一类非完整系统的输出反馈控制问题研究

针对一类具有虚拟控制方向和非线性不确定项的非完整系统,研究了其输出反馈控制器的设计问题。采用状态转换技术和反推方法,设计了只依赖于输出值的输出反馈控制器。同时为了处理初值为零的情况,提出了基于第一个子系统输出值的切换控制策略,通过仿真算例说明了控制器的有效性。     

空间飞行器的姿态和扰动抑制控制器设计

针对存在参数不确定性和外部非线性系统干扰的刚性空间飞行器,采用Rodrigue参数描述的飞行器姿态模型,利用自适应控制方法处理了转动惯量矩阵中的参数不确定性;基于输出调节理论,设计了一个动态补偿器来估计外部非线性系统产生的干扰信号,结合Lyapunov稳定性分析方法设计了自适应状态反馈控制器。通过数值仿真可知,空间飞行器系统状态全局渐近稳定,设计的非线性内模可完全估计外部非线性干扰,验证了控制器的有效性和可行性。     

一类不匹配不确定非线性系统鲁棒变结构控制

针对一类具有不匹配非参数化不确定性的非线性系统 ,设计出一种鲁棒变结构控制器。该控制器能够保证当时间 t趋于无穷时 ,闭环控制系统的输出跟踪误差趋于零。仿真实例说明了该控制器具有满意的控制效果     

模糊时滞系统控制器依赖于状态时滞的H∞控制

针对一类非线性时滞系统，研究了该系统基于T—S模糊模型的H∞控制器设计问题。采用线性矩阵不等式LMI的方法，设计一个依赖于状态时滞的模糊控制器，得到了系统存在模糊控制器的充分条件，此充分条件等价于一类线性矩阵不等式的可解性，最后通过仿真说明了控制器的有效性。     

一类非光滑非线性系统的鲁棒输出跟踪控制

研究一类具有不可控不稳定线性化的非光滑和本质非线性系统的鲁棒输出跟踪问题.应用Lyapunov稳定性和"加幂积分器"方法构造出一个鲁棒非线性状态控制器,解决了系统的全局鲁棒输出跟踪问题,且所求控制律能确保跟踪误差充分小,闭环系统所有信号全局有界.仿真结果证明了所提出方法的有效性.     

离散系统的绝对稳定性

给出了离散系统绝对稳定性问题的充分条件:约束条件下的矩阵不等式的正定解;基于这一思路可以构造控制器来镇定一类非线性系统;最后还给出了设计实例以说明结果的有效性。     

具有不确定项的随机非完整系统的自适应控制问题研究

针对一类具有非线性参数不确定项干扰的随机非完整系统,首先运用参数分离技术分离非线性参数,使得其线性化;然后采用状态-输入坐标变换技术和反推法研究了其自适应反馈控制器设计问题,并为处理初值为零的情况提出了基于x0-子系统输出值的新切换控制策略;最后通过仿真实例验证了所设计控制器的有效性。     

一类非线性时滞系统的时滞相关稳定性分析

针对一类非线性时变时滞系统,基于T-S模糊模型,采用自由权矩阵的方法,研究了该系统的稳定性问题。设计了一个与系统状态变量的导数有关的模糊控制器,推导出该控制器使闭环系统渐近稳定的充分条件,该条件等价于一类线性矩阵不等式（LMI）的可解性,并以仿真算例证明了控制器的有效性。     

基于T-S模型的非线性系统主从控制器设计

针对同时具有输出和输入非线性的系统,通过中间虚拟控制量的设置,转化为两个非线性子系统的串联,从而简化系统结构并解决最终控制量不宜直接获取的问题。针对无人水面艇的航迹和横摇控制,设计了基于反演控制的从控制器,实现了输入非线性中虚拟控制量到舵角的映射,通过T-S模型将输出非线性系统,转化为线性时变系统,并考虑舵机的角度与角速度约束,设计了广义预测主控制器。该方法不仅简化了系统结构,同时仿真结果表明,所设计的主从控制器可以获得较好的控制效果。     

一类三角结构非线性系统状态参考反演变结构控制

针对一类三角结构非匹配不确定性非线性系统,结合参考状态、反演设计和变结构控制方法,研究了其在非匹配不确定性和未知干扰下的跟踪控制问题,提出了状态参考反演变结构控制策略,设计的状态参考反演变结构控制器实现鲁棒输出跟踪,闭环系统在有限时间进入滑动模态.仿真算例证实了理论研究成果的正确性和可行性.     

