具有状态约束和输入非线性的PMSLM自适应神经网络控制

针对永磁同步直线电机系统中存在的模型不确定性、状态约束以及输入非线性(如非线性电磁驱动力/输入受限)问题,提出了一种基于神经网络的自适应控制器.具体来说,为了降低噪声敏感性,进一步提高跟踪精度,采用仅依赖于参考轨迹的期望信号来替代测量信号.然后,设计神经网络在线逼近未知模型和非线性函数,并通过构造连续控制的方法来处理逼近误差.此外,构造障碍李雅普诺夫函数确保系统在运行过程中状态始终满足约束条件;并且通过严格的理论分析证明了跟踪性能满足要求.最后,通过仿真实验验证了所提控制器的有效性和鲁棒性.

具有输入非线性的离散时间系统预测控制的稳定性分析(英文)

对存在输入非线性的系统 ,采用两步法预测控制策略 .对线性部分采用Riccati迭代矩阵满足一定条件的控制律以得到Lyapunov函数 ,进而研究了存在非线性反算误差 (由非线性方程求解误差和解饱和算法形成 )时两步法使系统保持稳定的条件 ,给出了实际系统参数调整的指导方法 .

基于Popov定理的输入非线性广义预测控制系统的稳定性分析(英文)

对存在输入饱和约束和输入可逆静态非线性的系统 ,采用两步法广义预测控制策略。首先用线性广义预测控制策略得到中间变量 ,代表期望的控制作用 ,然后用解方程方法补偿可逆静态非线性并用解饱和方法满足饱和约束 ,得到实际的控制作用。两步法计算简单 ,特别适用于快速控制的场合。将该控制系统闭环结构转化为静态非线性增益反馈结构 ,利用Popov定理分析了该系统的闭环稳定性 ,得到了稳定的充分条件 ,并具体给出了有效的控制器参数确定算法使得稳定性结论具备实用的价值。给出了算例验证了稳定条件。

输入非线性系统的两步法预测控制的鲁棒稳定性

针对具有不确定性和输入饱和约束的H amm erste in模型,采用两步法预测控制器,首先不考虑约束、非线性和不确定性,得到一个期望的中间变量.然后通过求解非线性代数方程组来处理非线性并通过解饱和来满足约束.采用Lyapunov方法得到了指数稳定条件,并给出了吸引域的计算和调整方法.最后通过仿真实例验证了稳定性结果.

多输入非线性串级系统的H_∞控制

研究了一类多输入非线性串级系统的 H∞ 控制问题 .证明了当第一个子系统对应的H∞ 控制问题可解时 ,整个系统的 H∞ 控制问题 ,可利用 Backstepping递推设计方法 ,进行状态反馈控制设计 ,设计出的状态反馈控制律使闭环系统是渐近稳定的 ,且满足 H∞ 性能指标 .

多输入非线性串级系统的非过参数化自适应控制

证明了一大类含有未知参数的多输入非线性串级系统在适当的假设条件下是可全局适应稳定的。自适应控制律的设计是基于 backstepping递推设计方法 ,得到的参数自适应律的阶次等于未知参数的个数 ,因此该设计是非过参数化的。

输入非线性方程误差自回归系统的多新息辨识方法

典型块结构非线性系统包括基本的输入非线性系统、输出非线性系统、输入输出非线性系统、反馈非线性系统等.输入非线性系统包括输入非线性方程误差类系统和输入非线性输出误差类系统.以输入非线性方程误差自回归系统,即输入非线性受控自回归自回归(IN-CARAR)系统为例,分别基于过参数化模型,基于关键项分离原理,基于数据滤波技术以及基于辨识模型分解技术,研究和提出了IN-CARAR系统的随机梯度辨识方法、多新息随机梯度辨识方法、递推最小二乘辨识方法、多新息最小二乘辨识方法.这些方法可以推广到其他输入非线性方程误差系统、输入非线性输出误差类系统、输出非线性方程误差类系统、输出非线性输出类系统、反馈非线性系统等.同时,给出了几个典型辨识算法的计算步骤、流程图和计算量.

