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一类二阶非线性系统的有限时间状态反馈镇定方法 被引量:52
1
作者 李世华 丁世宏 田玉平 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期101-104,共4页
针对一类二阶非线性系统的有限时间状态反馈镇定问题进行了讨论.给出了三种基于连续状态反馈的全局有限时间状态反馈镇定方法.首先,利用非线性齐次系统性质,设计出一种状态反馈控制器,使得闭环系统渐近稳定并且具有负的齐次度;其次,基... 针对一类二阶非线性系统的有限时间状态反馈镇定问题进行了讨论.给出了三种基于连续状态反馈的全局有限时间状态反馈镇定方法.首先,利用非线性齐次系统性质,设计出一种状态反馈控制器,使得闭环系统渐近稳定并且具有负的齐次度;其次,基于有限时间Lyapunov函数的反步构造法,给出了一种有限时间控制器;最后,利用非奇异终端滑模控制技术,得到了一种使闭环系统有限时间收敛到平衡点的反馈镇定控制器.仿真结果表明了这些方法的有效性. 展开更多
关键词 非线性系统 有限时间控制 有限时间稳定性 反馈镇定
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轮式移动机器人有限时间镇定控制器设计 被引量:7
2
作者 祝晓才 董国华 胡德文 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期121-127,共7页
主要研究了单链链式系统的有限时间镇定问题。通过探讨n维链式系统的潜在线性结构,将其分解成一个标量子系统和一个n-1维线性时变子系统,并证明了该时变子系统在具有时变函数系统矩阵时的能控性。在此基础上,采用分段控制策略,基于终端... 主要研究了单链链式系统的有限时间镇定问题。通过探讨n维链式系统的潜在线性结构,将其分解成一个标量子系统和一个n-1维线性时变子系统,并证明了该时变子系统在具有时变函数系统矩阵时的能控性。在此基础上,采用分段控制策略,基于终端滑模控制理论设计了不连续反馈镇定控制律,实现了系统的有限时间镇定。最后将该结论应用到非完整轮式移动机器人,仿真结果验证了方法的正确性。 展开更多
关键词 非完整系统 链式系统 轮式移动机器人 有限时间控制 镇定
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一类非完整系统的有限时间镇定控制 被引量:2
3
作者 李胜 王轶卿 +1 位作者 陈庆伟 胡维礼 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期359-361,共3页
针对一类可化为链式标准型的非完整系统的有限时间镇定问题,提出了一种基于切换控制策略的有限时间镇定控制器,并给出了控制器参数的选择条件。该控制器利用切换控制的思想,根据系统的状态变化,通过有限次切换,可使得非完整链式系统各... 针对一类可化为链式标准型的非完整系统的有限时间镇定问题,提出了一种基于切换控制策略的有限时间镇定控制器,并给出了控制器参数的选择条件。该控制器利用切换控制的思想,根据系统的状态变化,通过有限次切换,可使得非完整链式系统各状态在有限时间内从任意的非平衡位置收敛至平衡位置。最后给出了应用该控制器控制非完整链式系统的具体形式,通过仿真实验验证了所设计的有限时间镇定控制器的有效性。 展开更多
关键词 非线性控制 有限时间控制 反馈镇定 非完整链式系统
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基于无扰切换的非完整系统有限时间镇定控制 被引量:3
4
作者 王轶卿 李胜 +1 位作者 陈庆伟 侯保林 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期18-24,共7页
为了使一类非完整系统各状态能够更快收敛至平衡状态,该文对此类系统的有限时间镇定问题进行了研究。该文分别应用齐次系统方法和终端滑模控制理论,结合无扰切换策略,提出了两种有限时间镇定控制器,并给出了相应的控制器参数选择条件。... 为了使一类非完整系统各状态能够更快收敛至平衡状态,该文对此类系统的有限时间镇定问题进行了研究。该文分别应用齐次系统方法和终端滑模控制理论,结合无扰切换策略,提出了两种有限时间镇定控制器,并给出了相应的控制器参数选择条件。所设计控制器能够根据非完整链式系统各状态的变化,使得系统状态在有限时间内收敛至平衡位置,且有效解决了原有非完整链式系统切换控制中的扰动问题。仿真结果表明,所设计的两种有限时间镇定控制器能够使三维非完整链式系统各状态在有限时间内收敛至平衡位置,并且控制输入在整个控制过程中连续变化。 展开更多
关键词 非线性控制 有限时间控制 非完整链式系统 齐次系统方法 终端滑模控制
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不确定轮式移动机器人的有限时间镇定控制 被引量:2