非线性时滞系统模糊控制的一种新方法

针对一类状态变量具有时滞的非线性系统，研究了其模糊控制器的设计问题。采用线性矩阵不等式（LMI）的方法，设计了与状态变量导数有关的模糊控制器，得到了系统存在模糊控制器的充分条件，并利用线性矩阵不等式的解给出具体的形式，最后通过仿真说明了控制器的有效性。     

考虑不确定参数及外部扰动数字液压缸非线性鲁棒位置跟踪控制

在考虑不确定参数及外部扰动的情况下为数字液压缸位置跟踪系统设计了一个非线性控制器。首先,建立了数字液压缸位置跟踪系统的非线性模型;然后,构造了一个李雅普诺夫函数及非线性控制器,推导了系统鲁棒稳定的充分条件,由此将非线性控制器的设计问题转化成为线性矩阵不等式的求解问题;最后,进行了仿真及实验验证。结果表明:所设计的控制器对于参数不确定性及外部扰动具有良好的鲁棒稳定性及更好的动态特性。     

具有输入饱和的数字液压缸非线性鲁棒位置跟踪控制

针对不确定参数及输入饱和的情况,为数字液压缸位置跟踪控制系统设计了一个非线性控制器和补偿器。首先,建立了数字液压缸位置跟踪系统的非线性模型;然后,构造了一个李雅普诺夫函数及非线性控制器,将非线性控制器的设计问题转化为线性矩阵不等式的求解问题,在此基础上设计了抗饱和补偿器;最后,进行了仿真验证,结果表明:所设计的控制器及抗饱和补偿器使系统具有较好的鲁棒稳定性及动态特性。     

弹药自动装填机器人免疫遗传模糊神经滑模控制

提出了一种基于改进免疫遗传算法的弹药自动装填机器人自适应模糊神经滑模控制器(IIGAAFNSMC)。用径向基神经网络来近似等效滑模控制中的不确定参数,通过自适应免疫遗传算法在线调整径向基神经网络非线性隐含层的结构和参数。利用最小二乘法计算线性输出层的权值,自适应模糊系统调节滑模控制的增益,减小了网络逼近误差和外部干扰并消除了传统滑模控制中的抖振问题。仿真结果表明,该方法比传统的神经网络滑模控制器具有更高的逼近精度和速度。     

一类不确定非线性时滞系统的鲁棒容错控制

针对一类非线性时滞系统,基于Lyapunov稳定性理论,讨论了不确定参数系统的鲁棒容错控制问题。当故障在失效的传感器以及失效的执行器发生时,且非线性不确定性满足一定的增益条件,通过基于线性矩阵不等式(LMI)方法各自给出了故障在传感器和执行器失效发生时,闭环系统渐近稳定的存在条件及相应控制器的设计方法。一个设计算例的仿真结果表明了该方法是有效的。     

基于事件触发的船舶航向自适应控制研究

针对非线性船舶航向控制系统,充分考虑系统具有未知常数参数,从执行机构实际出发构造触发事件并基于反步法设计控制器输入信号,提出了基于事件触发的自适应控制器的设计方法。理论证明及仿真分析表明,基于事件触发的自适应控制器在保障系统稳定的同时,实现了系统输出对指令信号的良好、快速的跟踪效果,提高了执行机构的执行效率。     

基于零动态设计原理的刚体姿态控制

采用四元数,古典的Rodrigues参数和修改的Rodrigues参数来描述刚体旋转运动.基于微分几何中的零动态设计原理,首先构造一个输出映射,使系统具有相对阶{1,…,1}且零动态渐近稳定.然后求出一类反馈控制器,使得系统部分线性化为一指数稳定的线性方程.仿真结果表明,所求控制器能使闭环系统稳定.     

基于干扰观测器的高超飞行器反演多滑模控制

针对高超声速飞行器匹配/非匹配不确定性控制问题,建立了高超声速飞行器纵向运动三角标准型模型。引入非线性干扰观测器,结合反演控制解决非匹配不确定性控制问题的优势,设计了一种基于反演控制的飞行器多滑模控制器。该方法首先利用非线性干扰观测器的逼近特性对系统受到的干扰进行观测,在每一步反演设计中引入滑模控制设计反演多滑模控制器,从而实现系统对控制指令的输出跟踪。仿真结果表明该方法能够较准确地进行干扰观测,保证了系统的稳定性和鲁棒性,具有良好的控制性能。     

基于ADP的高超声速飞行器非线性最优控制

针对高超声速飞行器提出了一种基于自适应动态规划(ADP)的非线性最优控制器设计方法。首先,非线性系统的最优控制器设计问题等价于求解HJB方程。传统的HJB方程求解方法需要系统动态的精确知识,但是实际中系统动态常常是未知的或者部分未知的。针对高超声速飞行器系统动态未知的情况,采用ADP算法在线求解HJB方程,设计非线性最优控制器。该设计方法的一个显著优点是不需要系统的内部动态知识。最后,仿真结果验证了所设计控制器的有效性。     

基于截断函数的有限时间滑模控制方法

针对一类二阶不确定非线性系统的鲁棒控制问题,提出一种基于截断函数的有限时间滑模控制算法。该算法具有以下特点:系统状态可在期望的有限时刻收敛为零;受控系统对外部扰动和参数不确定性具有全局鲁棒特性;系统状态的动态响应可解析预测;通过选择不同的截断函数可以实现对控制器性能的调节。仿真结果验证了所提算法的有效性。