基于Luenberger观测器的降阶H∞控制器的设计

本文主要研究了基于Luenberger观测器的H∞降阶控制器的设计问题,该观测器是干扰解耦的。首先利用LMI方法提出了求解H∞状态反馈增益的充要条件,然后对该控制器进行渐近降阶观测,基于sylvester矩阵方程的显示通解的参数化设计方法,实现了线性系统的降阶H∞控制器的设计,最后给出了相应的降阶H∞控制器设计算法。     

一种新的降阶H^∞控制器的设计准则

本文研究了Ｈ＾∞降阶控制器的存在判据和设计方法，对于具有有限虚轴零点的奇异对象，得到了一个基于线性矩阵不等式的降阶Ｈ＾∞控制器可解的充分条件，并提出了一个简单的设计方法。     

基于LMI降阶正实控制器的设计

考虑降阶正实控制器的设计问题.基于线性矩阵不等式(LMI),分别给出了连续和离散情形下降阶正实控制器新的上界,该界由系统参数矩阵确定.证明了当广义对象的两个子系统存在不稳定不变零点时,存在阶数小于广义对象McMillan阶的降阶正实控制器.证明是构造性的,可以给出降阶控制器的设计算法.     

基于LOMOGA的降阶H_∞控制器的设计

针对降阶H∞多目标控制器的设计问题,本文提出了基于局部正交多目标遗传算法(LOMOGA)的降阶H∞控制器的设计方法。该方法结合局部正交优化和改进多目标遗传算法,解决了多目标遗传算法局部搜索能力较差的问题,达到了对H∞控制器的结构和参数同时优化的效果,提高了降阶H∞控制器的动态性能和鲁棒性能。仿真结果表明,该方法不仅具有较强的全局和局部搜索效率,而且搜索结果具有较高的精度、更好的分布均匀性和多样性。     

使用降维观测器的H_∞控制器设计

本文提出使用降维观测器来设计低阶H_∞控制器的方法。对于具有输出反馈的H_∞控制问题,可以转换成使用降维观测器的H_∞控制问题。通过直接求解状态空间方程,能够获得使用降维观测器的H_∞控制器,其存在的充分与必要条件是两个Riccati方程分别存在唯一的稳定化半正定解。降维观测器的输出是控制对象在最坏扰动作用下的状态估计值。另外,使用降维观测器的H_∞控制问题可以转换成模型匹配问题,并利用相应的结果获得低阶H_∞控制器。     

模型算法控制器降阶方法的研究

使用模型算法控制理论设计的控制器,阶数较高,不利于工程实现和参数调整.针对这个问题,通过非参数模型和参数模型的转换对其进行降阶优化,调整闭环系统新极点的位置,可以获得动态特性和鲁棒性。仿真结果表明了该方法的有效性.     

单级倒立摆的分数阶PI~λD~μ控制器设计

针对单级倒立摆系统的平衡控制问题,采用基于输出反馈双回路控制方案,提出了一种分数阶PDμ控制器设计方法。在建立了系统数学模型的基础上,基于闭环系统的特征多项式和系统稳定性及各种性能指标的要求,选取了合适的闭环主导极点,通过输出反馈控制器改变控制系统的极点位置来使闭环系统具有所期望的动态特性和渐进稳定,并利用微粒群(PSO)优化算法整定分数阶控制器参数。仿真结果表明:双回路分数阶PDμ控制器较整数阶PD控制器,收敛速度快,振荡小,能取得更好的控制效果。     

基于次最优模型降阶的自整定PID控制器

针对过程工业中含有振荡环节和大滞后环节较难控制的被控对象,设计了一种基于频域辨识的自整定PID控制器.该控制器采用次最优模型降阶算法,辨识出二阶加纯滞后的模型;然后基于给定的相位裕度和幅值裕度,整定出PID参数.并通过仿真实验表明对于不同的被控对象,自整定得到的PID参数均能取得较好的控制效果.     

反馈控制器的降阶问题

根据线性离散随机系统的包含原理,研究了系统的状态反馈和输出反馈控制器的降阶问题．给出了控制器降阶两种类型：聚集和约束．通过一个9阶系统控制器的设计,讨论降阶控制器和全阶控制器的性能．     

中立型线性系统基于观测状态的反馈控制器设计

研究了中立型时滞系统输出反馈控制器的设计问题,提出了观测器与控制器的分步设计方案.通过解三个线性矩阵不等式,即可求得满足设计要求的与滞后量大小无关的输出反馈控制器.最后给出一个仿真实例说明了结论的有效性.     

