基于圆判据的超空化航行器状态反馈控制研究

超空化航行器由于航行过程中大部分被空泡包裹,必然面临着航行器与空泡剧烈非线性滑行力带来的稳定控制困难。适当设计的线性控制律一般可得到航行器高频有限振幅振荡运动或阻尼振荡运动的控制结果:而在反馈中引入非线性,虽控制结果理想,但要求对滑行力精确可知,这在实际情况下很难做到。针对以上问题,文章以Dzielski提出的超空化航行器模型为研究对象,基于圆判据定理通过线性状态反馈方法,使航行器系统对所有非线性滑行力特性达到全局绝对稳定。文中首先对原模型进行变换和局部抽取,使之适用于圆判据定理的应用条件;接着给出了通过极点配置方法构建线性状态反馈控制律而达到系统绝对稳定的条件;最后结合系统参数,分析了系统局部和全局绝对稳定情况下稳定域的估计,并给出了仿真验证。

模糊控制器的绝对稳定性圆判据

本文给出了连续模糊控制系统（ＣＦＣＳ）和采样模糊控制系统（ＳＤＦＣＳ）中的广义稳定性圆判据，推导出两种系统中在稳定性意义下的模糊控制器参数选择范围，在此基础上讨论了ＳＤＦＣＳ中采样周期、对象参数变化时对稳定性的影响，仿真结果证实了判据的有效性和实用性．

基于圆判据的一种LMI绝对镇定方法

针对非线性Lur'e系统,提出了一种输出反馈控制器综合方法· 对于系统在无摄动及线性部分存在乘性范数摄动的情况,分别设计了保证闭环系统绝对稳定的动态输出反馈控制器· 由圆判据出发,通过把绝对稳定性问题等价地转化成H∞控制问题,得到了一组由线性矩阵不等式(LMI)

用圆判据方法设计非线性观测器

研究一类非线性系统的观测器设计方法 ,其中观测器误差系统中非线性部分满足一般扇区条件 .该系统的观测器误差系统可表示为线性部分与时变非线性部分反馈连接的形式 .利用满足一般扇区条件非线性系统稳定性的圆判据设计方法 ,得到观测器误差系统渐近稳定的严格正实条件 ,实现非线性观测器的设计 .

鲁棒非线性观测器的圆判据设计

研究了一类非线性系统的观测器设计方法,其中假定观测误差系统中的非线性部分满足一般的扇区条件。根据多变量圆判据设计方法和严格正实条件,获得了全局收敛的非线性观测器,并且进一步提出系统结构满足扇区条件的判别定理。利用输入-状态稳定性工具,分析了该非线性观测器的鲁棒性。通过实例和仿真说明这种非线性观测器的有效性。

空空导弹变结构制导系统圆判据稳定性分析

文中在圆判据非线性稳定性理论基础上,进行空空导弹变结构制导系统的稳定性分析。在频域分析中,适当减小飞控系统时间常数,制导系统的稳定性增强。仿真结果表明,变结构制导系统采用直接力控制,是提高非线性系统性能的有效措施。

递增二次约束混沌系统基于圆判据观测器的同步

递增二次约束包含了经典的Lipschitz条件、递增扇形有界条件以及单边Lipschitz条件等许多非线性约束条件。该约束条件主要由递增乘数矩阵来描述,一定程度上为常见的非线性提供了一种统一描述。因此,选取一类满足递增二次约束的混沌系统作为研究对象,设计了基于圆判据观测器的混沌同步方案。该方案为大多数常见的混沌系统提供了一种通用的基于观测器的同步方法。观测器系统的估计误差以指数速率收敛到0,实时性较好,而观测器存在的充分条件通过线性矩阵不等式的形式给出,易于求解。最后,以统一混沌系统为例,通过数值仿真说明了该同步方案的有效性。

基于圆判据的超空泡航行体非线性控制研究

超空泡航行体在高速航行过程中大部分表面被空泡包裹,航行体尾部与空泡间相互作用产生剧烈变化的滑行力,该滑行力是导致航行体失稳的主要因素。由于航行体与空泡相互作用机理的复杂性,使得滑行力表达式存在很大的建模差异和参数不确定性,针对这一问题,该文首先通过一系列变换将系统模型表示为线性环节和非线性环节反馈连接的形式,然后基于圆判据定理给出了航行体绝对稳定的充分条件,并依据该条件采用状态反馈极点配置方法设计控制器。仿真结果表明,该控制器针对滑行力建模不确定性和参数不确定性的情况,可以通过合理配置闭环极点实现系统对不同非线性条件的绝对稳定。

导纳平面上失磁异步圆和稳定极限判据的比较

在介绍了发电机失磁保护异步圆阻抗判据和发电机稳定极限导纳判据的原理后,通过将异步圆阻抗方程坐标变换到导纳复数平面后,将典型X_d和X_d'值代入进行标幺值计算,在同一坐标系下,直接分析和比较这两种失磁保护主判据,并指出在失磁刚开始发生阶段,基于发电机稳定极限导纳判据的失磁保护能更快地检测到这一情况,同时还指出在某些系统条件下,基于发电机稳定极限导纳判据的失磁保护相较于阻抗判据具有更高的可靠性。

基于超分辨图像复原的显微圆孔孔径测量方法

为提高圆孔的光学显微测量准确性,研究了基于超分辨图像复原的显微圆孔孔径测量方法。该方法通过超分辨图像复原处理圆孔显微图像,提高了传统光学显微系统对圆孔成像的分辨率,确定了以超分辨复原图像灰度值为0.399作为圆孔物理边缘判据,实现对圆孔边缘的准确探测。理论分析表明该方法可准确测量微米级及以上直径圆孔。核孔膜孔径测量实验中,由二值化图像得到孔径测量结果为6.35μm(测量不确定度为0.08μm),与扫描电镜测量结果6.268μm(测量不确定度为0.083μm)相符,测量误差仅0.08μm。该技术有助于实现对圆孔形状的快速、准确在线测量。

