一类含有时滞的高阶随机非线性系统的状态反馈镇定

利用随机系统的反推设计方法,研究了一类高阶随机时变时滞非线性系统的状态反馈镇定问题.根据随机系统的稳定性定理,采用Lyapunov泛函设计了一个状态反馈控制器,该状态反馈控制器使得整个闭环系统的平衡点是依概率全局渐近稳定的.本文研究的具有不同阶数的随机高阶非线性系统是以往结果的一个推广,仿真示例验证了所设计状态反馈控制器的可行性和有效性.     

随机时滞系统的H_∞控制

讨论了随机时滞系统的H∞控制问题.利用李雅普诺夫函数法,设计了使得闭环系统渐近稳定且具有给定H∞干扰抑制度γ的状态反馈控制器,该控制器存在的条件以线性矩阵不等式(LMI)的形式表示,并进一步通过求解具有LMI约束的凸优化问题,给出了随机时滞系统的最优H∞控制器的设计方法.仿真示例验证了所提方法的有效性.     

高阶随机时变时滞非线性系统的输出反馈

利用随机系统的稳定性理论,结合Back-stepping设计方法并选择合适的李雅普诺夫函数,研究了一类高阶随机时变时滞非线性系统的输出反馈镇定问题.为系统设计了状态反馈控制器和输出反馈控制器,所设计的光滑输出反馈控制器保证了闭环系统的平衡点为依概率全局渐近稳定的.仿真示例验证了控制方案的有效性.     

基于概率Tubes的Markov跳变系统的随机预测控制

针对一类带有随机干扰的Markov跳变系统,考虑状态概率约束,提出一种随机预测控制方法.采用Tube技术,将概率约束转化为递推可行的概率Tubes,基于概率Tubes设计的控制器,保证闭环系统随机稳定.仿真实例验证了本文方法的有效性.     

具有时延和随机丢包过程的网络控制系统的分析与控制

对同时具有网络诱导时延和数据包丢失的网络控制系统进行了建模、稳定性分析和控制器的设计.网络诱导时延为小于一个采样周期的短时延,随机丢包过程是具有普遍意义的任意丢包过程,其数字特征不必先验得到,运用保证闭环网络控制系统渐近稳定的充分条件,得到了状态反馈控制器的设计方法.仿真结果证明了该方法的有效性.     

基于随机输入状态稳定的It型系统H_∞预测控制

针对一类具有持续扰动和控制约束的连续时间It型系统,研究其H∞预测控制问题.用随机输入状态稳定刻画系统的稳定性,基于Lyapunov函数、It公式和线性矩阵不等式(LMI)方法,通过求解带有终端代价函数的min-max优化问题,得到保证闭环系统随机输入状态稳定的H∞预测控制器.数值仿真验证了方法的有效性.     

时滞不确定系统的H∞控制器设计

针对多时滞不确定系统,用Riccati和LMI相结合的方法设计了一个H∞控制器.该方法的要旨在于只要相应的ARE 和LMI存在正定解,就能设计出H∞控制器.同时用仿真验证了该H∞控制器不但保证了闭环系统鲁棒渐近稳定,而且对于所有容许的不确定性,其H∞范数小于某一常数r,并且其系统响应都趋向稳定.     

基于扰动观测器的四旋翼飞行器跟踪控制

针对存在不确定干扰的四旋翼飞行器轨迹跟踪控制问题,提出了非线性干扰观测器和扩张状态观测器对系统中的扰动进行估计,并将估计值与最优控制器、滑模控制器的设计相结合,克服了模型不确定及外部不确定干扰问题,并实现了飞行器系统跟踪误差的一致有界。通过李雅普诺夫稳定性理论验证了用上述方法设计的控制器系统的稳定性。通过仿真验证了该控制器能够实现对飞行器的轨迹跟踪控制。     

变时滞随机大系统的输出反馈分散控制

研究了一类具有严反馈形式的变时滞随机非线性大系统,其互联项满足线性增长约束,选择了适合这类组合非线性系统的分散状态观测器,应用Backstepping方法,通过选取适当的四次型控制Lyapunov-Krasovskii泛函,并参照Lyapunov-Krasovskii泛函定理,设计了输出反馈分散控制器,使得其闭环系统的平衡点在概率意义下时滞无关渐近稳定。通过仿真实验,其结果表明了该控制算法的有效性。     

三种群捕食与被捕食生物方程基于神经网络的H∞非线性控制

针对一复杂的三种群捕食与被捕食生物系统，基于RBF神经网络，提出了H∞非线性控制器设计方案，并把逼近误差引入控制器设计中以改善系统的动态性能；在生物系统受外界干扰的情况下实现对理想状态跟踪，使跟踪误差收敛到零；用Lyapunov函数及神经网络性质证明了所设计的控制器的有效性；从理论上研究了该生物系统的非线性行为及控制，说明该种群最终达到了一个新的适宜各物种生存、发展的状态空间．     

