基于干扰观测器的异构多智能体自适应滑模容错一致性控制

针对线性一阶和二阶异构多智能体系统,考虑到任意智能体可能发生的执行器故障以及受到外部干扰,研究了系统容错一致性控制设计问题.首先设计变增益扰动观测器,快速估计外部干扰;其次,利用一致性误差变量构造自适应积分滑模面,结合干扰观测器的估计值设计自适应滑模容错控制器.当异构多智能体系统存在执行器故障和外部扰动时,自适应滑模控制器可以保证智能体系统的位置和速度状态趋于一致.最后,利用Matlab仿真验证了所提方法的可行性与有效性.     

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.     

一类模糊T-S模型互联系统的自适应容错跟踪控制

针对一类带有执行器故障的T-S模糊互联的容错跟踪控制问题,提出了一种模糊自适应容错控制器。该控制器由一个模糊控制器和一个自适应控制器组成,模糊控制器能够保证系统没有故障时闭环系统渐近稳定,而自适应控制器能够补偿系统的执行器故障。所提出的容错控制方法不但使得闭环系统渐近稳定、系统的输出渐近跟踪给定的参考信号,并获得H∞控制性能。最后应用Lyapunov函数和线性矩阵不等式的方法,给出和证明了带有执行器故障的T-S模糊互联系统的稳定的充分条件。仿真结果进一步验证了所提出方法的有效性。     

广义时变系统的鲁棒容错控制

针对广义时变系统的鲁棒容错控制问题,基于矩阵不等式及建立Lyapunov方程的方法,首先,在系统出现执行器故障的情况下,分别给出了两种广义时变系统模型鲁棒镇定的充要条件.接着,在系统出现外部干扰的情况下,给出了相应模型鲁棒镇定的充分条件,同时给出了相应的容错控制器的设计方法.     

一类基于模糊T-S模型的有执行器故障的自适应容错跟踪控制

研究了一类带有执行器故障的T-S模糊系统的容错跟踪控制问题。设计中,把模糊控制与自适应控制相结合,提出了一种新的容错控制方法。该控制器由正常控制器和一个自适应控制器组成,能够使得闭环系统稳定,故障状态模型渐近跟踪正常模型,并获得优化的控制性能。应用Lyapunov函数和线性矩阵不等式方法,给出和证明了带有执行器故障的T-S模糊系统的稳定的充分条件。仿真结果进一步验证了所提出的方法的有效性。     

基于输出反馈的一类时滞系统鲁棒H∞容错控制

针对状态具有多个时滞的线性不确定性系统,基于李雅普诺夫稳定性理论,矩阵不等式及线性矩阵不等式方法,设计带有多个时滞记忆的输出反馈鲁棒H∞容错控制器.研究了在执行器发生故障的情况下,多时滞不确定性系统的鲁棒H∞容错控制的问题.首先给出了多个时滞记忆的输出反馈鲁棒H∞容错控制器的综合分析,进一步给出参数不确定项的多时滞系统的渐近稳定的充分条件,以及满足给定性能指标鲁棒H∞容错控制器的设计方法.仿真结果证明了该方法的有效性和可行性.     

基于状态观测器的不确定时滞系统H_∞鲁棒容错控制

针对一类具有状态时滞的不确定线性系统,详细阐述了该系统基于状态观测器的H_∞鲁棒容错控制问题.当系统状态不可测时,构造状态观测器,并考虑状态观测器反馈回路传感器失效,引入观测误差,通过构造闭环增广系统的Lyapunov泛函,设计出了有容错性能的状态观测器和基于该观测器的状态反馈控制器,使得闭环增广系统渐近稳定,并满足H_∞性能指标.通过求解一个线性矩阵不等式就可同时得到观测器增益和控制器增益矩阵.最后给出仿真算例,验证了此方法的有效性.     

具有外部干扰的非线性多智能体系统的编队控制

多智能体系统编队控制因广泛应用于军事,航天,生物学等领域,成为国内外学者的关注热点.在实际应用中,当系统受到环境噪声等外部干扰时,利用领航者-跟随者的相对状态信息构造控制器无法形成预期队形.为解决这个问题,文章针对一类带有外部干扰的非线性多智能体系统,研究了领航-跟随编队控制问题.首先设计干扰观测器补偿外部干扰.其次利用自适应方法,给出了完全分布式的控制协议.再次选取适当的参数,证明了该分布式控制协议能实现系统的编队控制.最后通过仿真算例,验证了协议的有效性.     

基于复合干扰观测器的CMG框架系统高精度转速控制

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.     

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.     

一类不确定非线性系统的执行器故障模糊容错控制

针对一类状态不完全可测的不确定非线性系统,研究了带有执行器故障的容错控制问题.采用 T-S模型对非线性系统进行模糊建模,利用并行分布补偿(PDC)算法设计了状态现潮器和基于状态现 潮器的客错控制,给出了保证该模糊容错控制系统稳定的充分条件.根据李雅普诺夫稳定性理论和线性 矩阵不等式(LMI),证明了所提出的模糊容错控制方法不但使得模糊控制系统渐近稳定,而且能够取得 H∞性能指标.计算机仿真结果进一步验证了所提出方法的正确性.     

