基于观测器的广义系统有限时间控制器设计

基于广义观测器,探讨了线性广义系统的有限时间控制问题.利用广义系统状态观测器理论,给出了系统无脉冲模和有限时间状态稳定的充分条件及基于广义观测器的状态反馈控制器的设计方法,所设计的控制器使闭环系统无脉冲模且保持有限时间状态稳定.通过解一组广义Riccati不等式得到观测器增益矩阵和状态反馈矩阵.     

动力定位船舶的非线性观测器设计

针对动力定位船舶设计了一个非线性观测器，该观测器的全局收敛性通过李亚普诺夫稳定性定理得到了证明。观测器的最大优点是可以省略采用Kalman滤波器时线性化船舶运动方程的过程。该非线性观测器可以从附有测量噪声的输出中估计到船舶低频位置和运动速度以及环境扰动作用力，同时也能从输出信号中滤除一级波浪引起的船舶高频运动。该非线性观测器的性能通过对一动力定位船舶模型的仿真得到了验证。     

单输入单输出非线性系统全局有限时间观测器设计

对于一类单输入单输出(SISO)具有下三角结构的非线性系统,运用几何齐次理论、Lyapunov稳定性理论和有限时间稳定理论,设计了一个高增益观测器.所设计的观测器由线性部分和非线性部分组成,线性部分保证误差系统全局渐近稳定,非线性部分保证误差系统在有限时间内收敛到原点.仿真实例验证了设计的有效性.     

低速摩擦伺服系统的近似有限时间稳定跟踪控制

针对系统状态不可测且存在不确定性的低速摩擦伺服系统,研究其有限时间稳定跟踪控制问题,提出一种具有动态主动补偿特性的非线性反馈控制方法,使低速摩擦伺服系统近似实现有限时间稳定跟踪。同时,为了解决跟踪系统部分状态未知及不确定性问题,设计了扩张状态观测器。仿真结果验证了该控制方法及扩张状态观测器的有效性。     

具有外部扰动的非完整移动机器人的有限时间跟踪控制(英文)

研究了具有外部扰动的动态模型的非完整移动机器人有限时间跟踪控制问题,介绍了一种有限时间扰动观测器来估计外部扰动.首先,移动机器人的跟踪误差系统被转换成两个子系统:一个三阶子系统和一个二阶子系统.然后,我们分别讨论了这两个子系统,并且设计了连续的有限时间扰动观测器和有限时间跟踪控制律.严格的证明表明了移动机器人可以在有限时间内跟踪上期望的轨迹.仿真例子说明了我们方法的有效性.     

奇异时滞系统的有限时间规范观测器的设计

在已有研究的基础上,对线性奇异时滞系统的状态观测器的设计进行了研究。首先简要介绍了Lambert W函数及其性质,并在此基础上给出了时滞系统稳定性的判断条件,以及随时间渐近趋于系统状态的观测器。然后,利用基于Lambert W函数的特征值配置技术,给出了一种简单的求解有限时间状态规范观测器系数矩阵的方案。最后通过Matlab对具体算例进行了仿真,仿真结果表明该方案有效可行,能够很好地应用到线性奇异时滞系统的设计中。     

有限时间稳定的球杆控制系统设计

针对目前球杆系统控制存在不能在短时间内稳定与抗扰动性能差的问题,提出一种有限时间稳定控制方法,用于提高系统的控制性能。通过对球杆系统的结构分析,建立了相应的数学模型,设计了有限时间稳定控制器;运用Lyapunov稳定性理论和齐次性理论对设计的系统进行有限时间稳定性分析;最后通过仿真实验对有限时间稳定控制器与PID控制器的控制效果进行比较。仿真结果表明:有限时间稳定控制器较PID控制在超调量和调节时间等指标方面更加优异,表明所设计的控制方法能让球杆系统有限时间内稳定,同时提升了系统的抗扰动性能。     

基于扰动观测器的非线性切换系统有限时间跟踪控制

针对一类带有未知扰动的非线性切换系统,基于扰动观测器设计和有限时间鲁棒控制理论,研究抗干扰动态跟踪控制问题.首先,基于平均驻留时间(average dwell time,ADT)构造该系统所对应的切换信号,同时结合状态反馈信息和干扰估计信息设计一种PI型抗干扰复合控制器;其次,基于Lyapunov分析方法证明闭环系统的...     

