视线角速度和随距离接近末端角度快速收敛向约束要求的准则,设计滑模控制器,实现对视线角速度和末端角度的控制。仿真证明了设计的制导算法可以实现水下自主航行器在具有末端角度约束条件下与目标的高精度交会,系统对目标机动具有较好的鲁棒性。      

具有不确定参数的Liu混沌系统的同步

基于控制Lyapunov函数,对具有不确定参数的Liu混沌系统提出一种同步控制方法,控制律只依赖参数变化范围而不必知道参数的具体数值. 与已有结果相比,该设计比较简单,有较强的鲁棒性,能克服较大参数误差对同步的影响. 仿真结果说明了所提方法的有效性. 关键词： 参数系统 同步 鲁棒控制 控制Lyapunov函数     

考虑多提前期的厨房电器供应链网络库存系统鲁棒控制研究

在厨房电器供应链的管理实践中,市场、技术、客户需求等具有不确定,牛鞭效应也会影响供应链系统的稳定性,造成系统性的损失。为了提高厨房电器供应链的鲁棒性能,本文首先基于Takagi-Sugeno模糊控制系统,考虑采购、生产、销售等多种提前期以及客户需求的不确定性,构建一类厨房电器供应链网络动态模型;其次,根据不同周期下厨房电器供应链制造商的库存状况,对制造商的生产策略进行了设计;随后,提出了基于模糊鲁棒控制策略对多提前期、多种不确定因素对厨房电器供应链的影响;最后,基于厨房电器供应链的实际数据进行了仿真,结果显示本文提出的厨房电器供应链鲁棒策略是可行和有效的。     

基于哈密顿函数的永磁同步电机混沌系统鲁棒控制

哈密顿系统理论是研究非线性系统的一种重要工具, 近年来在电机调速、控制等方面得到广泛应用. 本文针对永磁同步电机运行中存在的混沌现象, 提出一种基于哈密顿函数的永磁同步电机混沌系统鲁棒控制器设计方法. 将永磁同步电机动态模型变换为类Lorenz混沌方程, 在特定参数下, 通过Lyapunov指数和Lyapunov维数的计算可知系统是混沌的. 令电机转速跟踪给定值得误差方程. 由于误差方程并不具有标准哈密顿函数形式, 将其转化为具有扰动不确定项的哈密顿系统, 并与负载扰动一起作为系统的总扰动量, 设计了一种鲁棒控制器. 控制器由两部分组成, 一部分基于互联与阻尼配置法, 实现任意转速的有效跟踪, 另一部分实现扰动补偿. 仿真表明, 控制器使电机迅速脱离混沌状态, 并能实现转速趋近跟踪, 验证了控制器的可行性与有效性. 该方法扩展了哈密顿函数的适用范围, 具有一定的优越性.     

空间机械臂捕获卫星过程的碰撞动力学模拟及镇定运动的鲁棒控制

讨论了漂浮基空间机械臂捕获未知运动目标卫星的接触碰撞动力学建模和接触碰撞后系统镇定运动的控制问题。利用第二类拉格朗日方法和牛顿-欧拉法分别建立了接触碰撞前漂浮基空间机械臂和目标卫星两分体系统的动力学模型;以此为基础借助于空间机械臂与目标卫星接触点间的运动几何关系、力传递关系,计算了接触碰撞所产生的影响效应;捕获卫星后,联立空间机械臂与卫星接触碰撞前的动力学模型,建立了接触碰撞后两系统组合体动力学模型;并设计了增广鲁棒控制算法,以对受碰撞冲击后处于不稳定的组合体系统进行镇定运动控制。上述控制方法能应用于空间机械臂载体位置不受控情况,并能使组合体系统控制方程关于卫星不确定参数呈线性化关系。最后,利用数值仿真模拟捕获过程系统运动状态,验证了上述鲁棒控制镇定运动的效果。     

时变通信延迟下的无人机编队鲁棒自适应控制

在时变通信延迟下研究了无人机群编队的鲁棒自适应控制问题。对于无人机编队系统中存在外部扰动和模型不确定性的情况,通过选取包含位置跟踪误差和速度跟踪误差的辅助变量,提出了一种适用于时变通信延迟的鲁棒自适应编队控制策略。提出了自适应律对无人机质量、外界扰动的上界等未知参数进行估计,并且利用Lyapunov稳定性理论分析了闭环系统的渐近稳定性,给出了系统渐近稳定所需要满足的条件。数值仿真结果表明,所提出的控制方法既能抑制外界扰动和模型不确定性对控制器的影响,同时队形跟踪和队形保持的稳态误差分别小于0.1 m和0.05 m。     

绳系单体系统鲁棒控制实验研究

以交流伺服电机为作动器实现对绳系单体系统的鲁棒控制,建立绳系单体系统的非线性动力学模型,基于平衡点线性化设计μ控制器,针对系统选取合适的权函数并作降阶处理进行在线鲁棒控制。实验结果表明,初始干扰角度在0.4rad范围内,所设计的μ控制器可有效抑制模型参数不确定性及扰动影响,系统有较好的鲁棒性。