一类干扰有界约束非线性系统的鲁棒模型预测控制

针对一类干扰有界约束非线性系统设计了基于控制不变集切换策略的鲁棒模型预测控制算法.针对非线性系统线性化之后的结果,给出了平衡点的非线性标称系统控制不变集的计算方法.然后在考虑线性化误差和加性有界干扰影响的基础上,构造了平衡点附近最小鲁棒正不变集.结合不变集切换策略和Tube不变集控制方法,提出了干扰有界约束非线性系统的不变集切换策略.最后将该算法应用到一类典型的非线性化工过程连续搅拌反应釜(CSTR)中,仿真结果验证了算法的有效性.

受外界干扰的离散多智能体系统的均方有界一致性

对有外界干扰的二阶离散多智能体系统,研究了在马尔可夫切换拓扑结构下的均方有界一致性问题.首先,设计了一个带有智能体位置和速度信息的控制协议.其次,在随机有界干扰的情况下,借助于矩阵分析方法以及Lyapunov函数,得到了闭环系统实现均方有界一致所需的代数条件,同时给出了各智能体状态误差的上界.最后,数值仿真验证了理论结果的有效性.

具有未建模和有界干扰系统的鲁棒自适应控制(Ⅰ)

考虑一类同时具有未建模动态和有界干扰的连续时间系统,在修改的加权最小二乘法中嵌入一个带相对死区函数的时变加权因子,并以此算法估计系统建模部分的参数.对建模部分的相对阶为零的情况,设计出不含微分环节的自适应控制器,系统输出直接跟踪所给定的参考信号,证明了所构成的闭环系统是全局稳定的.

离散大系统存在有界干扰时的分散自适应控制

本文研究了离散大系统存在有界干扰时的分散模型参考自适应控制问题.考察了按系统的状态变量和输入-输出变量设计自适应系统的二种情况,导得了局部控制器采用“积分+δ修正”自适应律时,复合闭环系统的所有信号和跟踪误差将收敛于一有界集的充分条件.文中并给出了一个算例.

差分有界干扰的最优抑制

提出了离散ＳＩＳＯ系统中差分有界干扰的最优抗扰设计问题，讨论了控制对象含（１－ｚ）－１和不含（１－ｚ）－１两种情况下问题的解法，并证明了上述两种情况都可以转化为现有ι１优化理论能够解决的问题．

具有未建模动态和有界干扰系统的鲁棒自适应控制(Ⅱ)

考虑一类同时具有未建模动态和有界干扰的连续时间系统,在推广的加权最小二乘法中嵌入一个带相对死区函数的时变加权因子,并以此算法估计系统建模部分的参数.对建模部分的相对阶n*=n-m=1的情况,设计出不含微分环节的自适应控制器,系统输出直接跟踪所给定的参考信号,证明所构成的闭环系统是全局稳定的.

带有界干扰的LPV系统鲁棒预测控制综合方法

针对带有界干扰的多胞描述约束LPV系统,提出一种鲁棒预测控制综合方法,设计保证系统闭环稳定的状态反馈控制器。为减少计算的复杂性,采用线性矩阵不等式求解预测控制无穷时域最小-最大优化问题,获得状态反馈控制律,将该控制率施加到系统,证明了算法的可行性和系统的闭环稳定性。通过仿真实验验证了算法有效性。

有界扰动饱和不确定切换系统鲁棒控制器设计

为了避免具有"饱和输入"和"持续有界干扰"的控制系统对性能指标的负面影响,研究了一类有界扰动饱和多胞不确定性切换系统在分段Lyapunov函数切换方式下的稳定鲁棒性.在给定的切换函数作用下,根据分段Lyapunov函数和几个相关引理,推导出使饱和切换系统具有稳定鲁棒性的若干个矩阵不等式约束条件.通过求解矩阵不等式约束条件下的稳定吸引域最优解,设计出使系统达到局部指数收敛的状态反馈控制器,并给出了系统最大吸引域.在持续的扰动条件下,仿真结果表明,该设计方法具有较强的稳定鲁棒性.