感应电动机转子磁链有限时间观测器的设计与仿真

针对感应电动机转子磁链的观测问题,根据有限时间理论,在建立感应电动机数学模型的基础之上,将定子电流和转子磁链作为系统状态,确定了感应电动机的状态方程,设计了有限时间观测器.此外,令观测误差在有限时间内收敛于一个给定的界,进一步收敛到零,由此实现了对磁链状态的观测.最后,通过求解线性矩阵不等式,得到状态观测器的增益值,并利用计算机仿真实现了磁链的有限时间观测,进一步验证了设计方法的有效性.     

基于观测器方法的复杂网络混沌系统的有限时间同步控制

基于Lyapunov稳定性理论,利用观测器方法研究了复杂网络系统的有限时间混沌同步问题,研究表明,通过设计适当的控制器,能够使复杂网络的主从系统达到有限时间同步,数值算例表明该方法的正确性.     

一类广义离散系统的有限时间控制

讨论一类具有时变、有限能量外部扰动的广义离散系统的有限时间控制问题,给出非强迫广义离散系统有限时间有界的充分条件,并在此基础上利用非严格线性矩阵不等式方法,提出实现相应的闭环系统有限时间有界的状态反馈控制器与输出反馈控制器的设计方法.     

具有干扰输入的一类不确定线性系统的有限时间观测器设计

借助于有限时间稳定性的概念,对于具有干扰输入的线性系统引入了有限时间观测器的概念,这一概念保证,在给定的有限时间区间内,观测误差小于一个给定的界,这里所讨论的干扰输入满足一个动态方程．利用线性矩阵不等式（LMI）的方法,讨论了具有干扰输入的一类不确定性线性系统存在有限时间观测器的一个充分务件,并给出了观测器的具体设计．     

不确定线性奇异系统的有限时间控制

针对具有时变外部扰动的不确定线性奇异系统,研究基于状态反馈的有限时间控制问题,系统的状态矩阵和输入矩阵均含有范数有界不确定项。利用Lyapunov泛函方法和线性矩阵不等式(LMI)工具,给出了不确定奇异系统经由状态反馈的有限时间有界(FTB)的充分条件。这些充分条件都可转化为线性矩阵不等式可行性问题。并通过一个数值实例说明了该方法的有效性。     

考虑系统总和扰动的多关节机械臂 反步有限时间滑模控制

针对多关节机械臂轨迹跟踪控制中存在的模型参数摄动和外部有界扰动等不确定性因素影响问题,设计了一种考虑系统总和扰动的反步有限时间滑模控制算法,用于实现多关节机械臂轨迹跟踪控制任务。首先,利用严格反馈形式描述多关节机械臂的动力学模型,并将模型参数摄动和外部有界扰动等不确定性因素看成系统的总和扰动,进而设计非线性扩张状态观测器对系统总和干扰加以估计,以提高系统的鲁棒性能;其次,在传统反步法设计的基础上结合有限时间滑模控制技术,完成系统反步有限时间滑模控制器的设计;最后,应用Lyapunov稳定性理论证明了多关节机械臂的位置矢量能够实现对期望位置矢量的有限时间稳定跟踪。仿真对比结果表明设计反步有限时间滑模控制算法的有效性。     

动力定位模拟器软件系统的设计与实现

为有效解决国内动力定位操作员的培训问题,以康斯博格K-POS系统为原型,设计动力定位模拟器。在传统航海模拟器架构的基础上,通过C++进行软件设计,完成Matalb代码转化,设计动力定位操作模拟界面,实现了动力定位培训需要的动力分配相关功能。经安装调试,模拟器系统基本满足培训需求。     

一类非线性系统有限时间稳定控制的新方法

给出了非线性系统有限时间稳定的一个充分条件。研究了一类非线性系统全局有限时间稳定控制问题, 所设计的状态反馈控制器是连续非光滑的。 与现有结果相比, 具有加快收敛速度, 降低设定时间等优点。     

一类连续非线性系统的有限时间镇定问题

讨论了一类连续非光滑非线性系统的全局有限时间状态反馈镇定问题。利用有限时间Lyapunov稳定定理和加幂积分器的方法证明了这类系统在连续的状态反馈控制下是全局有限时间状态反馈镇定的,并给出了状态反馈控制器的设计方法。     

状态依赖下不确定切换线性系统有限时间稳定性分析

结合凸组合方法,采用状态依赖切换策略来设计切换信号,基于Lyapunov类函数的方法,解决了一类带有不确定项的切换线性系统的有限时间稳定性问题,并且分析了滑膜现象产生的情况.