输入非线性方程误差系统的多新息辨识方法

针对输入非线性方程误差系统,即输入非线性受控自回归系统,研究了基于过参数化模型的多新息辨识方法和基于过参数化模型的递阶多新息辨识方法;研究了基于关键项分离原理的多新息辨识方法;使用辨识模型分解技术,研究了基于关键项分离原理的两阶段多新息辨识方法和三阶段多新息辨识方法.这些方法可以推广到其他输入非线性方程误差系统、输入非线性输出误差类系统、输出非线性方程误差类系统、输出非线性输出类系统、反馈非线性系统等.同时,给出了几个典型辨识算法的计算量、计算步骤和流程图.

辅助模型辨识方法(2):输入非线性输出误差系统

针对具有已知基的输入非线性输出误差系统,提出了基于过参数化模型的辅助模型递推辨识方法和辅助模型递阶辨识方法,提出了基于关键项分离的辅助模型递推辨识方法、基于关键项分离的辅助模型两阶段辨识方法和辅助模型三阶段辨识方法,提出了基于双线性参数模型分解的辅助模型随机梯度算法和基于双线性参数模型分解的辅助模型递推最小二乘算法,并给出了几个典型辨识算法的计算量、计算步骤.这些算法的收敛性分析都是需要研究的辨识课题.

具有扇区输入非线性的三轴MEMS陀螺仪鲁棒自适应控制

微机电系统(micro-electro-mechanic system,MEMS)陀螺仪在制造和应用过程中会受到系统参数不确定、外界干扰和力电换能器非线性效应的影响,降低MEMS陀螺仪的检测精度。提出一种基于增益自适应的滑模控制策略对MEMS陀螺仪3个轴向轨迹进行控制,采用一种基于时变死区技术的积分自适应律估计参数不确定和干扰的上界以避免估计发散,选择合适的控制律消除非线性扇区输入的影响,实现陀螺3个轴向的轨迹跟踪指定的参考运动,从而提高检测精度。最后利用Lyapunov直接法证明了闭环误差系统的渐近稳定性和所有信号的有界性。仿真结果表明了该策略的有效性。

输入非线性广义预测控制系统的吸引域分析与设计

对输入非线性包括输入饱和与 Hammerstein 非线性的系统，采用两步法广义预测控制(TSGPC)策略．首先不考虑输入非线性，采用线性 GPC 求解期望的中间变量，然后采用解方程的方法处理 Hammerstein 非线性并用解饱和方法满足饱和约束．将 TSGPC 转化为状态空间描述，研究该控制策略的吸引域问题．将吸引域的求解化为迭代求解的优化问题，给出了求解算法和满足给定吸引域要求的控制器的调整方法．通过仿真验证了理论结果．

辅助模型辨识方法(3):输入非线性输出误差自回归系统

输入非线性系统包括输入非线性方程误差类系统和输入非线性输出误差类系统.针对输入非线性输出误差自回归系统,分别基于过参数化模型,基于关键项分离原理,基于数据滤波技术,研究了相应的基于过参数化模型的辅助模型递推辨识方法、基于关键项分离的辅助模型递推辨识方法、基于数据滤波的辅助模型递推辨识方法.这些方法可以推广到其他输入非线性输出误差系统、输出非线性输出误差系统、反馈非线性系统等.并给出了几个典型辨识算法的计算步骤、流程图和计算量.

