连续切换非方广义线性系统的观测器设计

针对一类连续切换非方广义线性系统,设计了广义状态观测器,并分析了状态估计误差的稳定性。首先通过矩阵的初等变换将连续切换非方广义线性系统的观测器设计问题转换为连续切换广义线性系统的观测器设计问题,之后设计第i个子系统的子观测器,可根据第i个子观测器构造这个广义切换系统的观测器。当观测器是全维观测器,且每个子系统都可检测时,状态估计误差甚至可以在任意切换下指数收敛到零。最后,通过数值实例和Matlab仿真分析说明了观测器设计方法简单可行,观测误差较其他方法的收敛速度快,证实了该方法的有效性和正确性。

不确定非方广义分数阶T-S模糊系统的鲁棒镇定

针对不确定非方广义分数阶T-S模糊系统阶数为0<α<1的鲁棒镇定问题,提出了一个有效的判据.首先,利用一个新的T-S模糊动态补偿器,将不确定非方广义分数阶T-S模糊系统转化为一个增广的不确定方形广义分数阶T-S模糊系统.由于增广变量的引入,动态补偿器的设计问题可以等价为静态输出反馈控制器的设计问题.其次,设计一个分数阶导数反馈控制器对得到的增广系统进行正常化处理.然后,对正常化得到的不确定分数阶T-S模糊系统进行研究,得到一个系统渐近稳定的充分条件.该条件保守性小并且形式简洁.最后,通过一个数值算例和一个实际例子验证了本文所提出结论的正确性和有效性.

非方广义线性系统的观测器设计

基于含未知输入的非方广义线性系统,研究了该系统具有环路复现特性(LTR)的干扰解耦观测器设计问题。通过矩阵的初等变换和广义逆变换,将非方广义系统等价地转化为正常状态空间的广义线性系统,并运用有关定理给出观测器具有干扰解耦和环路复现特性(LTR)的充要条件,经分析可知,系统具有环路复现特性的充要条件是系统对于任何未知输入干扰解耦,则具有环路复现特性的干扰解耦观测器的设计问题转化为系统关于任何扰动都是解耦的。进一步由广义Sylvester矩阵方程的显式通解出发,指出了观测器的参数化设计方法,同时,给出了观测器的设计算法。运用Matlab进行数字仿真分析,证明该方法是有效的。

动态非线性连续时间系统的小波神经网络辨识

将小波神经网络应用于动态非线性连续时间系统的辨识 ,同时为了使神经网络的训练达到全局最优和加速小波神经网络训练的收敛速度 ,提出了信赖域算法 ,并研究了信赖域算法的收敛性 .随后进行了算例仿真 ,证明了所提辨识方法的有效性 .

数字人体的非线性连续动态系统

笔者主要从数字人体的线性与非线性动态人体系统、人体系统的自由系统和强迫系统、自治系统与非自治系统 ,人体系统的状态空间与参量空间、暂态与定态、初态与终态等非线性连续动态系统进行了深刻的描述 ,为数字人体研究提供了理论基础。

一类非线性系统连续非光滑自适应观测器设计

在已有文献的基础上增加非线性齐次误差项,给出一类具有单边或拟单边Lipschitz条件的非线性系统连续非光滑自适应观测器的设计方法,并进行仿真.所设计的观测器有线性部分和非线性齐次部分,其中,线性部分可以确保观测误差全局Lyapunov稳定,而非线性齐次部分可以加快状态误差和参数误差收敛速度,提高抗干扰性.仿真结果表明,所设计的观测器是有效的.

一类非线性切换系统的观测器设计

针对在实际工程系统中量测设备在经济性与使用性上存在限制,系统状态通常不能完全观测的问题,考虑了含李普希兹非线性干扰项的切换系统观测器设计问题,通过设计适当的切换策略,提出了一种全局二次稳定的观测器设计方案。该方案适用于有限和无限切换系统,其主要结果以线性矩阵不等式(LMI)的形式表达。该方案简单、易实现,仿真算例验证了其有效性。

非线性切换系统鲁棒非脆弱控制器设计与仿真

针对外部扰动与控制器增益摄动对切换系统不良影响的问题,研究了一类不确定非线性切换系统的鲁棒非脆弱H∞保性能控制问题;假设系统存在外部扰动和参数不确定性;提出利用公共李亚普诺夫函数法和线性矩阵不等式技术,给出当控制器存在加性摄动与乘性摄动时,鲁棒非脆弱H∞保性能控制器存在的充分条件,设计的控制器保证切换系统在任意切换规则下能全局二次稳定并且满足H∞性能指标和成本函数性能上界;最后,通过建立和求解凸优化问题得到鲁棒非脆弱H∞最优保性能控制器存在的充分条件。仿真结果表明了控制器的有效性。

一类线性切换系统的非脆弱控制器设计方法

研究一类线性切换系统的非脆弱控制器的设计问题。分别考虑当系统的控制器增益存在加性摄动和乘性摄动时,利用公共Lyapunov函数法给出切换闭环系统混杂状态反馈控制器存在的条件,并通过变量替换和Schur补引理将非脆弱控制器的设计问题转换为线性矩阵不等式(LMI)的求解问题。通过仿真证实所提方法的有效性。

非方广义系统带最坏干扰抑制的奇异LQ问题

研究了非方广义系统带最坏干扰抑制的奇异线性二次指标最优控制问题(即LQ问题).在给定的条件下,最坏干扰和最优控制—状态对均存在且惟一,最优控制可被综合为状态反馈.在最坏干扰和最优控制作用下,所得闭环系统的任意有限特征值均在开左半复平面,且闭环系统的状态有最少自由元.

