参数不确定性系统的鲁棒控制器数字化再设计研究

针对一类参数不确定性系统离散控制器设计问题,给出其近似离散化模型的推导过程,将采样周期作为系统参数,保证扰动和参数变化下系统模型的相容性性质。利用数字化再设计方法,把离散控制器和连续控制器的全局状态匹配转换为凸优化问题,与控制器鲁棒稳定性条件统一到线性矩阵不等式框架下进行数值求解。仿真实例验证了所提方法的有效性,表明所设计的鲁棒控制器性能优于采用常规离散化方法所设计的控制器。

数字化再设计方法的构件化建模研究

数字化再设计是近年来提出的一种离散控制器设计方法,针对其算法描述复杂,推导过程计算繁琐等问题,对数字化再设计过程进行构件化建模,建立了分层的构件服务体系模型,对主要算法构件进行抽象,并设计"Supervisor"构件监督整个计算过程管理每个构件生命周期.利用Enterprise Java Bean(EJB)技术建立了整个构件环境,仿真实例表明能够有效降低数字化再设计计算复杂度,提高控制算法模块复用能力.

基于数字化再设计的UAV控制器设计与仿真

在无人机控制器优化问题的研究中,无人飞行器闭环系统实际上是一个包含离散与连续两种时间域的复杂的混合系统,在飞行过程中易受环境因素影响,高速飞行时对控制器品质要求较高,传统方法达不到要求。为此推导了一般的基于TS模糊的离散化非线性系统模型,利用数字化再设计方法对已经得到的连续控制器作为参照进行离散化控制器设计,并将离散控制器的设计问题转换为与对应连续控制器性能的逼近问题,在线性矩阵不等式框架下统一进行解决;同时考虑了控制器的鲁棒稳定性问题。从仿真结果可以看出,利用数字化再设计方法得到了无人机数字控制器有较好的逼近性能和鲁棒稳定性。

基于数字化再设计方法的船舶航向控制器设计

船舶航向运动系统具有典型的非线性和不确定性,并容易受到风、浪、流等的干扰。针对船舶航向操纵特点,给出其非线性系统模型描述,在包含参数摄动和环境扰动等不确定性条件下推导了基于T-S模糊船舶航向运动的离散化模型。采用数字化再设计方法设计了一种船舶航向数字控制器。运用计算机仿真手段,将所设计的数字控制器和传统比例-微分-积分(PID)控制器进行对比。仿真结果表明,基于数字化再设计的船舶航向控制器的动态性能优于传统的PID控制器。