坦克炮控伺服系统的自适应鲁棒控制研究

针对一类坦克炮控伺服系统,充分考虑系统中的未知齿隙非线性及摩擦非线性,将这些未知非线性的影响表示成有界扰动项与未知非线性动态项之和,借助ARC(自适应鲁棒控制)的思想设计控制器,当未知非线性动态项为零时,控制器即为自适应控制器,保持系统稳定的同时实现对参考信号的精确跟踪,而当系统存在未知非线性动态项时,控制器具有很好的鲁棒性,保持系统所有信号有界的同时实现对参考信号的误差跟踪,且跟踪误差可以由设计参数的取值设定来任意调节,与现有结果相比,控制器的设计建立在充分考虑系统未知非线性的影响之上,从而避免了简单的把未知非线性影响简单的考虑成系统"总扰动"所造成的被控系统性能的损失。     

基于扩张状态观测器的机电伺服系统饱和补偿与自适应滑模控制

针对带有未知摩擦力矩与输入饱和约束的机电伺服系统,提出了一种基于扩张状态观测器的伺服系统自适应滑模控制策略.首先,根据微分中值定理将非光滑饱和函数转化为仿射形式.其次,设计非线性扩张状态观测器并采用极点配置法确定观测器参数,用于补偿未知摩擦、饱和等非线性项以及外部干扰的影响.然后,通过结合参数自适应律和滑模理论,设计自适应滑模控制器,保证系统输出快速稳定地跟踪期望信号且改善抖振问题.仿真对比结果验证了所提方法的优越性.     

舵角输入饱和下的导弹自动驾驶仪系统自适应控制研究

针对一类导弹自动驾驶仪系统,从实际出发考虑系统舵角输入具有饱和非线性特性,在系统建模中利用多项式模型充分描述系统的气动参数不确定性,在此基础上深入研究了系统自适应控制器的设计方法.在控制器设计中,通过引入二阶辅助信号系统,对饱和非线性输入进行精确补偿.针对系统中未知气动参数,通过设计参数的自适应估计率实现对未知参数的精确估计,进而补偿了未知气动参数不确定性影响.自适应控制器在保障系统稳定的同时也实现了系统输出对指令信号的良好跟踪效果.     

电液位置伺服系统的鲁棒自适应控制

针对由于参数不确定性、非线性等因素导致的电液位置伺服系统跟踪控制问题,基于Lyapunov(李雅普诺夫)稳定性理论,提出了一种具有参数自适应能力的鲁棒自适应反步方法.通过设计的自适应律来抑制由于参数不确定性对系统跟踪控制性能的影响,设计的鲁棒控制律使得系统具有全局一致渐近稳定性能.此外,还对伺服阀换向引起的不连续性进行了近似处理.以伺服阀控对称缸系统为控制对象,仿真结果表明,和传统的PD控制方法相比,在参数不确定性的情况下,该控制方法使得电液伺服系统的位置跟踪误差波动较小,且能以较快速度渐近收敛到0,同时所需要的伺服阀输入电压信号值也更小,相关不确定参数在经过较短时间后均可以收敛到其稳定值,从而验证了所提出算法的有效性.     

不确定电液位置伺服系统的自适应终端滑模控制

为了解决非线性、不确定电液伺服系统的位置跟踪控制问题,提出了一种基于反步法的自适应终端滑模控制方法.该方法将自适应控制和终端滑模方法结合在一起,一方面,提出的自适应控制律可以对电液伺服系统中的不确定性参数进行有效在线估计和补偿;另一方面,通过引入误差吸引子到滑模趋近律中得到变系数趋近律,设计的终端滑模控制律不仅能够消除普通终端滑模控制律中的非奇异项,还大大降低了滑模面的抖震.最终,根据Lyapunov稳定性理论,位置跟踪误差的有限时间稳定性得以严格证明.将该方法与积分反步滑模控制和线性滑模控制方法进行了对比研究,仿真结果验证了该方法在电液伺服系统位置跟踪控制方面良好的鲁棒性和跟踪精度.     

动态系统的一阶特征模型与直线伺服系统的自适应迭代学习控制

就线性定常/时变系统以及非线性系统,依据特征模型理论,给出动态系统的一阶特征模型.其特征参数随时间变化,即以一阶时变差分方程描述受控系统的动态特性;与二阶和三阶特征模型相比较,一阶模型具更少参数.为解决由一阶特征模型描述的系统的控制问题,提出基于遗忘因子迭代学习辨识的自适应迭代学习控制方法.迭代学习辨识适于时变参数的估计,它允许被估计参数随时间快速变化,抑或突变.以直线伺服系统的位置跟踪控制为例,给出一种基于特征模型与LQ最优控制策略的自适应迭代学习控制方案.仿真与实验结果表明,提出的控制方案能够有效实现受控系统的位置跟踪控制.     

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.     

控制幅值受限下离散线性系统能控域的研究

本文考察如下的离散线性系统X为n维状态向量,u为r维控制向量     

冷轧机压下伺服系统的输出反馈有限时间控制研究

针对冷轧机压下电液伺服系统存在非线性、参数不确定性和负载干扰等特点,提出了基于扩张状态观测器的输出反馈有限时间控制方法.利用扩张状态观测器对系统的状态变量进行观测,解决了电液伺服系统的速度和加速度难以实际测量的难题,并对未知函数及扰动具有鲁棒性.依据有限时间控制理论并结合反步构造法设计了有限时间控制器,并证明了系统的全局稳定性.仿真表明:扩张状态观测器能够快速准确的观测系统的状态;基于扩张状态观测器的有限时间控制方法能使系统快速、准确地跟踪指定位置目标,并具有很强的鲁棒性.     