通讯时延和外部干扰下多无人机事件触发滑模编队控制

针对多无人机编队系统,采用了内外环控制策略。首先,在考虑通讯时延和有界外部干扰的情况下,针对位置子系统提出了一种基于记忆事件触发机制的滑模控制方法。针对所建立的无人机二阶模型,采用领航-跟随法实现期望飞行编队。其次,为降低编队过程中的通讯负荷,设计了基于输入反馈和跟踪误差的新型自适应记忆事件触发机制,针对由此产生的输入通讯时延和系统所受的外部干扰问题,设计了滑模控制器,保证了控制性能并抑制了通讯时延和有界干扰的影响。再次,应用Lyapunov理论和H_(∞)控制理论完成了闭环系统稳定性证明,并且给出了便于滑模控制器增益和触发参数求解的策略。从次,基于所获得的虚拟控制量,针对姿态子系统设计了跟踪控制器。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。

持续有界路面激励下的车辆主动悬架可靠L_1干抗抑制控制

在车辆主动悬架控制中,路面激励通常可作为一类持续有界的外部干扰建模。针对该问题提出车辆主动悬架的可靠L_1干扰抑制控制方法。区别于以往的H_∞/GH_2控制方法,无需假设路面干扰为能量有界的情况。在控制器设计中,使用L_1性能指标提高汽车悬架的舒适性,同时保证悬架的其它性能,如悬架动行程、轮胎动载荷、控制饱和和执行器错误。以线性-分数矩阵不等式给出控制设计条件,控制器可根据凸优化方法和广义特征值问题求得,且相应的闭环系统具有指数稳定性及L_1干扰抑制性能。最后通过数值实例表明,在持续有界的正弦型和随机白噪声路面激励下,系统具有理想的驾驶舒适性能,并能保证悬架硬约束。

改进的扰动LPV系统输出反馈预测控制

针对一类带有有界状态干扰的多胞描述LPV系统,文中提出了一种鲁棒预测控制改进方法,并设计了保证系统渐近稳定的输出反馈控制器。为抵消有界状态干扰,该控制器考虑无扰动LPV系统,基于离线状态观测器,采用线性矩阵不等式求解预测控制无穷时域最小-最大优化问题。随后利用离线状态观测器获得扰动LPV系统与无扰动LPV系统状态的估计值之差,以确定保性能的反馈增益,从而得到使扰动LPV系统渐近稳定的最优偏移量,并将其与无扰动系统控制律组合作为最优控制律施加于实际系统。实验结果表明,运用改进的鲁棒预测控制方法能获得较好地控制性能,同时提高了系统的稳定性和解决优化问题的效率,仿真试验也验证了该算法的有效性。

采用鲁棒容许集对有约束的不确定系统作鲁棒模型预测控制

针对输入和状态受约束的干扰有界多胞不确定线性系统,提出了基于鲁棒容许集的扩大吸引域鲁棒模型预测控制(RMPC)方法.首先给出了多面体不变集的鲁棒容许集计算方法,并推导了鲁棒容许集存在的充分必要条件.其次,为了拓展Tube不变集鲁棒模型预测控制算法的适用范围,讨论了干扰有界多胞不确定线性系统的Tube不变集控制策略.之后为了扩大约束系统吸引域,提出了干扰有界多胞不确定系统的鲁棒容许集模型预测控制策略.通过采用鲁棒容许集和Tube不变集RMPC,该方法不仅扩大了吸引域,而且降低了在线计算量;同时,采用基于最小鲁棒正不变集的Tube不变集策略保证了算法的鲁棒性.最后仿真结果验证了算法的有效性.

