飞机变结构鲁棒解耦控制系统设计与仿真研究

针对现代飞机在大飞行包线内飞行是一个复杂的具有不确定性的非线性模型的问题,首先采用非线性变结构鲁棒解耦控制方法为其设计了控制律,即在设计切换函数时,引入误差积分项以抑制变结构控制的抖动,并提出了一种将不连续控制变为近似连续控制的方法。然后用不同飞行条件下的空气动力参数变化来模拟系统的不确定性,并进行闭环系统数字仿真。结果表明,所设计的控制律不仅可实现对飞机滚转角、侧滑角、迎角等的渐近解耦控制,而且对系统不确定性具有较强的抑制作用。说明系统具有较好的解耦性和较强的鲁棒性。

线性变参数系统抗扰动鲁棒模型预测控制

持续有界扰动影响线性变参数系统的稳定性控制,采用基于多面体集的线性变参数系统抗扰动鲁棒模型预测控制算法可扩大系统的控制可行域,实现系统的稳定控制,并减少在线运算量。考虑系统扰动影响和参数不确定性,离线算法得到一系列不变多面体集和对应的控制律。在线算法根据受扰动状态变量在多面体不变集中的位置,在相应离线控制律的凸包内优化出的实际控制律,得到系统的控制输入量。给出算法的详细实施步骤和算法稳定性的证明。通过仿真对比验证算法的有效性,所提出的算法可以实现有界干扰的线性变参数系统控制的快速性和稳定性。

不确定线性系统的鲁棒切换函数变结构控制

针对工程领域中常见的一类不匹配不确定系统 ,即不确定性不是发生在控制通道中的系统 ,如工程中具有执行器的控制系统 ,提出了一种建立鲁棒切换函数的方法 ,进而设计滑模变结构鲁棒控制策略 ,该策略可确保整个闭环系统的轨迹是一致最终有界并具有一致稳定性 .最后以船舶减摇鳍控制系统为例 。

动态解耦和变结构鲁棒补偿的导弹再入控制

导弹在大攻角再入飞行过程中,偏航通道和滚动通道存在着的气动交连耦合。采用动态解耦控制的方法,针对动态解耦对参数不确定性敏感这一缺点,提出了采用变结构鲁棒补偿控制的方法,使由于外来干扰和参数不确定性给解耦后的系统带来的残余耦合量衰减到一个适当的水平ρ,并获得一个H∞跟踪性能指标。理论分析和仿真结果表明,设计的控制系统对解耦后残余耦合进行了有效的衰减,并使系统具有良好的鲁棒性。

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。

一种多变量不确定系统的H_∞鲁棒解耦控制器设计方法

研究了一种综合考虑闭环动态稳定性、干扰抑制性及鲁棒解耦性的 H∞ 鲁棒控制器的设计问题。定义了鲁棒解耦的概念 ,给出了存在结构不确定性情况下控制器满足鲁棒性和鲁棒解耦的充要条件和递推算法。仿真实例表明 ,用这种设计方法得到的控制器能满足鲁棒解耦性。

一类具有凸多面体不确定性的非线性变参数系统鲁棒H_(∞)控制

针对具凸多面体不确定性的非线性变参数(NPV)系统,本文研究了其非线性鲁棒H_(∞)控制问题.基于Lya-punov稳定性理论和多项式平方和(SOS)方法,对该系统设计了非线性鲁棒状态反馈镇定控制器.在此基础上,进一步考虑存在外部扰动情形,给出相应的非线性鲁棒H_(∞)控制可解性条件.该条件以状态和时变参数依赖的线性矩阵不等式形式(LMIs)给出,可借助凸优化工具进行有效检验.最后,通过数值仿真验证了所得方法的有效性和优势.

非线性参数扰动多重时滞系统的鲁棒稳定性分析与变结构控制

研究一类非线性参数扰动满足范数有界条件的多重时滞系统 .利用Lyapunov函数方法 ,获得了一个新的鲁棒稳定性充分条件 ,并应用变结构控制实现了该类非线性参数扰动多重时滞系统的鲁棒镇定 .

多组多滞后区间时变系数线性关联控制系统的结构与关联鲁棒镇定

本文建立了多组多滞后区间时变系数线性关联控制系统的结构概念,采用刘永清建立的鲁棒镇定等价法,给出了具有扰动结构参数的多组多滞后区间时变系数线性关联控制系统的结构与关联鲁棒镇定,同时给出了鲁棒镇定的扰动参数与滞后界限的估计公式。

基于期望特性的变结构鲁棒控制器

提出了一种基于期望特性的变结构新型鲁棒控制器的设计方法.该方法融合了状态反馈和变结构控制的特点,所设计的系统具有响应过程的完全鲁棒性.

