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.     

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.     

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。     

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.     

事件触发下多智能体系统规定时间二分一致性

针对线性合作竞争多智能体系统(MAS),考虑到可能受到的外部干扰,研究了系统基于事件触发机制的规定时间二分一致性控制问题.首先,设计干扰观测器估计系统受到的外部干扰,且针对每个智能体给出了事件触发条件,以减少智能体间的通信频率,节省有限的通信网络资源,同时证明避免了Zeno现象,其次,为了明确地预先分配稳定时间,结合干扰观测器的估计值,设计了一种合作和竞争并存拓扑结构的规定时间事件触发控制协议,以保证所有智能体在受到外部干扰的情况下仍然达到二分一致.最后,利用仿真实例验证了所提出方法的可行性和有效性.     

基于拓扑切换的异构多智能体系统协同输出调节

针对拓扑切换下的异构多智能体输出调节系统,考虑当系统中部分智能体无法获取到外部系统控制状态,且系统的拓扑图随时间变换的问题,设计了一种基于分布式输出反馈状态观测器的切换控制器,给出了拓扑切换下多智能体输出调节问题可解的充分条件,该条件与控制参数和通讯拓扑有关.基于图论和矩阵分析的方法,设计了李雅普诺夫函数,并证明了系统的镇定性.最后给出了系统的Matlab仿真实验,研究结果表明,在拓扑切换条件下多智能体的输出渐近跟踪并收敛到外部系统,所设计的控制器能解决动态切换下输出反馈输出调节问题.     

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.     

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.     

异构多智能体系统的非凸输入约束一致性

本文主要研究了连续时间异构多智能体系统在输入受非凸约束下的一致性问题.基于每个智能体可以获得的局部信息,利用压缩算子为每个智能体设计了分布式控制器,该控制器可以保证每个智能体的控制输入被约束在相应的非凸约束集之中.通过一个线性变换,首先将闭环系统变为一个易于处理的等价系统.然后,利用Metzler矩阵理论,证明了若联合通信拓扑具有有向生成树,则异构多智能体系统可以在输入受非凸约束的条件下实现一致.最后,通过仿真实验验证了理论的正确性.     

分数阶双指数混沌系统的自适应滑模同步

研究了分数阶双指数混沌系统的自适应滑模同步问题.通过设计滑模函数和控制器,构造了平方Lyapunov函数进行稳定性分析.利用Barbalat引理证明了同步误差渐近趋于零,获得了系统取得自适应滑模同步的充分条件.数值仿真结果表明:选取适当的控制器及与滑模函数,分数阶双指数混沌系统取得自适应滑模同步.     

一类非线性参数化时滞系统的鲁棒自适应衰减问题

研究了一类虚拟控制系数未知的非线性参数化时滞系统的自适应衰减问题.利用参数分离技术和backstepping设计方法构造自适应H∞控制器,使闭环系统在L2增益下从干扰输入到系统输出的影响任意小,并且无外部干扰时,系统内稳.     

多机电力系统直接自适应输出反馈模糊控制

针对多机电力系统励磁控制模型,考虑电力系统的状态不完全可测及多变量、非线性等特点,以T-S模糊逻辑系统直接逼近控制器,设计出基于状态观测器的直接自适应输出反馈模糊控制器,并通过李亚普诺夫函数进行了稳定性证明.算法具有很好的鲁棒性和动态性能,仿真结果表明所设计的控制器能够快速有效地改善系统在大干扰下的暂态稳定性.     

基于事件触发策略的多智能体系统的最优主-从一致性分析

研究了具有领导者的线性多智能体系统的主 从一致性问题.借助各智能体间的通讯拓扑所构成的无向图,提出一种基于事件触发的自适应动态规划方法,并使用神经网络的逼近性质设计出了近似最优控制.利用Lyapunov稳定性定理,分析了多智能体误差系统的稳定性,并找到一个该误差系统最终有界的充分条件.数值仿真结果进一步验证了理论分析的有效性.     

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.     

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.     

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.     

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.     

Feng混沌系统参数识别及自适应模糊控制器的反步设计

设计了参数观测器,对Feng混沌系统中未知参数进行识别.采用反步控制方法,在存在输入扰动项的情况下,构造模糊自适应控制器控制Feng混沌系统.模糊逻辑系统用来逼近反步控制方法中出现的未知、非线性且结构复杂的函数.和传统的反步控制方法相比,本文采用的控制器结构简单,易于实现.仿真的结果验证了本文控制方法的有效性.     

离散时间下广义多智能体系统基于观测器的分布式一致协议

研究了离散时间广义多智能体系统的容许性一致问题,并设计了基于观测器的分布式控制协议.假设每个智能体的动力学模型为离散时间的广义线性系统,智能体间的通讯拓扑结构为固定的有向图.在假设智能体的状态信息不能被直接利用的情况下,设计了基于观测器的一致协议,观测器的动力学模型是建立在正常线性系统之上,而不是广义系统.根据改进后的广义Riccati方程以及李亚普诺夫容许性定理,得到了容许一致的充分性条件.在文章所提供的设计方案下,基于全维或降维观测器的一致性协议可以通过解一些特殊条件获得,因此文章所提供的设计协议具有更强的包容性.最后提供了数值模拟仿真,验证了文章结论的正确性.