非线性系统非脆弱多模型切换控制

提出一种基于局部T-S模型的非线性系统非脆弱多模型切换控制,针对一类非线性系统,首先将其输入空间划分为若干个区域,在区域内设计局部T-S模型和控制器,这样在模糊规则数相同的情况下由于模糊论域的变小从而提高了逼近精度。然后根据所选定的变量,通过多模型切换控制,将相应的区域控制器切换为全局控制器,而其他控制器不起作用,实现对整体非线性系统的逼近与控制。同时研究了在控制器增益存在加性摄动的情况下,非脆弱状态反馈控制器的设计方案。仿真结果证明了该方法的有效性。

非线性切换系统的近似生存性判别

研究了由有限个动态子系统组成的非线性切换系统的近似生存性判别问题.首先通过构造一个分段常数反馈控制器证明了系统在任意切换准则下都是近似生存的,并给出系统关于一个任意集合近似生存的充分判别条件.最后基于非光滑分析理论给出系统关于不等式区域近似生存的一个充分判别条件.

非方广义系统带干扰抑制的奇异LQ次优控制问题

研究了非方广义系统带干扰抑制的奇异线性二次指标次优控制问题(LQ次优控制问题).在给定的条件下,存在次优控制—状态对使得闭环系统的性能指标被控制在尽量小的范围之内,次优控制可被综合为状态反馈,闭环系统的任意有限特征值均在开左半复平面,闭环系统的状态有最少自由元.

带有状态滞后和不确定性的连续广义系统的非脆弱H_∞控制

针对带有状态滞后的连续广义系统,给出了其二次稳定且满足一定H∞性能的充分条件.并利用线性矩阵不等式技术,得到了带有状态滞后和不确定性的连续广义系统的含有控制器增益变化的鲁棒H∞控制器的设计方法.数值计算结果表明该控制方法是有效的.

一类非线性切换系统的非脆弱鲁棒H∞控制

针对一类不确定非线性切换系统,在控制器存在摄动的情况下,给出了非脆弱状态反馈控制器和切换律的设计方案.利用多Lyapunov函数方法,通过子系统之间的切换,使系统对所有允许的不确定性渐近稳定且具有H∞性能界.该问题可解的充分条件不依赖于Hamilton-Jacobi不等式,所提出的方法不要求任何一个子系统渐近稳定.作为应用,当单一的连续控制器难以实现时,借助混杂状态反馈策略,讨论了非切换不确定非线性的非脆弱鲁棒H∞控制问题.最后用一个例子验证了结论的有效性.

基于线性矩阵不等式的线性/非线性切换自抗扰控制系统的稳定性分析

针对一类连续线性标称多输入多输出(MIMO)系统,设计基于线性/非线性切换自抗扰控制(SADRC)的解耦控制器.介绍系统模型,并针对设计的SADRC解耦控制器提出一种基于线性矩阵不等式(LMI)技术的绝对稳定性分析方法,最后通过数值仿真验证了该方法的有效性.

一类切换非线性系统的全局有限时间镇定

研究了一类切换非线性系统在任意切换下的全局有限时间镇定问题.通过加幂积分仪技术,精确地设计了连续非光滑的状态反馈控制器和共同的李雅普诺夫函数,实现了系统的有限时间内的镇定;与现有结果相比,具有加快收敛速度的优点;仿真例子表明了所得结果的有效性.

多体系统非连续变形的弹性及弹塑性分析方法(II)——数值算例

应用多体系统非连续变形的弹性及弹塑性分析方法从不同角度对刚性体、弹性体和弹塑性体组合多体系统进行具体的数值计算与分析,探讨接触界面的力学参数和材料强度参数对系统的变形、应力和接触应力以及塑性区的影响,得出十分有意义的结果与比较合理的结论。算例表明非连续变形计算力学模型作为一种新颖而强有力的数值分析与数值模拟方法,能够对一般的刚性体、弹性体和弹塑性体所构成的复杂的多体系统进行静、动力及接触非线性和材料非线性耦合数值分析与模拟,具有广泛的应用前景。

一类不确定时滞切换系统的非脆弱H_∞控制

讨论了一类不确定时滞切换系统在特定切换条件下的非脆弱状态反馈的H∞控制问题.主要利用凸组合技术、公共Lyapunov函数及线性矩阵不等式等方法,给出了在不确定时滞切换系统中存在非脆弱状态反馈控制器并且满足H∞性能指标γ的充分条件.最后给出了仿真算例,验证了其结果的有效性.定理的条件是以线性矩阵不等式形式给出的,因此便于工程实现.

多体非连续变形系统的计算力学模型及其应用

针对由不同特性物体所组成的多体系统,探讨了能够涵盖各种变形状态和运动形式的广义有限单元模式及其插值函数形式。对于多体接触问题,发展了能够合理描述界面特性的接触力元模型,即采用某种应力插值函数将界面上的相互作用力由接触对上的接触应力来表达,并将接触对上的接触应力当作需满足界面上屈服准则与流动法则等状态控制条件的参变量,将其作为约束条件加入系统控制方程。根据非连续变形系统的分区参变量最小势能变分原理,联立变分驻值条件与参变量的状态控制条件建立了多体系统非连续变形计算力学分析的基本控制方程,将问题最终归结为一个含有自由变量和等式约束条件的线性互补问题,对此发展了数值解法,并进行了多个算例的数值分析。计算结果表明该模型不仅能够对多体系统进行静、动力耦合分析,而且还能够模拟多体系统的变形与应力及接触界面上的接触应力和相对运动等复杂的非线性过程。