5
作者 叶锦华 李迪 叶峰 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期47-54,共8页
提出一种不确定非完整n维单链系统全局有限时间镇定控制器的设计方法.该方法将单链系统分解为一个一阶子系统和一个n-1阶子系统,并采用一种输入状态不连续变换实现两个子系统的解耦,然后基于有限时间Lyapunov函数法对两个子系统分别进... 提出一种不确定非完整n维单链系统全局有限时间镇定控制器的设计方法.该方法将单链系统分解为一个一阶子系统和一个n-1阶子系统,并采用一种输入状态不连续变换实现两个子系统的解耦,然后基于有限时间Lyapunov函数法对两个子系统分别进行控制器设计,保证不确定系统的稳定和有限时间收敛.此外,对n-1阶子系统的控制器设计还结合了递归设计方法,并利用切换控制策略,使得解耦后的n-1阶子系统不存在奇异,保证控制器的全局稳定性.最后将该控制器应用于一类不确定非完整轮式移动机器人,仿真结果证明了该控制器的有效性. 展开更多
关键词 轮式移动机器人 非完整链式系统 镇定 有限时间控制 不确定系统
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有限时间H_∞控制系统设计的精细积分方法 被引量:2
6
作者 吴志刚 钟万勰 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期291-296,共6页
按照结构力学与最优控制的模拟理论 ,H∞ 状态反馈控制系统的最优H∞ 范数γop 可以通过求广义Rayleigh商的最小本征值得到 .利用精细积分法和扩展的Wittrick_Williams(W_W )方法 ,可以求解有限时间H∞ 状态反馈控制的Riccati微分方程 ... 按照结构力学与最优控制的模拟理论 ,H∞ 状态反馈控制系统的最优H∞ 范数γop 可以通过求广义Rayleigh商的最小本征值得到 .利用精细积分法和扩展的Wittrick_Williams(W_W )方法 ,可以求解有限时间H∞ 状态反馈控制的Riccati微分方程 ,并确定其最优H∞ 范数γop ,实现控制系统的设计 .在此基础上 ,闭环H∞ 控制系统状态方程的解也可以由精细积分法计算 ,虽然对于有限时间H∞ 状态反馈控制来讲 ,这是一个变系数线性微分方程组 .从而实现了H∞ 状态反馈控制系统初值响应的仿真 。 展开更多
关键词 H∞控制系统 有限时间 设计 精细积分方法 RICCATI方程 最优控制
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一类时延网络控制系统的有限时间镇定 被引量:1
7
作者 姚合军 《西南大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期153-158,共6页
研究了一类具有状态时延的网络控制系统的有限时间镇定问题.基于Lyapunov函数法,得到线性矩阵不等式形式的状态反馈控制器设计的充分条件,该状态反馈控制器使得网络控制系统有限时间稳定.最后,给出一个数值算例说明了该方法的有效性、... 研究了一类具有状态时延的网络控制系统的有限时间镇定问题.基于Lyapunov函数法,得到线性矩阵不等式形式的状态反馈控制器设计的充分条件,该状态反馈控制器使得网络控制系统有限时间稳定.最后,给出一个数值算例说明了该方法的有效性、可行性. 展开更多
关键词 网络控制系统 时延 有限时间镇定
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一类非完整链式系统的有限时间镇定控制
8
作者 王轶卿 李胜 陈庆伟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1663-1668,共6页
针对一类三维非完整链式系统的有限时间镇定问题,提出了2种基于切换控制策略的有限时间镇定控制器,并给出了相应的控制器参数选择条件。分别应用齐次系统方法和终端滑模控制理论、根据系统各状态的变化并结合切换控制策略设计了上述控... 针对一类三维非完整链式系统的有限时间镇定问题,提出了2种基于切换控制策略的有限时间镇定控制器,并给出了相应的控制器参数选择条件。分别应用齐次系统方法和终端滑模控制理论、根据系统各状态的变化并结合切换控制策略设计了上述控制器。系统各状态可在有限时间内从任意的非平衡位置收敛至平衡位置。最后,应用这2种控制器解决了三维非完整链式系统镇定问题并给出了具体的应用形式。通过仿真验证了所设计的有限时间镇定控制器的有效性。 展开更多
关键词 自动控制技术 非线性控制 有限时间控制 反馈镇定 非完整链式系统
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基于非线性干扰观测器的无人平台有限时间镇定控制
9
