非线性奇异摄动系统的反馈镇定

针对一类关于快系统是线性的、慢系统可部分输入输出线性化的奇异摄动系统,设计了使整个闭环系统渐近稳定的状态反馈控制器.利用奇异摄动中双时间刻度理论将原系统分解为快慢子系统,其中慢系统具有仿射非线性系统的标准形式,并分别建立了慢系统线性部分和零动态部分及边界层系统的Lyapunov函数;最终通过计算复合Lyapunov函数沿原系统轨线的导数,得到了原系统渐近稳定的充分条件,并给出了估计摄动参数ε上界所满足的定量表达式.仿真实例进一步验证了理论方法的有效性.

奇异摄动系统的二次稳定

奇异摄动对于提高控制系统的分析与设计的精度具有重要的理论意义和应用价值。该文研究了具有快慢尺度的奇异摄动系统的鲁棒稳定性 ,将正常连续系统的二次稳定的概念推广到奇异摄动系统 ,并证明了将奇异摄动系统的二次稳定性问题转化为 2个正常快慢子系统的二次稳定性问题的等价性。

非线性奇异摄动系统的L_2增益干扰抑制

将原系统分解为快慢两个子系统,并依据假设得到使快系统渐近收敛的状态反馈控制器.然后基于Lyapunov函数和逆推法构造出慢系统的状态反馈控制器,使得闭环系统对于所有有界干扰是内部稳定的,且从外部扰动输入到输出满足任意小的有界L2增益.通过求出第一个子系统的严格耗散不等式,递推得到全系统的严格耗散不等式,因此控制器设计过程避免了求解Hamilton-Jacobi方程,仿真实例说明了该方法的有效性和可行性.

液压柔性臂末端位置的模糊控制研究与仿真

以液压起重机向上变幅过程为例,研究了对单节液压柔性臂末端位置的模糊控制方法,利用模糊控制器语言变量控制规则能够使复杂系统解耦的特点,对慢变子系统和快变子系统分别进行了独立的控制,即用模糊PD控制方法对柔性臂转角进行了位移的轨迹跟踪控制、用模糊控制方法对柔性臂的弹性振动进行了控制,通过对转角和弹性振动的控制实现对液压柔性臂末端的位置控制。在adams和simulink联合仿真平台上对单节液压柔性臂末端位置的模糊控制问题进行了仿真研究,结果表明采用的控制方法能够实现对液压柔性臂末端较为精确的位置控制。

广义线性时不变系统内部故障的诊断方法

对于广义线性时不变系统,利用受限等价变换可以得到系统的标准形式,在标准形式中广义系统可以分为慢子系统和快子系统两部分。在系统运行出现的各种故障中,对于系统自身内部出现的故障问题是不可忽视的。而为了判断这样的内部故障是否在系统中出现,经过深入分析系统矩阵,结合矩阵理论与积分运算,提出了分别针对慢子系统部分和快子系统部分的,判断广义线性时不变系统是否存在系统故障引起的系统矩阵误差的方法。最后,通过一个仿真算例验证了这种故障检测方法的有效性和可行性。

奇异摄动系统的H_∞最优问题及其分解

本文研究了奇异摄动系统的H_∞最优问题。主要结果在于证明了该问题的可分解性,即奇异摄动系统的 H_∞ 最优问题可分解为一决变子系统及两个慢变子系统的相应 H_∞ 最优问题。鉴于奇异摄动系统传递函数的两频率特性,我们要求所得到的 H_∞ 最优控制器亦具有两频率性质。本文考虑的这种分解,为寻求具有两频率性质的 H_∞ 最优控制器提供了有效的方法。

区分快慢变子系统的柔性机械臂控制方法

为了提高柔性机械臂控制精度、抑制柔性机械臂末端振动,提出了区分快慢变子系统的组合控制方法。使用拉格朗日方程和假设模态法建立了柔性机械臂动力学方程,利用奇异摄动原理将柔性机械臂系统分解为快变子系统和慢变子系统;鉴于慢变子系统的强非线性和参数不确定性,将反演控制和滑膜变结构相结合,提出了基于反演滑模变结构控制方法的慢变子系统控制;鉴于快变子系统模型不准确问题,而模糊控制对模型精度没有要求,因此设计了快变子系统模糊控制器。经仿真验证可以看出,与传统PID控制相比,机械臂转角最大误差由4.1°下降为0.04°,稳定时间由10s下降为2.5s,末端振动最大值由0.081m下降为0.021m,极大地提高了柔性机械臂控制精度。