基于等价输入扰动的空间桁架振动控制的研究(英文)

基于等价输入扰动(EID)的方法,通过对抑制外界未知扰动(匹配的或者非匹配的),实现了对空间桁架的振动控制.首先利用有限元分析(FEA),计算空间桁架的质量矩阵,阻尼矩阵,刚度矩阵及输入矩阵,进而建立空间桁架的模型.为了便于分析和设计,利用模态降阶的方法对模型进行降阶处理.在降阶的模型的基础上,设计等价输入扰动观测器观测外部未知扰动.基于观测的结果,进一步地设计了空间桁架的振动控制方法.最后给出数值仿真,以证实所提方法的有效性.     

含有未知输人及非强可检测子系统的线性切换系统的观测器设计

主要研究含有未知输入的线性切换系统的观测器设计问题.系统中包含有强可检测和非强可检测的子系统.首先,给出了状态及输出的坐标变换,通过坐标变换,系统的一部分子系统将不受未知输入的影响.其次,当未知输入的扰动矩阵线性相关,可以设计出不含状态跳跃的观测器.更一般的,如果扰动矩阵线性无关,可以设计含有状态跳跃的观测器.基于平均驻留时间的假定,可以得到重构状态的误差指数收敛于0.最后给出数值仿真验证理论结果.     

基于量化和攻击下的网络控制系统状态估计控制北大核心CSCD

针对存在欺骗攻击的网络控制系统,对系统状态进行估计并设计了输出反馈控制器.传感器到控制器的网络通道中存在欺骗攻击,传感器发出信号后,设计动态量化器,节省带宽资源;将欺骗攻击建模为未知有界的信号,在此基础上,提出了一种新的状态集员估计方法——椭球估计方法,得到了封闭的状态估计椭球集.将得到的状态估计椭球集参数最小化,使得估计状态近似真实状态.通过设计输出反馈控制器,得到了闭环系统渐近稳定的充分条件.最后,通过数字仿真算例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.     

带有未知输入的降阶观测器的设计

本文讨论了带未知输入的线性时不变系统的状态重构问题 .在一种特定的坐标变换下 ,给定了该系统存在降阶观测器的充分必要条件 .与已有结果相比 ,该条件比相应的文献所给出的条件弱 ,并且本文的条件是系统本身的 ,因而也更合理     

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.     

基于观测器的模糊时滞系统的指数稳定控制

研究一类模糊时滞系统的指数稳定和基于观测器的模糊控制问题.在系统状态未知的情况下,通过设计系统的模糊观测器利用矩阵不等式分析的方法给出了系统指数稳定条件和基于观测器的动态输出反馈控制器设计方案.仿真结果说明了所提方法的有效性.     

单边Lipschitz离散非线性系统的降阶观测器设计

本文对一类非线性系统的降阶观测器的设计问题进行研究, 基于单边Lipschitz条件和二次内积有界条件, 证明全阶观测器渐近稳定的充分条件也适用于降阶观测器, 即当满足全阶观测器的条件时, 降阶观测器也是渐近稳定的. 最后给出一个数值算例, 说明了所提结果的有效性.     

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.     

Euler-Bernoulli梁方程基于边界分数阶导数反馈控制的镇定

研究具有边界控制的Euler-Bernoulli梁方程基于边界分数阶导数反馈控制的镇定问题.首先,给出开环系统在Salamon意义下的适定性;其次,运用半群方法和LaSalle不变原理,证明了闭环系统生成C_0-半群并且闭环系统是渐近稳定的;最后,设计了一个未知输入类型的状态观测器,其观测器状态渐近收敛于原系统的状态.     

带ARMA有色噪声的广义系统信息融合Kalman平滑器

对于带自回归滑动平均(ARMA)有色观测噪声的多传感器广义离散随机线性系统,应用奇异值分解,提出了广义系统多传感器信息融合状态平滑问题。基于Kalman滤波方法,在线性最小方差信息融合准则下,给出了按矩阵加权融合降阶稳态广义Kalman平滑器。为了计算最优加权,提出了局部平滑误差协方差阵的计算公式。一个Monte Carlo仿真例子说明了所提方法的有效性。     

基于扩展状态观测器的Boost变换器控制策略研究

内容针对Boost变换器系统在受到外部扰动时其动态性能不是很理想的问题,提出一种基于扩展状态观测器的Boost变换器控制策略.建立了变换器控制系统的数学模型,通过扩展状态观测器观测负载电流和输入电压变化引起的系统扰动,来估计和补偿输出电压的变化,并引入PD模糊逻辑控制器进一步改善了系统动态性能.该策略不依赖于控制系统数学模型和其具体参数,能精确估计系统的扰动和在线补偿负荷电流和输入电压的变化.进行了仿真和实验验证,结果表明了所提控制策略的有效性.     