线性系统的输出反馈次优扰动抑制:内模原理方法

 运用内模原理研究线性系统的输出反馈扰动抑制问题.首先根据扰动的动态特性构造内模系统,将最优扰动抑制问题转化为等价的最优调节问题.然后通过构造降维状态观测器重构输出反馈中测量不到的部分状态变量;通过求解一组矩阵微分方程或矩阵方程得到次优控制律,利用控制律中的内模补偿项与外部扰动进行对消.最后采用海洋平台简化模型作仿真示例,将所设计的扰动抑制控制器与前馈反馈最优扰动抑制控制器作比较,证明所设计的控制器能够实现无静差的扰动抑制.     

一类不确定线性切换系统的鲁棒控制器设计

利用Lyapunov函数方法,考虑了一类标称系统存在共同Lyapunov函数的不确定线性切换系统的鲁棒控制器设计问题。系统不仅受不满足匹配条件的干扰的作用,而且在输入通道上也具有不确定性,分别设计出了经状态反馈和输出反馈的鲁棒控制器,并设计出了切换律,证明了闭环系统在给定的切换策略下在其平衡点处的渐近稳定性。仿真结果表明所设计的控制器在给定的切换策略下,使得系统的状态是渐近稳定的。     

自抗扰控制器在高阶系统中应用的仿真

将自抗扰控制器 (ADRC)推广到高阶系统的控制中。以理论分析为基础 ,将其基础部件——跟踪微分器 TD和扩张状态观测器 ESO的设计予以简化和改进。针对一类高阶非线性对象 ,在实例仿真的基础上总结了 ADRC的设计要点和经验整定规则。进行了几个典型实例仿真 ,并与PID和逆系统方法对比。仿真结果表明 ,ADRC对这一类高阶非线性对象具有良好的控制性能 ,对其外扰和模型的不确定因素具有较好的适应性和鲁棒性 ,从而证实了对 ADRC简化和改进的有效性。 ADRC可应用于高阶系统的控制     

无限终端线性二次调节器最优输出反馈律

线性二次调节器问题在现代控制理论中占有重要地位.该文针对状态调节器最优反馈律结构复杂、不便工程实现等问题, 着重讨论了无限终端带有输出方程的状态调节器的最优输出反馈律,还跟踪讨论了无限终端输出调节器的最优反馈律.所得结论可降低调节器的复杂程度,便于工程实现.     

基于视觉的无人驾驶车自主导航控制器设计

以DUTIV-Ⅰ型无人驾驶车为研究对象,建立了基于视觉的无人驾驶车自主导航控制数学模型,应用根轨迹法分析了预瞄距离对该控制系统的影响.设计了由线性二次型最优跟踪控制理论得到的状态反馈控制律和用于补偿参考路径曲率扰动的前馈控制律组成的导航控制器.针对DUTIV-Ⅰ型无人驾驶车横向速度的不可测性,根据Kalman滤波理论构造了横向速度观测器.仿真和实验结果表明,该方法可保证无人驾驶车准确地跟踪参考路径,且具有较强的鲁棒性.     

线性多时滞系统输出反馈镇定新判据

针对线性多时滞系统,利用频域法研究了线性多时滞系统基于观测器的输出反馈镇定控制问题.通过利用频域技术和谱半径及模矩相关理论,在要求无时滞的系统矩阵项A为Hurwitz矩阵的条件下,利用构造的状态观测器进行输出反馈控制,建立了系统鲁棒镇定的新判定,并通过示例说明了该结果的有效性.     

不确定线性系统鲁棒稳定控制器设计

针对一类不确定线性系统,给出具有状态时滞和输入时滞的线性系统输入反馈鲁棒H∞控制器设计。     

一种非最小相位系统的非线性控制器设计方法

为解决非线性系统状态反馈线性化过程中出现的非最小相位问题,设计了一种非线性控制器实现对非最小相位环节的有效控制;通过微分同胚映射将原非线性系统变换为线性化标准型形式,此标准型由线性子系统描述的外部动态和由非线性子系统描述的内部动态(即零动态)构成;基于极点配置和李雅普诺夫稳定性理论,给出了一种零动态不稳定系统(即非最小相位系统)非线性控制器设计方法。数值算例仿真结果表明,该方法所设计的控制器既能确保外部动态满足性能要求同时也能保证零动态稳定。     

一类非线性分数阶三角系统的反馈控制设计

研究了具有高次幂右端函数的非线性分数阶齐次、非齐次三角系统的反馈控制设计.运用分数阶Lyapunov方法和递归方法,得到了系统的状态和输出反馈控制器,使所研究的系统镇定.最后,给出两个数值例子来说明结论的有效性.