一类线性带泊松跳随机微分方程的有限时间随机镇定性

研究了一类线性带泊松跳随机系统的有限时间随机镇定性,即系统的暂态性能。考虑一类线性带泊松跳随机系统,建立该系统的有限时间随机稳定性判定定理。针对一类线性带泊松跳随机系统,构造性地设计出来了一个有限时间控制器。通过所发展的有限时间随机稳定性判定定理,证明了闭环系统的有限时间随机稳定性。给出一个数值算例,验证了所提出的控制设计方法的正确性。     

一种典型多变量非线性系统研究

以典型多变量非线性系统——球棒系统为研究对象，用拉格朗日方程建立其数学模型，并用现代控制理论中的状态反馈的方法设计该非线性系统的控制器。无论小球在棒的什么位置，棒的角度如何，该控制方法都能使小球稳定在棒的中心位置。利用工具Matlab进行仿真，结果表明了状态反馈方法的有效性。     

一类切换系统的模型参考自适应控制分析

研究了基于超稳定理论设计一类线性切换系统的模型参考自适应控制的自适应律方法,给出了系统控制律(控制器)和切换策略,并得到了切换系统在切换策略下渐进稳定的自适应律.仿真结果表明,跟踪误差收敛状态验证了此方法的有效性.     

基于Razumikhin方法的二阶随机非线性时变时滞系统的输出反馈控制

本文针对一类二阶的随机时变时滞非线性系统,研究其输出反馈镇定问题.基于Razumikhin方法和反推设计技术,构造合适的观测器和Lyapunov函数,所设计的控制器可以保证闭环系统的平衡点依概率全局渐近稳定.通过Razumikhin方法设计的控制方案,能够彻底去掉此类系统传统结果中对时滞导数的限制.仿真示例验证了控制方案的有效性.     

高精度电液系统的模糊滑模控制仿真研究

结合模糊逻辑和滑模理论,对带有大转动惯量负载的电液系统实现了高精度的控制。该控制器在系统状态到达滑模面时由模糊逻辑求出等效控制量,有效地削弱了抖振、抑制了外部干扰。为了在没有专家经验时,设计出性能良好的模糊控制器,采用遗传算法优化隶属函数和控制规则。在MATLAB中的仿真结果表明,所设计的控制器表现出良好的性能,满足了系统控制指标的要求。     

预测函数控制在确定性网络控制系统中的应用

针对网络控制系统具有不确定时滞的特性,通过在节点中设置缓冲区的方法将随机时滞转化为确定性时滞,从而将网络控制系统从随机系统转化为确定性时滞系统;针对这类时滞系统利用预测函数控制算法设计了控制器,以实现基于模型匹配和多步预测的思想来改善控制性能。通过仿真和基于DCS的模拟系统实验,结果均表明了该方法的正确性和有效性。     

遥操作机器人系统基于前向观测器的状态反馈控制

针对遥操作机器人系统传输通道中存在的通讯时延 ,建立系统的状态空间表达并提出用时间前向观测器预测从手系统状态 ,用力、位置和速度反馈以消除或减小时延对系统的影响。以系统的渐近稳定性 ,主、从机械手静态跟踪误差为零为目标 ,设计反馈控制器并对控制器的设计参数进行了分析。仿真结果表明提出的方法是有效的。     

一类不确定离散系统的时滞依赖保成本H∞控制

针对一类具有状态时滞的不确定离散系统, 研究了其时滞依赖的保成本与鲁棒H∞控制问题. 通过引入状态变换, 提取出时滞因子, 基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法, 得到了保成本H∞状态反馈控制器存在的一个充分条件, 以LMI的可行解构造出相应的状态反馈控制律. 算例验证了该设计方法的有效性, 并且可以通过调节时滞相关度因子得到不同的时滞界限和控制器增益K.     

基于Razumikhin方法的三阶非线性时变时滞系统的输出反馈镇定

本文研究一类带有时变时滞的三阶非线性系统,在Razumikhin方法和反推设计思想的基础上,通过构造观测器和Lyapunov函数,设计系统的输出反馈控制器.为了去掉时滞导数的限制条件,本文使用Razumikhin方法,对系统进行更直接的分析.分析结果表明,所设计的控制器使系统的平衡点全局渐近稳定.     

输入受限网络控制系统的鲁棒模型预测控制

针对一类带有随机时延的输入受限多面体不确定网络控制系统,提出了一种鲁棒模型预测控制算法.假设随机网络时延为Markov链,并考虑Min-Max无穷时域性能指标,用线性矩阵不等式方法给出了依赖于模态的状态反馈控制器.基于Lyapunov方法,得到了保证可行性和鲁棒随机稳定性的条件.仿真结果验证了算法的有效性.