非仿射高阶关联大系统的分散模糊输出反馈控制

针对一类仅子系统输出变量可测的非仿射不确定非线性关联大系统,考虑其关联项是关于系统状态的普通高阶多项式,在无须严格正实(SPR)的条件下采用Leunberger观测器观测未知状态向量,结合模糊系统的万能逼近原理,监督控制技术和自适应控制技术,借助反证法提出一种新的分散自适应模糊输出反馈控制方案,该方案不仅取消了逼近误差平方可积的假设条件,而且控制增益隐含数一阶导数的上界是更具一般性的未知非线性函数,基于Lyapunov稳定理论分析证明了闭环系统的全局稳定性,跟踪误差收敛到零,仿真结果表明所提控制方案的有效性.     

计及位置不确定的喷雾机喷杆系统仿形姿态渐近跟踪控制北大核心CSCD

针对喷雾机喷杆仿形系统中同时存在负载变化、未建模不确定项、物理参数摄动以及外部干扰等问题,提出了一种基于小波网络逼近的具有自适应性和鲁棒性的反步控制方法.首先,将含有不确定、未知和非线性项的喷杆仿形系统建立为完整的数学模型,将其等价转化为具有严格反馈的状态空间形式;其次,采用设计的小波基元去构造神经网络,在满足最优误差有界条件下逼近反步法中虚拟等效控制部分,选取自适应更新律估计系统中存在的未知参数,引入鲁棒补偿项减小复合干扰对系统的不利影响,降低了输入指令信号的阶次要求;最后,通过构造合适的Lyapunov函数,应用稳定性理论证明了闭环系统位置跟踪误差渐近收敛到原点.仿真结果表明,所提控制方法可实现喷雾机喷杆位置姿态快速升降机动调整,有效地增强了喷杆系统的鲁棒稳定性和控制精度.     

一种基于奇异摄动理论的鲁棒自适应非仿射非线性控制方法

文章针对一类具有参数不确定性和未知扰动项的非仿射非线性系统,提出了一种基于奇异摄动理论的鲁棒自适应控制方法.首先,通过控制输入构建了一个快变子系统,为原系统引入时标分离特性,使闭环系统可以在快变和慢变时间尺度上分解为两个降阶子系统:边界层子系统和降阶慢变子系统.在快时间尺度上,通过设计边界层子系统的结构使其在平衡点处指数稳定;在慢时间尺度上,针对含有参数不确定性和未知扰动项的降阶慢变子系统设计鲁棒自适应控制器.根据奇异摄动理论,闭环系统的跟踪性能可由降阶慢变子系统近似.文章提出的控制方法同时考虑了参数不确定性和未知扰动项的影响,在不忽略非仿射结构的前提下实现控制目标,不依赖于原系统的时标分离特性,且避免了反步法中的“复杂性爆炸”问题.两组与参考文献控制方法的对比仿真结果验证了文章控制方法的有效性.     

DoS攻击下的网络控制系统基于量化的输出反馈控制

针对存在DoS攻击的网络控制系统,提出了一种新的量化结构,并设计了H_∞输出反馈控制器.在网络环境下,假设控制器到执行器的传输通道中存在DoS攻击,采用新的量化结构对传感器信号进行量化处理,减少量化误差.通过将DoS攻击描述为服从Bernoulli分布的概率模型,把网络控制系统建模为具有随机参数的线性离散系统.在分析系统稳定性时,区别于普通二次型Lyapunov函数,本文选取了一种依赖量化误差及攻击概率的Lyapunov函数.基于稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出使闭环系统为均方意义下指数稳定且满足给定H_∞性能指标的输出反馈控制器设计方法.最后通过仿真算例,验证了所提方法的有效性.     

广义系统正常动态补偿器的设计

本文将广义系统的状态反馈和其正常状态观测器结合起来,给出了广义系统存在全阶和降阶正常动态补偿器的条件及设计方法。这类正常动态补偿器的共同点是使得闭环系统的有限极点具有分离性。     

一类随机上三角非线性系统的全局渐近输出反馈镇定

研究了一类随机上三角非线性系统的输出反馈镇定问题.通过使用齐次占优方法和构造可实现的齐次降阶观测器,一个输出反馈控制器被设计出来使得闭环系统的平衡点在原点是依概率全局渐近稳定的,并且输出可以被几乎处处调节到原点.数值算例验证了所提方案的有效性.     

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.     

基于免疫函数的输入死区未知严格反馈非线性系统投影自适应指令滤波反步控制

为解决含有未知项以及输入死区的严格反馈非线性系统跟踪控制问题,提出一种基于免疫函数的投影自适应指令滤波有限时间控制方法.该方法使用免疫函数构造扩张状态观测器对具有输入死区控制系统中的未知项进行逼近,并使用指令滤波解决反步法中微分爆炸问题,建立滤波误差补偿机制降低滤波误差对跟踪精度的影响,同时使用投影算子保证了自适应参数的有界性.与现有文献中基于障碍李雅普诺夫函数的自适应反步约束控制相比较,文章可同时约束系统状态、补偿跟踪误差以及自适应参数在预设的范围内,保证了闭环系统中所有信号有界,结合有限时间控制加快了控制系统的收敛速度.最后仿真结果表明了文章控制方法的有效性.