作者 华玉龙 任华林 +2 位作者 孙伟 郭晓林 迟宝山 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期824-829,共6页
研究了存在模型不确定性和外界干扰工况下的非完全对称无人平台有限时间镇定控制问题.考虑模型参数矩阵的非对角线元素存在非零项,仅通过一次微分同胚变换即将原模型化为级联系统形式,简化了计算步骤;基于此级联系统借助终端滑模和反步... 研究了存在模型不确定性和外界干扰工况下的非完全对称无人平台有限时间镇定控制问题.考虑模型参数矩阵的非对角线元素存在非零项,仅通过一次微分同胚变换即将原模型化为级联系统形式,简化了计算步骤;基于此级联系统借助终端滑模和反步控制方法设计了有限时间收敛控制器,解决了传统反步滑模控制器收敛速度缓慢的问题;通过引入1阶低通滤波器,对镇定控制器结构进行了优化,避免了执行器陷入"饱和";基于非线性干扰观测器对外界干扰及系统不确定性进行平滑估计和补偿,无需明确知道估计误差的上界即有效提高了控制器的鲁棒性.最后基于Lyapunov理论证明了闭环系统具有均方意义稳定性并进行了数值仿真,仿真结果验证了控制器的有效性和鲁棒性. 展开更多
关键词 非完全对称无人平台 有限时间镇定控制 全局微分同胚变换 终端滑模控制 非线性干扰观测器
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有限时间镇定控制的实验设计与验证
10
作者 程国扬 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第6期11-17,共7页
有限时间镇定是最近二十年控制领域的一个热门研究方向。采用有限时间镇定技术,可以设计控制系统或观测器使得系统误差或估计误差在有限的时间内收敛到零,这对有严格时间要求的系统至关重要。该文以工业伺服系统常用的永磁同步交流电动... 有限时间镇定是最近二十年控制领域的一个热门研究方向。采用有限时间镇定技术,可以设计控制系统或观测器使得系统误差或估计误差在有限的时间内收敛到零,这对有严格时间要求的系统至关重要。该文以工业伺服系统常用的永磁同步交流电动机作为被控对象,基于转子磁场定向模式,针对电动机的位置-速度环设计了有限时间观测器和有限时间控制律相结合的位置伺服控制器,并与常规的渐近控制器相比较,通过数字信号处理器TMS320F28335搭建了实验测试平台,实验结果验证了设计方案的有效性。将该综合实验用于本科生计算机控制系统实训和研究生的控制工程实践环节,可帮助学生领会先进控制技术的潜力,激发其创新精神。 展开更多
关键词 有限时间镇定 分数幂函数 伺服电动机 非线性控制 实验平台
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受攻击信息物理系统的分布式安全状态估计与控制——一种有限时间方法 被引量:13
11
作者 敖伟 宋永端 温长云 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期174-184,共11页
研究具有非线性耦合特性信息物理系统(Cyber physical systems, CPS)在被攻击情况下的分布式有限时间状态安全估计和控制问题.首先,提出一种由分布式安全测量预选器和有限时间观测器组成的分布式有限时间状态安全估计策略,可确保系统的... 研究具有非线性耦合特性信息物理系统(Cyber physical systems, CPS)在被攻击情况下的分布式有限时间状态安全估计和控制问题.首先,提出一种由分布式安全测量预选器和有限时间观测器组成的分布式有限时间状态安全估计策略,可确保系统的状态在预设的有限时间之内被准确估计出来.然后,利用获得的安全状态估计,借助反步设计方法,建立一套分布式有限时间安全控制算法.理论分析表明,该方法可以保证系统能在有限时间内实现对给定信号的跟踪.最后,通过微电网系统仿真验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 受攻击信息物理系统 分布式状态安全估计 分布式安全控制 有限时间方法
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加热炉温度控制系统的有限时间镇定 被引量:2
12
作者 光晓娜 刘晓华 高荣 《鲁东大学学报(自然科学版)》 2022年第2期146-151,共6页
本文针对加热炉温度控制系统,研究其加幂积分有限时间镇定控制器的设计问题。基于扩展Lyapunov有限时间稳定定理和加幂积分方法,构造合适的Lyapunov函数,并设计加幂积分有限时间镇定控制器。在该控制器的作用下,加热炉温度控制系统在有... 本文针对加热炉温度控制系统,研究其加幂积分有限时间镇定控制器的设计问题。基于扩展Lyapunov有限时间稳定定理和加幂积分方法,构造合适的Lyapunov函数,并设计加幂积分有限时间镇定控制器。在该控制器的作用下,加热炉温度控制系统在有限时间内镇定,同时加热板坯可以在有限时间内达到预定温度,从而提高板坯的质量和减少能量的损耗。最后,仿真算例验证了控制方法的有效性。 展开更多