基于变结构制导律的制导指令校正算法研究

本文在基于变结构理论的基础上,将目标机动视为未知的有界干扰,设计变结构制导律,利用变结构控制系统的干扰不变特性,克服目标机动的影响;并在制导回路中引入指令校正环节,以改善导弹制导性能。仿真结果显示,该新型制导算法在攻击大机动目标时抗干扰性和鲁棒性更好。

考虑有界干扰和输入饱和的航天器姿态抗退绕机动控制

本文研究了有界干扰和输入饱和约束下的航天器姿态机动控制问题.首先利用李雅普诺夫稳定性理论,设计了一种抗输入饱和的时变滑模控制算法来求解无干扰下的输入饱和控制问题.然后通过对时变滑模控制律和时不变滑模控制律进行切换,有效利用两者各自的抗饱和和抗干扰优势,使基于切换机制的控制律同时具有如下特点:1)满足输入饱和约束;2)对有界干扰具有鲁棒性.针对四元数双值性导致的系统退绕(unwinding)问题,通过对两种常见姿态偏差向量进行分析,并结合他们各自的优势,设计了一种姿态偏差向量.最后利用该姿态偏差向量改进了基于四元数的控制律,使得控制律还具有抗退绕的优点.多种情况的对比仿真结果显示本文所提出的算法是可行和有效的.

一般控制系统与智能控制系统鲁棒性比较研究

论述了一般自动控制系统和智能控制系统的稳定鲁棒性 ,得出一般控制系统在随机干扰和有界扰动情况下系统是否稳定的鲁棒性判据 ,并进而阐述了智能控制比常规 PID控制具有更强的鲁棒性。

时变不确定系统的输出反馈鲁棒预测控制方法

针对存在有界干扰的多胞线性时变系统,提出了在系统状态不可测时的输出反馈Tube不变集鲁棒模型预测控制方法。该方法基于状态反馈Tube不变集鲁棒模型预测控制策略,在性能指标与控制器设计中直接利用观测状态,通过对真实状态和观测状态定义多面体不变集序列,确保给出的基于估计状态的反馈控制律使包含状态观测器在内的整个闭环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。

周期时变不确定性线性系统的MINIMAX控制方法

应用约束最优化方法和微分对策理论 ,讨论周期时变不确定性线性系统在范数有界外部干扰情况下的 MINIMAX控制和参数摄动情况下的 MINIMAX控制 .问题可解的充分条件是一类 Riccati微分方程具有稳定化解 ,且关于最坏扰动的某个附加条件满足相应的 MINI-MAX控制恰为一个线性状态反馈 .此外 。

带扰动的多非完整移动机器人分布式有限时间一致性控制

论文研究多个非完整移动机器人在控制输入存在干扰时,有限时间一致性控制问题.利用坐标变换,将多移动机器人系统的一致性问题转化为非完整约束链式系统的一致性问题,在控制输入带有未知有界干扰的条件下,设计了一种分布式控制算法,并利用Lyapunov理论证明了该算法能够使移动机器人的各个状态在有限时间内达到一致.最后通过数值仿真验证了算法的有效性.

基于可行模型集合方法的多模型切换控制

对含参数跳变的一类具有有界干扰的多输入多输出系统,为改善系统的瞬态响应性能,采用由多个固定模型和两个自适应模型组成的多模型,并引入切换指标函数构成多模型切换控制器。为克服多模型方法计算量大的缺点,采用可行模型集合方法,给出了可行模型应满足的必要条件。应用这一必要条件,对系统的多个模型进行检验,可快速缩小模型可行集合的范围,再通过切换指标函数,在可行模型集合中选择正确的控制器,从而在不降低系统响应性能的前提下,提高计算速度。

轮式移动焊接机器人自适应反演滑模控制

针对带有未知参数和有界干扰的非完整轮式移动焊接机器人的轨迹跟踪控制问题,从移动焊接机器人的运动学和动力学模型出发,结合自适应反演方法,提出了一种新型滑模变结构控制策略。采用滑模控制算法来抑制有界干扰,反演方法来提高系统的全局渐进稳定性,根据Lyapunov稳定性理论,将移动焊接机器人系统分成多个稳定的子系统,设计自适应控制律实现对总不确定上界的估计从而减弱系统的抖振,使参数摄动及外部扰动存在的情况下系统跟踪误差依旧收敛,满足了轨迹跟踪控制的要求。将提出的控制策略与常规的滑模控制算法进行对比分析,仿真结果表明了该控制策略的有效性。