基于非线性静态反馈解耦的三容系统PI控制

三容系统实验台是模拟多容器流程系统的多输入多输出、时变、强耦合、非线性的实验系统。采用一种基于非线性静态反馈的解耦方法进行三容实验系统的液位控制,当系统满足一定的条件时,可以寻找到一个输出与等效新输入之间的线性微分方程关系,然后再选择合适的状态反馈形式即可使该非线性系统解耦。经解耦,三容系统可分解为两个相互独立的单输入单输出线性子系统,对每个这样的子系统可以采用PI控制。给出了应用的实验结果和与没有使用解耦的PI控制方法的比较。

非线性状态误差反馈控制律──NLSEF

给出一种独立于对象数学描述的新型状态误差反馈控制律──ＮＬＳＥＦ方案，跟踪－微分器能够很好地估计出不确定对象的“扩张状态”，从而为实现“状态反馈”和“模型，外扰补偿”提供了可能性。这种”模型补偿”实质上等价于非线性系统的“反馈线性化”。在这个方案中不必为消除外扰引起的稳态误差而采用“积分器”，大量计算机仿真实验表明，本文给出的控制律──ＮＬＳＥＦ具有很好的“适应性”和很强的“鲁棒性”。

基于非线性状态误差反馈控制律的解耦控制器设计

从非线性状态误差反馈控制律的基本思想出发,给出了NLSEF解耦控制器的设计方法,并对控制量的变化率、控制量的正确实现等工程问题进行了讨论。

基于目标全息反馈的发电机非线性综合控制设计

针对多输入非线性控制系统提出了目标全息反馈非线性控制设计方法,该方法将非线性控制系统的全部控制目标转换到线性空间中,使控制目标均在性能指标中得到约束,因而推导的控制规律包含所有控制目标的反馈信息。运用这种设计方法,针对凝汽式发电机,提出了发电机励磁与汽门目标全息反馈非线性综合控制规律。仿真结果表明:在该控制规律的作用下,发电机具有良好的汽门与电压调节特性,不会因为调压或者调功而产生静态偏移,改善了发电机的输出特性。

非线性奇异系统非交互控制的反馈实现

研究非线性奇异系统的非交互控制的反馈实现问题.首先给出了非线性奇异系统的向量相对阶与其非交互控制实现的关系;然后对正则非线性奇异系统的反馈控制系统的非交互控制的实现问题,给出了一种可使系统实现非交互控制的反馈律的构造方法.

基于目标全息反馈的统一潮流控制器非线性控制设计

为提高统一潮流控制器(UPFC)控制系统动、静态响应品质,针对UPFC非线性控制系统,给出了一种基于目标全息反馈的控制设计方法。运用目标全息反馈控制设计方法,首先,选取原UPFC控制系统中的控制目标为目标状态量,建立目标状态量动态方程,将原系统控制目标变换到线性空间;然后,对线性空间求取线性最优反馈控制规律,从而使控制目标在性能指标中得到充分约束,使所推导的控制规律包含全部控制目标的反馈信息;最后,将所求取的线性反馈控制规律反解到原非线性系统,以此完成UPFC目标全息反馈控制设计。仿真结果表明,运用目标全息反馈所设计的UPFC控制系统能够很好地跟踪各控制目标,有效解决接入点电压静态偏移的问题,控制系统动、静态品质优越,有效改善了电力系统的暂态稳定性。

基于组合非线性反馈技术的机器人控制方法

为解决机器人跟踪控制中响应速度和超调量之间的矛盾,实现快速的响应和较小的超调,研究了机器人非线性动力学与组合非线性反馈技术相结合的控制策略,提出了一种基于组合非线性反馈的机器人控制器。该控制器由两部分组成,一部分由完全的机器人非线性动力学补偿来实现反馈线性化,另一部分由组合非线性反馈技术实现镇定。通过反馈线性化技术与Lyapunov理论,证明了闭环系统的渐近稳定性。同时,把组合非线性反馈理论拓展到多输入多输出(MIMO)饱和线性系统的时变轨迹跟踪控制,利用非线性项的变阻尼特性,使得系统的动态响应快速且没有超调。仿真结果证实了此方法的有效性。

控制输入约束下非线性系统输出反馈容错控制

针对一类非线性系统的执行器增益故障,在考虑控制输入幅值约束下,研究了故障系统的主动容错控制策略。利用静态输出反馈控制策略,基于Lyapunov理论和线性矩阵不等式技术给出了重构容错控制器的递推设计方法,确保故障闭环系统在满足给定控制输入幅值约束下的鲁棒稳定性,并具有与无故障正常系统接近的其他优化控制性能。仿真算例表明了本文容错设计策略的有效性。

非线性不确定关联时滞系统的输出反馈分散鲁棒控制

针对一类系统状态和关联项均含有时变时滞以及系统具有非线性扰动的不确定关联系统,研究其输出反馈分散鲁棒H∞控制问题。应用线性矩阵不等式的方法,给出系统通过输出反馈分散鲁棒控制达到渐近稳定且具有H∞性能的充分条件。最后通过仿真实验证明所得结果的有效性。

一类串联非线性系统的鲁棒控制

基于 Lyapunov方法 ,讨论了一类带有不确定参数的不匹配非线性系统的鲁棒 H∞ 问题 .所讨论的这类系统由两个串联子系统组成 .在讨论鲁棒 H∞ 问题时 ,不确定参数属于已知紧集且可非线性地进入系统 ,不需解 H-J-I偏微分方程 .设计出一个非线性静态反馈控制律 ,使闭环系统的 L2 增益对所有的容许不确定参数低于预先给定的值 ;进而 ,在一定条件下 ,闭环系统是

