时变仿射非线性系统的动态补偿线性化

本文用微分几何方法研究了时变仿射非线性系统的动态补偿线性化问题，给出了系统的动态状态反馈线性化的充要条件．这里给出的结果可以看作对原有的静态状态反馈线性化结果的一个推广．

高耸柔性建筑结构非平稳非线性动力方程统计线性化分析的等效参数计算

采用统计线性化分析方法，研究了高耸柔性建筑结构在非平稳地震激励下考虑几何非线性效应时等效参数的计算方法，推导了等效参数阵以等效参数向量的有限单元计算表达式，解决了统计线性化分析方法应用于大型复杂结构非线性随机响应分析的关键问题，并采用迭代的计算方法对洛阳电视塔结构的非零均值非平稳时变系统的响应进行了计算。

快速路入口匝道的的非参数自适应迭代学习控制

基于快速路交通系统重复性和周期性的特征,引入"拟伪偏导数"概念,给出了宏观交通流模型沿迭代轴的非参数动态线性化形式.进一步,提出了快速路入口匝道的非参数自适应迭代学习控制(NP-AILC)方案.该控制方法本质上是无模型的,并且学习增益可迭代调节.收敛性分析表明当系统初始状态随迭代次数随机变化时,该方法可实现几乎完全跟踪性能.仿真结果进一步验证了方法的有效性.

熔化极气体保护焊中弧长系统的改进无模型自适应控制

针对熔化极气体保护焊中电流与弧长非线性时变系统难以建立精确的模型,且在焊接过程中,系统存在各类不确定因素并易受到内外界扰动的问题,提出一种改进的无模型自适应控制方法。首先,设计了带有可测与不可测干扰以及不确定因素的动态线性化泛模型,采用参数估计算法在线估计伪偏导数,引入干扰观测器实时补偿逼近内外界扰动和不确定因素;进而,通过构建准则函数设计出弧长系统的控制律通,在此基础上,得到改进的无模型自适应控制方案;最后,证明了该方法的鲁棒稳定性。仿真结果表明:与现有无模型自适应控制方案相比,所提出方法具有良好的跟踪性能和更快的响应速度;当焊接过程中遇到可测和不可测干扰以及不确定因素时,所提出的控制方法具有更强的鲁棒性,从而确保了焊接过程中弧长的稳定和较好的控制品质。

基于状态反馈线性化和ESO的船舶航向跟踪控制

针对船舶航向跟踪控制问题,考虑舵机伺服系统特性、船舶动态参数不确定以及未知时变环境扰动,利用状态反馈线性化原理与扩张状态观测器(ESO)的基本思想,设计船舶航向跟踪控制律.首先,对带有执行机构的船舶操纵数学模型进行非线性坐标变换;然后,构造ESO,实时估计动态参数不确定和未知时变环境扰动构成的总扰动.基于上述,根据状态反馈线性化原理设计船舶航向跟踪控制律.理论分析表明,所构造的ESO估计误差渐近收敛于零,所设计的船舶航向跟踪控制律保证船舶航向跟踪闭环系统是稳定的,且使得船舶航向跟踪误差渐近收敛于零.最后,以一艘军舰为例进行仿真研究,仿真结果显示了所设计的船舶航向跟踪控制律的有效性和对扰动的鲁棒性.

基于数据驱动方法的控制器设计及其参数整定

以一般离散时间非线性系统为研究对象,提出一类基于数据驱动的控制器设计及其参数整定方法.方法首先依据非参数时变动态线性化定理提出3种控制器结构,再采用迭代反馈整定方法(IFT)优化其控制器参数,从根本上解决了IFT方法给定控制器结构时存在的盲目性.最后将该方法与另外两种数据驱动控制方法—无模型自适应控制(MFAC)和IFT方法进行比较研究,结果表明方法是有效的.