带有输入非线性的挠性航天器姿态机动变结构控制

针对挠性航天器反作用飞轮输入力矩受限情况下的姿态机动问题,提出了一种仅利用输出信息的变结构输出反馈控制方法。在基于非线性和低阶模态的动力学模型基础上,给出了滑模存在条件以及变结构输出反馈控制器设计的方法,并保证闭环系统渐近稳定;另外,为了避免确定不确定性和外干扰界函数上限的困难,又给出了一种自适应变结构输出反馈控制器的设计方法,并基于Lyapunov方法分析了滑动模态的存在性及稳定性。最后,将本文提出的两种控制方法应用于三轴稳定挠性航天器的姿态机动控制,并进行数值仿真研究。仿真结果表明:在反作用飞轮的控制受限条件下,完成姿态机动的同时,使得挠性附件的振动幅值远远小于0.001,有效地抑制挠性附件的振动。

多输入非线性时滞系统的同时H^∞控制

将单输入无时滞系统的相关结果,推广到多输入非线性时滞系统,设计了一个H^∞状态反馈控制器,用来同时镇定一族多输入非线性时滞系统.引入储能泛函的概念,提出构造时滞系统储能泛函的一种方法,给出同时H^∞状态反馈控制器存在的一个充分条件及其构造公式.

输入非线性系统的多步长搜索梯度迭代算法

采用多步长搜索梯度迭代算法对输入非线性系统参数进行辨识.相对于传统梯度迭代算法,该方法无须计算矩阵特征值以确定步长取值范围,而是借助粒子群算法思想,在每次迭代过程中随机产生多个步长,通过比较每个步长对应的代价函数大小,找出所有步长中的最优值.运用该方法对具有丢失数据的非线性系统进行辨识,仿真结果表明,与传统梯度迭代算法相比,该算法的辨识精度较高、收敛速度较快.

多输入非线性不确定时滞系统的同时H_∞控制（英文）

所考虑的问题是设计一个H∞状态反馈控制器来同时镇定一族多输入非线性不确定时滞系统.利用控制泛函(Control Lyapunov-Krasovskii Functional)的方法给出了同时H∞控制器存在的一个充分条件,并且给出了控制泛函及同时H∞控制器的构造方法,数值仿真验证了所提方法的有效性.

不确定性和外部干扰下的输入非线性复杂网络鲁棒定常时间同步问题（英文）

本文研究了具有扰动和不确定性的不相同节点以及输入非线性的复杂动态网络全局固定时间同步问题。首先,构造了一种固定时间滑动流形来实现具有扰动和不确定性的复杂动态网络的固定时间同步。其次,提出了使用滑模控制器来实现滑模表面的全局固定时间可达性,其特点是不依赖于初始条件和网络拓扑结构,通过选择控制器中的显式参数,可以将到达模态和滑模态的固定收敛时间提前调整到期望值。最后,通过相应的数值模拟验证了结果的有效性。在不确定性和外界干扰的情况下,考虑输入非线性的复杂网络的鲁棒定常时间同步问题。

基于非线性输入控制实现受扰混沌系统同步

针对一类受扰混沌系统的同步控制,采用具有扇区非线性输入的自适应滑膜变结构控制器,设计了相应的控制律和自适应律。在该控制器的作用下,实现了驱动系统和响应系统的同步控制,且不受扇区非线性输入、参数失配及外部干扰的影响,具有有很强的鲁棒性。所设计的控制策略简单,易于实现,而且没有强加在系统上的限制条件,因此应用范围较广。理论分析和数值仿真证明了该方法的有效性。

多输入非线性串级系统的自适应控制

对一大类含有未知参数的多输入非线性串级系统 ,基于 backstepping递推设计方法 ,进行了自适应控制设计。当自适应控制律作用于该系统时 ,闭环系统的所有信号是有界的 。

具有扇区非线性输入的混沌系统函数投影同步

研究了具有扇区非线性输入且含有模型不确定和外部干扰的混沌系统的修正函数投影同步问题。基于Lyapunov稳定性理论和滑模变结构控制方法,设计了统一的滑模控制器和自适应更新规则,使得混沌驱动系统和响应系统按照期望的函数尺度因子矩阵实现同步。所设计的控制器不受扇区非线性输入、模型不确定性和外部干扰的影响,具有很强的鲁棒性。以超混沌系统为例的仿真实验证明了该方法的有效性。