无人直升机的组合非线性反馈控制算法研究

论述了组合非线性反馈(CNF)算法的基本原理与思路,基于无人直升机线性模型,设计了小型无人直升机CNF控制律,仿真表明所设计的控制律能够良好地实现姿态稳定与速度指令跟踪的功能。针对CNF控制律中非线性反馈项的参数选取问题进行了分析,并通过仿真加以比较,与线性控制算法比较的结果表明了CNF控制算法的优越性。

一类非线性时滞系统的鲁棒可靠控制

基于系统传感器与执行器同时出现失误的情况,对不确定时滞系统进行可靠性设计,使得所设计的系统不仅在系统运行良好的条件下,而且在出现多种失误的条件下仍然能正常运行。基于Riccati不等式正定解的存在性,给出了基于观测器的动态输出反馈可靠控制器的设计方案。最后,以一个数值仿真例子进一步说明设计步骤,以及文中所提出的设计方法的有效性。

模糊系统的静态输出反馈控制

对一类非线性系统利用模糊 T- S模型进行建模 ,研究了静态输出反馈控制问题。用矩阵不等式的形式给出了模糊系统可通过静态输出反馈控制的充分条件。并将矩阵不等式的条件转化为迭代线性矩阵不等式 ( ILMI) ,并给出了相应的算法。仿真结果表明所提出的控制算法是有效的。

关联大系统的静态输出反馈控制

研究了一类基于T-S双线性模型的非线性关联大系统的分散静态输出控制反馈问题。应用Lyapunov稳定性分析理论,得到了闭环关联大系统渐近稳定的充分条件,并把这些条件转换成线性矩阵不等式(LMI)的形式,相应的分散模糊控制器可由线性矩阵不等式的解得到。最后,通过仿真数例验证了所提方法的有效性。

非线性控制系统的全局跟踪

研究了非线性系统的全局跟踪问题,提出一种新的跟踪方案,寻求反馈控制律,意味着非线性系统首先必须是全局渐进稳定的,并保证在完成跟踪误差趋于0时,闭环系统的解应为有界的,则表明系统的全局渐进跟踪问题是可解的.这反映了实际问题中保证系统正常运行的条件.最后给出实例,结果表明所提方法是有效的.

一种调整多面体描述系统的非线性预测控制方法

常用的非线性预测控制算法先构造合适的多面体描述系统包裹原非线性系统,通过研究多面体描述系统的各个顶点系统的稳定性来保证原非线性系统的稳定性。在以前研究中,多面体描述系统保持不变,但事实上多面体描述系统与终端约束集密切相关。设计了一种根据终端约束椭圆集调整多面体描述系统的非线性预测控制方法,该方法能够有效地减小系统的控制性能指标,同时控制过程中的终端不变椭圆集及其内的反馈控制律具有离线指导作用。

离散非线性系统的鲁棒模糊协方差控制

针对T-S模糊模型描述的一类不确定非线性离散系统,研究使闭环系统的稳态方差小于某个给定上界,同时闭环极点位于给定圆盘中的状态反馈鲁棒协方差控制律设计问题,并导出以一组线性矩阵不等式表示的控制律的存在条件。

基于MIMO-ESO的高速飞行器自抗扰控制

针对高速飞行器无动力再入过程中具有强耦合、气动参数摄动及不确定性的非线性姿态模型,设计了高速飞行器MIMO-ESO自抗扰姿态控制器。考虑各通道间的耦合影响,结合自抗扰控制中的扩张状态观测器及非线性状态误差反馈律,将不确定性、耦合及参数摄动等干扰作为“总和干扰”,利用扩张状态观测器进行估计并动态反馈补偿,再利用非线性状态误差反馈律抑制补偿残差。仿真结果表明,MIMO-ESO自抗扰控制器能够克服干扰及气动参数大范围摄动的影响,在获取良好的动态品质和跟踪性能的同时,具有较强的鲁棒性,克服了实际工程中难以建立精确被控模型并获取参数摄动范围的困难,具有工程应用价值。

迭代滑模增量反馈及在船舶航向控制中的应用

针对一类不确定非线性受扰动系统,提出一种基于非线性迭代滑模变结构的增量反馈控制算法.通过对系统输出迭代设计非线性滑动模态,并利用增量反馈控制,无需对不确定项的估计,在系统输入增益符号已知的条件下可自动寻找使系统稳定的控制量,避免了变结构控制的抖振以及输出反馈控制的稳态误差与超调问题,强化了变结构控制的不变性特点.对不同船型及舵机模型的船舶航向控制进行了仿真,结果表明,系统阶跃响应超调得到有效抑制,定常干扰下的静态误差得到消除,且控制器对模型摄动及干扰变化不敏感、设计参数易于调节.

一类非线性系统的局部镇定及吸引域估计

研究了一类非线性系统的局部稳定问题,应用中心流形定理,给出了这类非线性系统渐近镇定的充分条件和系统的吸引域估计。设计出镇定系统的反馈控制律,特别研究了一类平面非线性系统,给出了系统镇定的若干条件。通过实例说明选取控制律应注意的一些问题,给出了多个实例,表明结果的有效性。