基于观测器的切换模糊系统的事件触发控制

本文针对一类含有执行器饱和的网络化切换模糊系统,在系统状态不可测的情况下,通过设计状态观测器来估计系统中的不可测状态变量,基于事件触发机制设计了观测器的控制器,用凸组合法来处理执行器饱和对系统性能的影响,并利用多Lyapunov函数理论和平均驻留时间方法证明了闭环系统的稳定性。数值仿真实例验证了提出方法的有效性。     

基于T-S模糊模型的非线性不确定系统奇偶方程鲁棒故障诊断

针对T-S模糊模型描述的具有外部干扰的非线性不确定系统,构造了相应的测量冗余方程和奇偶方程,给出并证明了对特定传感器和执行器故障敏感的最优奇偶向量的存在条件和求解定理.采用奇偶方程故障检测与诊断方法,研究了非线性不确定系统的鲁棒故障检测和诊断.最后,通过仿真示例说明了本文所提出的方法是有效的.     

基于观测器的非严格反馈时滞非线性系统的神经网络自适应控制

针对一类非严格反馈的时滞非线性系统,研究了一类基于观测器的自适应神经网络控制问题.针对系统中存在未知状态变量的问题,设计了一个状态观测器.利用反步法和径向基神经网络的逼近特性,提出了一种自适应神经网络输出反馈控制方法.所设计的控制器保证了闭环系统中所有信号的半全局一致有界性.最后,通过仿真验证了所提控制方法的有效性.     

具有外部干扰的连续时间线性系统鲁棒最优开环解耦控制

针对具有外部干扰的一类连续时间线性系统,将开环解耦控制和无限时间最优跟踪控制相结合,提出了一种鲁棒最优开环解耦控制方法.首先,通过引入中间虚拟变量,对系统进行开环解耦;其次,将解耦后的系统看做被控对象的广义系统,针对标称广义系统设计了无限时间最优跟踪控制方法;最后分析了该最优跟踪控制器与具有外部干扰的广义系统组成的闭环广义系统的鲁棒性.仿真结果表明所提方法的有效性以及与经典的无限时间最优跟踪控制控制方法相比的优越性.     

基于T—S模糊模型的非线性不确定系统奇偶方程鲁棒故障诊断

针对T-S模糊模型描述的具有外部干扰的非线性不确定系统，构造了相应的测量冗余方程和奇偶方程，给出并证明了对特定传感器和执行器故障敏感的最优奇偶向量的存在条件和求解定理．采用奇偶方程故障检测与诊断方法，研究了非线性不确定系统的鲁棒故障检测和诊断．最后，通过仿真示例说明了本文所提出的方法是有效的．     

带有Markovian跳变参数和执行器故障的切换LPV系统有限时间可靠控制

研究了一类带有Markovian跳变参数和执行器故障的切换LPV系统的有限时间可靠控制问题.考虑的子系统都是参变子系统,更具有一般性.同时把此类系统要求转移概率完全已知的条件放宽到了转移概率部分未知的情形,具有更少的保守性.首先,给出了保证带有Markovian跳变参数的切换LPV系统有限时间稳定的充分条件.然后,提出了带有Markovian跳变参数和执行器故障的切换LPV系统的有限时间可靠控制问题,并设计了一个有限时间可靠控制器.最后,数值算例说明了所得结果的有效性.     

一类动态系统可靠 D -稳定性条件 - LMI方法

考虑一类具有执行器和传感器故障的动力系统可靠鲁棒控制综合问题. 提出了一个系统 D -稳定的充分必要条件. 基于这一充分必要条件, 得到了可靠 H_∞ 控制器存在的条件. 接着用线性矩阵不等式(LMI)方法设计控制器, 使闭环系统当部分控制器件出现故障时鲁棒 D -稳定且具有H_∞性能. 最后通过一个仿真实例说明该文给出的方法及其有效性     

约束关联大系统的自适应模糊容错控制

讨论了一类输出受限的非线性关联大系统的自适应分散容错控制问题.提出了非线性映射的方法处理系统受约束的输出变量,从而将约束量的初值选取区间扩大为整个约束空间;用有界的参考信号代换未知关联函数的自变量,再用模糊逼近器处理这些未知函数,并结合自适应技术处理代换误差和逼近误差,从而获得了全局稳定性的结果;所有4种类型的执行器故障均可得到在线补偿.仿真结果进一步验证了文章方法的有效性.     

基于输出反馈的一类非线性不确定互联大系统的分散H∞控制

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分散H∞控制问题,通过构造每个子系统收敛的状态观测器,得到分散输出反馈控制器.当反馈控制律作用于该系统时,无扰动输入的闭环系统是全局渐近稳定的,而对允许的不确定性,干扰抑制的大小可以任意小,且控制器的设计也无需解任何的Hamilton-Jacobi方程或不等式.