基于李亚普诺夫稳定性理论的压气机失速主动控制方法

针对压气机主动稳定控制方法中模态控制需要大量传感器及高频执行装置的不足,以喷气装置作为失速控制的执行机构,基于李亚普诺夫稳定性理论,利用回溯法设计了采用周向同步喷气的压气机预失速和过失速阶段的失速控制算法。理论分析和仿真结果表明,采用该方法,在预失速阶段,经过约1.1s持续喷气后,扰动的各阶模态的幅值均趋于0,各阶模态的相位均趋于恒定;在过失速阶段,持续约0.1s的喷气控制后,扰动的各阶模态被完全抑制,其各阶幅值趋于0,各阶模态相位趋于恒定;实现了对预失速和过失速的有效控制。由于以平均流量作为反馈输入,该方法只需安装少量传感器,且喷气装置的作动频率不高于50Hz,远低于模态控制方法。此外,采用同步喷气,也降低了执行机构的复杂性。

非线性电液位置滑模控制系统的稳定性

基于李亚普诺夫稳定性理论以及 Slotine等的思想 ,面向电液控制系统的非线性模型 ,提出了电液滑模控制系统的直接非线性分析与综合新方法 ,并以一非线性电液位置滑模控制系统为例 ,对系统的稳定性问题进行了理论研究 ,给出了相关的定理及证明 .结果表明 ,所提出的电液滑模控制系统的直接非线性分析与综合方法简单实用 。

区间时变细胞神经网络周期解的鲁棒指数稳定性

本文研究一类区间时变扰动神经网络系统周期解的鲁棒指数稳定性.获得了一系列关于鲁棒指数稳定性的判据.

3D刚体摆姿态平衡流形的稳定性研究

针对3自由度(3D,3-Degrees)刚体摆姿态平衡流形的稳定性问题进行了研究。利用3-2-1欧拉姿态角的描述方式建立了3D刚体摆的姿态动力学方程和运动学方程,并对其数学模型进行了姿态约化;由3D刚体摆的约化方程解得了4组彼此不相交的一维平衡流形,对3D刚体摆的姿态平衡流形进行了讨论,并绘出其在球面的平衡流形图,利用李亚普诺夫一次近似理论讨论了这4组平衡流形的稳定性,得出结论:3D刚体摆一维平衡流形为李亚普诺夫意义下不稳定,计算机仿真验证了这一结论。

基于Hamiltonian理论的受控电力系统暂态稳定分析方法

从电力系统暂态能量函数出发,应用哈密顿系统理论首次提出新的李亚普诺夫函数。用该函数分析了具有切机切负荷稳定控制的简单电力系统的暂态稳定性。对单机无穷大系统的测试仿真结果表明:按该稳定性条件的切机控制能有效改善故障后系统的功角稳定性。最后指出了该研究的应用前景。

发电机组目标全息反馈大范围稳定控制设计

针对中间再热式汽轮发电机组,提出具有大范围稳定性的目标全息反馈非线性协调控制设计方案,确保全部重要物理量均具有良好的动、静态性能。运用李亚普诺夫函数构造非线性协调控制规律,通过极点任意配置,使李亚普诺夫能量函数全导数在除平衡点以外的整个实数范围内是负定的,从而使系统在提出的控制规律作用下具有大范围稳定性。设计过程表明:在李亚普诺夫能量函数衰减的同时,各重要物理量逼近自己的参考轨迹。由于控制目标的选择不会严重影响非线性设计过程,因此提出的方案可根据实际需要全面、灵活地选择控制目标。仿真结果进一步证实了提出方案的有效性。

基于磁流变材料的汽车悬架半主动控制

结合磁流变液和磁流变弹性体的特性,提出了一种能同时调节刚度和阻尼的汽车半主动悬架系统及其控制策略。首先设计该悬架的大体结构并说明其工作原理,然后建立半主动悬架的控制模型,最后基于李亚普洛夫稳定性理论设计该悬架的半主动控制策略。仿真结果表明,所设计的半主动控制算法可以有效地抑制车身振动,且悬架动挠度保持在一定的范围内。此外,该策略实现了系统与参考模型的速度差和位移差同时为零的突破。

基于势函数的多机器人系统的编队控制

提出了一种基于势函数的、能够有效地对多机器人系统的编队队形进行稳定性分析和分布控制的方法.文章通过选择适当的、与目标和结构相关的势函数,利用图论知识和李亚普诺夫稳定理论,设计了一种新颖的能够稳定机器人编队队形并有效跟踪目标的分布控制律,并给出了多机器人系统编队队形稳定及控制问题有解的充分条件.算例仿真说明了这种控制方法的有效性.