PMSM伺服系统的神经网络动态面控制

针对永磁同步电动机(PMSM)伺服系统中存在负载扰动和参数不确定问题,提出一种新型的基于预估器的自适应神经网络动态面控制算法.采用神经网络在线辨识系统的不确定项.在控制设计中引入神经网络预估器,并利用预估偏差学习神经网络的权值向量.通过引入动态面控制技术克服传统反步递推控制设计中存在的"复杂性爆炸"问题.所提控制算法可以在实现快速自适应的同时,避免了控制输入中可能存在的高频信号和控制输入漂移问题,进而提高PMSM伺服系统的位置跟踪控制性能.仿真结果验证了所提控制算法的有效性,并且与现有自适应神经网络控制方案相比,基于文章提出的自适应神经网络动态面控制方案的PMSM伺服系统具有更好的位置跟踪性能.     

Serret-Frenet坐标系下AUV自适应路径跟踪控制

考虑自治水下机器人(AUV)在水平面运动状况,针对路径跟踪控制问题,为了简化控制器推导过程,引入Serret-Frenet坐标系,并在此坐标系下建立路径跟踪误差系统;路径上的虚拟参考目标点不是距离AUV的最近点,从而放宽了控制器设计的初始条件限制;同时考虑速度规划指标并采用视线角导航,使得AUV实现有经验的舵手操舵行为.该方法充分考虑了AUV动态系统中大量参数时变的特性,对于系统内部参数变化、不确定性以及外部干扰具有很强的鲁棒性.     

自适应模糊变结构控制的研究

本文主要研究一类具有未知常数控制增益的非线性系统的自适应模糊控制问题,提出了一种能够利用专家的语言信息和数字信息的自适应模糊变结构控制器的设计方案。通过理论分析,证明了模糊变结构控制系统是全局稳定的,跟踪误差可收敛到零的一个邻域内     

多模型自适应控制研究概述

多模型自适应控制,作为传统自适应控制算法的改进,在处理具有较大不确定性系统时具有显著的性能提升,也在近二十年中吸引了越来越多的研究关注.文章首先对多模型自适应控制的研究进展做了整体简要的探讨,然后分别针对常用的多模型自适应控制算法进行了深入讨论,从算法思想,流程和主要结论等方面作了详细的分析.最后,分析指出了多模型算法研究工作中尚存在的问题和进一步的研究方向.     

不用饱和函数的重复学习控制

考虑一类高阶不确定非线性系统的跟踪控制问题,系统的控制系数是一个依赖于系统输出的未知函数.许多常见的机械和电机控制系统是这类系统的特例.文章提出了一种不采用饱和函数的重复学习控制方法,该方法能保证闭环系统中所有信号有界,且跟踪误差和期望输入的估计误差都趋于零.最后,举了一个仿真例子,仿真结果显示,跟踪误差和期望输入的估计误差很快地趋于零,这说明了文章方法的有效性.     

永磁同步电机伺服系统的有限时间位置控制

研究了永磁同步电机伺服系统的位置跟踪问题.利用反馈线性化的思想,对永磁同步电机的数学模型进行分析,实现了电机模型的精确线性化和解耦.首先,将永磁同步电机位置跟踪系统采用反馈线性化技术变换为两个线性子系统,分别对其设计相应的基于连续状态反馈线性化的有限时间控制器,并设计了有限时间负载观测器来观测估计外部负载扰动.对永磁同步电机位置跟踪的闭环系统进行了稳定性的分析.与对应的渐近稳定控制的方案相比,基于有限时间的控制方案实现了永磁同步电机对期望信号的有限时间跟踪,获得了更好的动态响应和抗扰动性能.仿真结果表明了该控制方案的有效性.     

一类具有输入饱和的随机非线性系统的自适应镇定

研究了一类包含输入饱和的随机非线性系统的自适应镇定问题.采用基于死区算子的模型来描述饱和现象,利用随机控制Lyapunov设计方法,对于受方差不确定Wiener噪声干扰的参数严反馈系统,设计了自适应控制器,使得系统能够依概率全局渐近稳定.仿真结果验证了该方法的有效性.     

不确定离散时滞控制饱和系统的预测控制

讨论同时具有时滞和控制饱和的离散时间不确定系统鲁棒预测控制问题。     

基于自适应混沌控制的外汇干预有效性研究

中央银行外汇干预的有效性一直是金融领域研究和争论的热点问题,并且至今尚未达成一致的结论,寻找科学的理论与方法对其做进一步的探讨具有重要意义。针对该问题提出一种新的解决方案,即在扩展Dorn-busch汇率模型基础上,运用自适应混沌控制方法指导外汇干预策略,试图通过检验干预是否能够控制汇率时间序列的混沌行为并最终达到稳定汇率的目的,来论证外汇干预的有效性。仿真结果表明,通过自适应地寻找合理的干预尺度,外汇干预行为最终能够成功地将汇率稳定在系统均衡水平上。研究成果不但为外汇干预有效性给出了理论支持,还为中央银行外汇干预策略的制定提供了参考。     

一维抛物型系统切换控制下的近似能控性

考虑一维热传导方程在两个边界控制切换作用情形下的近似能控性.采用变分方法,通过某个二次泛函的极小值点构造合适的边界控制函数,使其满足切换条件,而且使得系统是近似能控的.     

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.