超空泡航行体深度跟踪串级控制策略

针对空泡与航行体之间非线性滑行力导致的超空泡航行体稳定性问题,提出了基于圆判据理论和Nelder-Mead算法的超空泡航行体深度跟踪串级控制方法。介绍了超空泡航行体数学模型以及圆判据定理基础知识。结合模型特性推导了超空泡航行体串级误差状态方程,利用圆判据定理研究了内环绝对稳定性。通过Nelder-Mead算法对内环反馈参数进一步优化。仿真分析结果表明:所提控制方法便于反馈参数整定,可以充分利用超空泡航行体的控制量实现深度跟踪。

一种高稳定度帆板驱动系统的T-S模糊复合控制器

为减少帆板驱动机构(SADA)对太阳帆板挠性模态的激励作用,以扰动力矩较小的永磁同步电机(PMSM)作为驱动源,提出一种T-S模糊控制与校正网络相结合的控制方法。利用校正网络增加系统的相位裕度和增益,并通过T-S模糊控制器降低系统的超调和非线性摩擦的影响,从而有效抑制太阳帆板的振动。通过圆判据对带有此控制器的驱动系统进行了稳定性证明,很好地解决了模糊控制系统在摩擦扰动下难以进行频域理论分析的缺陷。仿真结果表明,在非线性摩擦等扰动的影响下,该控制方法能够很好地抑制太阳帆板引起的挠性振动,提高系统的速度精度和稳定度,具有较好的动态性能。

直接力/气动力复合控制系统鲁棒稳定性分析

针对直接力控制的脉冲发动机非线性量化特性和喷流因子的不确定性,结合直接力/气动力双反馈复合控制方案,为了导弹飞行高速稳定性设计,提出了圆判据的鲁棒稳定性分析方法。首先建立了直接力/气动力复合控制系统数学模型,在完成复合控制系统设计的基础上,采用圆判据稳定性分析特点把非线性复合控制系统简化成一个非线性环节和一个线性环节的典型闭环结构形式,并根据圆判据的结论分析了脉冲发动机喷流因子不确定性和非线性量化特性对导弹自动驾驶仪稳定性影响。最后仿真结果验证了方法的正确性。

一维模糊PID结构分析

介绍一种新型的模糊PID控制器的结构,该结构为一维输入并使用三条模糊规则的模糊控制器.分析其非线性的特征,并在其基础上用线性化的方法分析了一维模糊PID控制器的非线性增益品质,提出了将非线性曲线分段线性化的方法模拟非线性特性,通过该方法可以量化和简化模糊控制器的非线性增益品质,并利用圆判据对其稳定性作了分析.仿真实验表明在一定范围内可以用分段线性的方法来分析一维模糊PID的结构,结果表明了该方法的有效性.

一类非线性反馈系统的稳定性分析

利用新近发展起来的积分二次约束 (IQC)方法 ,研究了一类较为普遍的非线性反馈连接的L2 稳定性问题 ,给出了其稳性分析准则和一些必要条件 ,这些结果适用于时不变与时变系统。其次 ,利用已有的结果 ,研究了非线性环节具有扇区特性的稳定性问题。在单输入单输出 (SISO)的情况下 ,给出了时变系统的圆判据。而在多输入多输出MIMO的情况下 ,也给出了一个稳定性判据 。

牟宗三儒释道三教的哲学证立与圆教判释

“实践的智慧学”是康德对古希腊“哲学”意义的揭示。牟宗三通过“实践的智慧学”哲学古义的诠释,以及“哲学”与“教”统一性的证明,为中国传统儒释道三教奠立哲学王国中的合法地位,为哲学地建立中国哲学和中西哲学的比较融通拓展出理论的地平。在“实践的智慧学”诠释基础上,牟宗三借鉴康德哲学对儒释道三教进行了现代哲学的建构,并展开“圆教判释”。牟宗三的“圆教判释”,是“实践的智慧学”意义上的“哲学判教”。

基于局部稳定性的抗饱和定量反馈理论设计

基于实际物理信号有界的事实,针对饱和控制系统,提出了一种改进圆判据,并利用该判据进行抗饱和补偿器设计.通过两步法与定量反馈理论(QFT)图形化的设计方法相结合,将抗饱和补偿器的圆判据转化为Nichols图上的可镇定区域.设计过程具有直观、物理意义明确的优点,同时降低了补偿器设计的保守性,从而进一步提高抗饱和系统的控制品质.

基于QFT的鲁棒抗饱和设计

针对具有执行器饱和以及参数大范围不确定性的LTI(线性时不变)控制系统的鲁棒稳定性问题,在研究QFT(定量反馈理论)传统的二自由度(2DoF)设计方案的基础上,提出一种基于QFT与圆判据绝对稳定理论相结合的三自由度(3DoF)鲁棒抗饱和设计方法。受控对象的不确定性利用对象模板进行描述,通过将抗饱和结构转化为Lur'e系统的稳定性问题,并运用圆判据确定Lur'e系统中线性环节的稳定边界,进而设计系统的抗饱和补偿器,使饱和发生时受控系统能够稳定到任意参数点。最后,通过数值仿真说明此方法设计的控制系统不仅能成功克服饱和非线性,而且对参数不确定性具有很好的鲁棒性。