考虑前馈作用的BTT导弹自动驾驶仪设计方法研究

针对BTT导弹自动驾驶仪的设计要求,文章提出了一种考虑前馈作用的导弹自动驾驶仪控制器设计方法。基于该型导弹三通道弹体数学模型,建立了自动驾驶仪控制系统数学模型。应用增益技术和递推设计方法,并基于过载稳定跟踪控制的设计要求,提出了一种全局非线性稳定控制策略,设计了连续的非线性自动驾驶仪,解决了该导弹俯仰通道的前馈问题;对于偏航通道,通过设计三通道协调控制律,将有前馈的自动驾驶仪设计问题转化为无前馈的设计问题;同时也利用滑模变结构控制原理解算出了横滚通道的舵偏角指令。数字仿真结果表明,所设计的自动驾驶仪控制系统可有效克服前馈问题所产生的稳态误差以及不确定性因素的影响,同时也提高了跟踪精度,并具有良好的动态特性和稳态品质。

平面开关磁阻电机模型参考自适应位置控制

为了提高平面开关磁阻电机的位置精确度,研究一种基于模型参考自适应控制理论的平面开关磁阻电机控制方法。采用最小二乘法辨识了平面开关磁阻电机的线性化模型参数,根据李亚普若夫稳定性理论,以力指令为控制量并采用输入输出变量设计了平面开关磁阻电机模型参考自适应位置控制器,基于dSPACE半实物实时仿真系统,构建了实时在线控制实验平台,进行了平面开关磁阻电机的模型参考自适应位置控制实验。研究表明:基于模型参考自适应控制的平面开关磁阻电机系统能平稳、准确地跟随给定位置,提高了电机位置精确度,验证了提出的平面开关磁阻电机模型参考自适应控制方法的可行性和有效性。

基于动态伺服的欠驱动双摆机器人仿生悬摆控制

引入动态伺服理论研究了欠驱动双摆机器人的仿生悬摆运动控制。针对欠驱动双摆机器人的仿生悬摆运动控制,引入动态伺服理论解决摆臂末端对目标轨迹的跟踪问题;利用灵长类动物悬摆运动的类单摆特性,基于李亚普诺夫稳定性理论设计了反馈控制律,并分析了闭环系统的奇点及其对于系统收敛性的影响。欠驱动双摆机器人实物系统实验结果表明,文中所设计的控制策略是有效的。

不同混沌系统的改进函数投影同步一般方法

基于李亚普诺夫稳定性理论,研究混沌系统的改进函数投影同步问题,该种同步可使两个混沌系统渐近同步于一个期望的比例函数矩阵。对于两个完全不同的混沌系统,给出改进函数投影同步控制器设计的一般方法,并分别以混沌Chen和混沌Newton-Leipnik系统及超混沌Chen和超混沌Henon-Heiles系统为例证实所提算法。理论分析及数值仿真结果表明所提算法的有效性。

基于全阶状态观测器的无速度传感器DTC系统

提出一种新型的自适应速度磁链观测器,它利用Matlab进行磁链观测器极点配置及增益矩阵选取。基于全阶观测器,采用李亚普诺夫稳定性理论对电机转速进行在线辨识,实现了异步电机无速度传感器直接转矩控制系统。由于电机定子电阻压降显著增加低速时转速观测误差,为提高低速运行时转速辨识精度,观测器同时辨识电机定子电阻,确保系统在低速时仍有良好的特性。仿真实验结果验证了此方案在低速时具有良好的静、动态性能和转速辨识精度。