一类非线性系统的变结构鲁棒观测器

研究了系统中不确定因素不满足匹配条件且具有外部干扰的变结构鲁棒观测器的设计问题 .构造的观测器适用于标称系统是线性定常系统或可化为正则型的仿射非线性系统 .采用Lyapunov函数作为稳定观测器的判别条件 ,使观测器在有外部干扰时具有一致最终有界的构造误差 .观测器的构造利用了不确定因素的界 ,与某些结果相比 ,结果在实际中易于实现 .

挠性飞行器姿态稳定鲁棒变结构控制

针对三轴稳定卫星的模型参数存在不确定性，设计了一种鲁棒变结构控制器，它能确保系统在一定 条件下具有全局渐近稳定性，并且系统在一定条件下能在有限的时间内到达滑动平面，具有鲁棒到达条件， 同时控制律实现简单．采用积分型滑动平面，能保证系统在到达滑动平面后具有良好的性能．最后根据卫星 参数给出了具体的数值算例，数值仿真结果良好．从数值仿真结果来看控制器在存在较大不确定性情况下 (考虑系统转动惯量有5%的不确定性)依然保持良好性能，具有很强的鲁棒稳定性．而且，采用边界层改进 控制器后，能有效地解决抖振问题，同时控制器的性能基本保持不变，说明鲁棒变结构控制器的设计是有 效的．

具有结构不确定性的时滞系统的闭环鲁棒预测控制器(英文)

针对具有结构不确定性的时滞系统,设计了闭环鲁棒预测控制算法.该控制算法基于控制不变集方法,通过采用双模控制和闭环控制策略,增加了控制设计的自由度,进而扩大了系统的初始可行域并能获得较优的控制性能.仿真结果验证了该方法的有效性.

一类离散不确定系统的Tube不变集离线鲁棒模型预测控制

针对一类输入和状态受限的离散线性不确定系统,提出了一种基于Tube不变集的离线鲁棒模型预测控制方法.首先针对输入和状态约束线性时不变标准系统,设计了改进的基于多面体不变集的离线模型预测控制算法,并证明了稳定性.其次对于存在未知有界干扰的实际不确定系统,引入了Tube不变集策略,通过设计对应标准模型的最优控制序列和状态轨迹,给出了实际不确定系统的离线Tube不变集控制策略,保证系统状态鲁棒渐近稳定,并收敛于终端干扰不变集.仿真结果验证了该控制方法的有效性.

采用模糊控制的感应电动机解耦变结构系统的研究

感应电动机的解耦变结构控制是一种新型的交流控制系统，但解耦变结构控制在实际系统中会引起抖振问题，从而影响了控制系统的性能．将模糊控制引入感应电动机解耦变结构系统可以有效地抑制抖振。

一类非线性级联系统的鲁棒不变切换控制

研究了一类具有结构不确定性的单输入非线性级联系统的鲁棒不变切换控制问题。通过基于鲁棒严格无源技术和线性子系统状态反馈的切换控制来镇定线性子系统,同时保证了指定区域的正不变性,从而得到了该类系统鲁棒不变切换控制的充分条件。在适当的假设下,得到了系统的半全局渐近稳定。设计中无需ISS假设或非线性项的线性增长条件假设。在MATLAB环境下的仿真结果表明了设计的有效性。

电液伺服结构试验系统的神经网络快速鲁棒跟踪控制

针对结构试验系统的非线性和不确定性特性，提出一种神经网络并行自学习跟踪控制器，在满足试验系统实时性要求的条件下，通过神经网络在线建模和虚拟学习做到了控制器的在线自适应设计，并解决了实时训练样本不足的问题。

具有相似结构的广义互联系统的鲁棒控制(英文)

对于一类具有非线性互联项的广义互联系统 ,定义了这类系统的两种相似结构 .互联项包含不满足匹配条件的不确定性 .设计了状态反馈鲁棒控制器使系统渐近稳定 .由于控制器也具有相似结构 ,因此易于实现 .

多变量解耦鲁棒控制的遗传优化方法

提出一种基于遗传算法的鲁棒准优势化算法 .该算法将鲁棒对角优势和遗传算法相结合 ,综合考虑各摄动系统的关联性 ,搜寻最优的鲁棒解耦控制器 .用该算法对一参数不确定性工业对象进行了鲁棒系统设计 ,结果表明该设计方法比多模型加权准优势化算法具有更好的鲁棒稳定性和鲁棒性能 。

AC位置伺服系统解耦—变结构控制器的研究

本文提出了AC位置伺服系统的解耦—变结构控制器,给出了一种克服转子电阻值随温度变化而增大对解耦控制产生的不利影响的方法。从而保证了解耦控制转矩完全正比于转子电流的特点,很好地满足了位置伺服系统对动态、稳态性能及鲁棒性的基本要求。