关键词 有限时间镇定 加热炉 温度控制系统 加幂积分控制
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一类不确定非线性系统的全局鲁棒有限时间镇定 被引量:10
13
作者 李鹏 郑志强 马建军 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期915-920,共6页
对一类不确定非线性系统提出了一种连续的全局鲁棒有限时间控制律.首先,针对标称系统设计出了一种状态反馈控制律,应用Lyapunov直接稳定性理论和LaSalle不变性原理证明了闭环标称系统的全局渐近稳定性,同时具有负的齐次度,其次,引入辅... 对一类不确定非线性系统提出了一种连续的全局鲁棒有限时间控制律.首先,针对标称系统设计出了一种状态反馈控制律,应用Lyapunov直接稳定性理论和LaSalle不变性原理证明了闭环标称系统的全局渐近稳定性,同时具有负的齐次度,其次,引入辅助变量和采用有限时间收敛的二阶滑模Super-twisting算法,设计出了对不确定性和干扰进行抑制的补偿控制项,并根据有限时间Lyapunov函数给出了补偿控制项参数的取值范围;最后,综合得到一种连续的使实际闭环系统有限时间收敛到平衡点的鲁棒镇定控制律.仿真结果表明了所提控制律的有效性. 展开更多
关键词 非线性系统 有限时间控制 二阶滑模 反馈镇定
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一类非线性系统的全局渐近稳定和有限时间镇定 被引量:12
14
作者 周映江 王莉 孙长银 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期664-672,共9页
针对一类全矩阵形式的非线性系统,研究其全局稳定性及有限时间镇定问题.首先,全矩阵形式非线性系统被分成上三角形式和下三角形式非线性系统的加和,并针对下三角形式非线性系统,利用加幂积分方法,自上而下地设计系统的全局稳定控制器;其... 针对一类全矩阵形式的非线性系统,研究其全局稳定性及有限时间镇定问题.首先,全矩阵形式非线性系统被分成上三角形式和下三角形式非线性系统的加和,并针对下三角形式非线性系统,利用加幂积分方法,自上而下地设计系统的全局稳定控制器;其次,在上面控制器作用下,证明全矩阵形式系统在一个给定领域内是局部渐近稳定的;最后,运用自下而上的顺序,一种嵌套饱和方法被用到上述控制器中,通过调节饱和度,使得闭环系统全局渐近稳定.此外,在适当的条件下,可以得到全矩阵形式非线性系统的全局有限时间稳定性. 展开更多
关键词 全局稳定 非线性系统 加密积分方法 有限时间镇定
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输入饱和下的非线性积分系统的全局有限时间镇定 被引量:11
15
作者 丁世宏 李世华 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第10期1222-1231,共10页
针对一类非线性积分系统,利用有限时间控制技术,提出了一种输入饱和情况下的全局有限时间控制方案.首先,基于有限时间Lyapunov稳定性理论,设计镇定系统的全局有限时间递归控制器.然后,将该递归控制器与饱和函数结合得到饱和控制器.数学... 针对一类非线性积分系统,利用有限时间控制技术,提出了一种输入饱和情况下的全局有限时间控制方案.首先,基于有限时间Lyapunov稳定性理论,设计镇定系统的全局有限时间递归控制器.然后,将该递归控制器与饱和函数结合得到饱和控制器.数学上严格证明了在该饱和控制器的作用下,闭环系统满足全局有限时间稳定性.仿真结果验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 非线性系统 有限时间镇定 饱和控制 积分系统
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TCP网络自适应有限时间拥塞控制 被引量:6
16
作者 叶成荫 曹宇 刘琳琳 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期107-113,共7页
针对TCP网络存在系统不确定性和UDP流干扰的拥塞控制问题,使用反步方法提出一种自适应有限时间拥塞控制算法。为了便于控制器的实现,将TCP网络的系统参数和无响应UDP流干扰整合成一个总的不确定。然后设计了一种简单的自适应律去估计系... 针对TCP网络存在系统不确定性和UDP流干扰的拥塞控制问题,使用反步方法提出一种自适应有限时间拥塞控制算法。为了便于控制器的实现,将TCP网络的系统参数和无响应UDP流干扰整合成一个总的不确定。然后设计了一种简单的自适应律去估计系统的总不确定,使得系统总不确定的界不必事先获得,而且减小了计算开销,满足了路由器高速处理分组的需求。基于反步方法和设计的自适应律给出了一种自适应有限时间拥塞控制算法。应用有限时间稳定性理论证明了瞬时队列长度能够在有限时间内收敛到期望的队列长度。使用网络模拟器-2对所提出的算法进行了验证,仿真结果表明该算法在各种网络环境下具有较好的有限时间稳定性和鲁棒性。 展开更多