带干扰观测器的机械臂加幂积分有限时间控制

针对传统的机械臂控制算法存在控制精度不高,对于外界干扰鲁棒性较弱等问题,提出了带干扰观测器的加幂积分有限时间控制算法实现机器人轨迹跟踪控制。加幂积分有限时间控制器能够保证系统误差在有限时间内收敛,从而使机械臂能够快速准确跟随期望运动轨迹。干扰观测器能够快速准确地估计作用在机械臂上的干扰信号,并通过补偿控制对干扰进行补偿,从而增强系统的鲁棒性。同时,采用Lyapunov理论在理论上证明了上述系统能够在有限时间内收敛。最后,对三自由度Premium机械臂设计了带干扰观测器的加幂积分有限时间控制器,并进行了实验。实验结果表明所提算法能够使机械臂关节能够快速准确的跟随期望值,对外加干扰有较强的鲁棒性。

一类异构多智能体系非线性协议下的一致性分析

针对一阶、二阶混合异构多智能体系统一致性问题研究中,存在状态不可测和系统最终仅可以获得静态一致性的问题,提出了一种具有参考速度的非线性一致性协议。在此基础上,首先,将一致性分析转化为稳定性证明;然后,构造李亚普诺夫函数;最后,基于李亚普诺夫稳定性理论和拉塞尔不变集原理,分析得出了该异构系统获得一致性的充分条件。仿真结果表明,满足文中的条件,系统在所提出的协议下获得了一致性。

神经模糊控制在机器人导航中的应用

提出了一种集成B样条模糊网络的控制器,实现了非完整移动机器人在动态环境中的导航控制.该控制器基于机器人和障碍物之间的相对运动建立速度场,从而进行机器人导航;通过B样条模糊网络更新输出力矩实现速度的跟踪,因而能够处理导航中的未知因素,避免碰撞的发生.最后通过李亚普洛夫稳定性理论保证了整个闭环系统的稳定性.

分数阶Arneodo混沌系统的自适应同步研究

选取了三维分数阶Arneodo混沌系统作为研究对象,基于分数阶系统的稳定性定理,对该系统的动力学性质进行分析,发现该系统存在周期态、稳态、混沌态等多种运动状态。通过理论推导和数值计算,得出了分数阶Arneodo系统处于混沌状态时的阶数范围。基于李亚普诺夫稳定性定理和自适应控制理论,通过设计合理的控制器,实现了分数阶Arneodo系统在阶数相同和阶数不同情况下的同步。该结果为混沌系统的同步控制问题及相关研究提供参考。

高阶非线性系统状态反馈抗饱和跟踪控制

针对参数未知的高阶非线性系统,提出了一种简单有效的反馈抗饱和控制方法,并进行了状态反馈抗饱和控制吸引域估计。利用反馈控制思想,借助于李亚普诺夫稳定性理论,设计出了相应的状态抗饱和反馈控制器,并借助于Matlab进一步求出了控制器的参数。将所设计的抗饱和控制应用于Duffing混沌系统,仿真结果验证了该控制方法的有效性。

基于模型参考的双电机驱动自适应控制研究

针对双电机驱动系统的速度同步问题,提出了基于李亚普诺夫稳定性理论的速度自适应同步控制方法,并结合PID控制,对双电机驱动机构的闭环调速系统进行了仿真研究。仿真结果表明,该方法能有效地解决因模型参数变化而产生的速度同步问题,为双驱动机构在时变系统中的应用提供了一定的理论基础。

非线性离散时间系统的自适应模糊逻辑控制

对一类非线性离散时间系统x(k +1) =f(x(k) ) +g(x(k) )u(k) +d(k) ,根据模糊逻辑系统的逼近性质 ,给出了一种自适应模糊逻辑控制器的设计方法 .利用李亚普诺夫稳定性理论 ,证明了控制算法是全局稳定的 ,跟踪误差收敛于零的某一邻域中 .这一设计方法克服了JagamathanS(1998)文中要求模糊基函数向量满足持续激励 (PE)