关键词 TCP网络 拥塞控制 自适应 反步方法 有限时间控制
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动态反馈的一类不确定非完整移动机器人有限时间镇定 被引量:1
17
作者 陈华 陈怡 +2 位作者 王朝立 杜庆辉 陈俊风 《上海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期404-410,共7页
针对一类非完整移动机器人,通过输入-状态变换得到一个三输入链式系统,考虑其在含有不确定控制方向和外部扰动时动态反馈的有限时间镇定问题.运用非光滑控制理论,给出了新型切换设计算法,并得到了不连续的三步切换控制器,使得相应的闭... 针对一类非完整移动机器人,通过输入-状态变换得到一个三输入链式系统,考虑其在含有不确定控制方向和外部扰动时动态反馈的有限时间镇定问题.运用非光滑控制理论,给出了新型切换设计算法,并得到了不连续的三步切换控制器,使得相应的闭环系统全局有限时间镇定.通过数值仿真验证了该控制策略的有效性. 展开更多
关键词 非完整移动机器人 链式系统 动态反馈 有限时间镇定 切换控制
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终端滑模的(1,2)型非完整机器人有限时间镇定 被引量:1
18
作者 陈曦 陈华 +3 位作者 雷衍 严大 王亚伟 陈伟旭 《控制工程》 CSCD 北大核心 2017年第5期1102-1106,共5页
针对(1,2)型非完整轮式移动机器人动态反馈模型,通过状态-输入变换得到相应链式系统,运用终端滑模控制技术和切换控制策略,给出了一个不连续的有限时间状态反馈控制器,并根据有限时间稳定性理论证明了相应闭环系统的原点平衡点是全局有... 针对(1,2)型非完整轮式移动机器人动态反馈模型,通过状态-输入变换得到相应链式系统,运用终端滑模控制技术和切换控制策略,给出了一个不连续的有限时间状态反馈控制器,并根据有限时间稳定性理论证明了相应闭环系统的原点平衡点是全局有限时间稳定的,改善了现有方法渐近稳定的收敛时耗过长的设计缺点。最后,数值仿真验证了控制方法的有效性。 展开更多
关键词 非完整控制系统 有限时间镇定 终端滑模 切换控制
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基于有限时间跟踪微分器的迭代学习控制 被引量:8
19
作者 李向阳 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期1366-1375,共10页
针对迭代学习控制(Iterative learning control,ILC)中的初始状态问题,提出了采用有限时间跟踪微分器安排过渡过程方法,根据迭代学习控制中期望轨迹己知的特点,设计了其参数有明显物理意义并且调节方便的有限时间跟踪微分器.在此基础上... 针对迭代学习控制(Iterative learning control,ILC)中的初始状态问题,提出了采用有限时间跟踪微分器安排过渡过程方法,根据迭代学习控制中期望轨迹己知的特点,设计了其参数有明显物理意义并且调节方便的有限时间跟踪微分器.在此基础上,针对一类具有不确定性的非线性时变系统的迭代学习控制问题,提出了具有对不确定项进行估计的迭代学习控制算法,并应用类Lyapunov方法给出了相关定理证明.仿真结果表明所提出的方法是有效的. 展开更多
关键词 有限时间跟踪微分器 迭代学习控制 初始状态问题 类Lyapunov方法
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大型互联线性系统的输入-输出分散有限时间镇定 被引量:1
20
作者 傅勤 《苏州科技学院学报(自然科学版)》 CAS 2012年第3期6-13,共8页
借助于线性时变系统输入-输出有限时间稳定性的定义,对大型互联线性时变系统引入了输入-输出有限时间稳定性的概念。并对一类大型互联线性时变系统进行了分散状态反馈控制器设计,利用微分线性矩阵不等式(DLMI)的方法,提出一个充分条件,... 借助于线性时变系统输入-输出有限时间稳定性的定义,对大型互联线性时变系统引入了输入-输出有限时间稳定性的概念。并对一类大型互联线性时变系统进行了分散状态反馈控制器设计,利用微分线性矩阵不等式(DLMI)的方法,提出一个充分条件,当反馈控制律作用于该系统时,闭环系统是输入-输出有限时间稳定的。并给出仿真算例说明该结论的可行性和有效性。 展开更多
关键词 输入-输出有限时间镇定 分散控制 微分线性矩阵不等式(DLMI) 大型互联线性时变系统
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