柔性关节机械臂的自抗扰预设定有限时间跟踪控制

针对一类具有模型不确定、未知非线性函数以及外部扰动的柔性关节机械臂系统,基于backstepping设计方法、自抗扰技术、预设有限时间性能函数,提出一种自抗扰预设定有限时间跟踪控制器的设计方法。该方法使用扩张状态观测器估计带有不确定性的未知函数,并使用跟踪微分器获得虚拟控制的微分信号来避免微分爆炸。控制器设计中使用预设有限时间性能函数,使机械臂系统的跟踪误差在一个指定的有限时间内按预设定的动态性能收敛到原点附近的小邻域内,且保证闭环系统所有信号一致最终有界。采用自抗扰策略使控制器具有很强的抗干扰性能。仿真结果验证了所设计控制器的有效性。

随机大系统的分散预设固定时间有界H_(∞)控制

针对具有未知非线性函数和不确定外部扰动的随机大系统,设计分散预设固定时间有界H_(∞)控制器.该文控制器能使大系统中各子系统的跟踪误差被预设有限时间性能函数约束,使各子系统的输出较好地跟踪参考信号,确保各子系统的所有信号均依概率固定时间有界稳定.该文控制器具有可行性.

非线性系统预设有限时间有界H_(∞)容错控制

针对一类具有外部扰动的严格反馈非线性系统,研究系统的预设有限时间有界H_(∞)容错控制问题,提出一个新的预设有限时间性能函数,进一步改进约束控制性能。结合反步法和有界H_(∞)设计思想,给出一种预设性能有限时间有界H_(∞)容错控制器设计方案,解决非线性系统在有界稳定情况下的H_(∞)控制设计问题。所设计的控制器能够保证跟踪误差,以预先设定的暂态和稳态性能在有限时间内收敛到平衡点附近的小邻域内,并且具有H_(∞)干扰抑制性能。仿真结果验证了所提方法的有效性。

一类p规范型非线性系统预设性能有限时间H_(∞)跟踪控制

针对一类带有外部扰动的非严格反馈p规范型非线性系统,在一种新的预设性能控制思想的基础上,结合加幂积分技术、H_(∞)控制理论及神经自适应技术,提出了一种自适应神经预设性能有限时间H;跟踪控制器的设计方法.所设计的控制器能够保证系统的跟踪误差被有限时间性能函数约束,并在任意给定的停息时间内收敛到平衡点的一个预先给定的邻域内,且能够抑制外部扰动对系统的影响.特别地,该停息时间与系统初始状态无关.两个仿真例子验证了所设计控制器的有效性和优越性.

严格反馈非线性系统基于事件触发的自抗扰预设有限时间跟踪控制

研究一类严格反馈非线性系统基于事件触发的自抗扰预设有限时间跟踪控制问题.采用反步法并结合自抗扰控制技术、预设性能及有限时间控制方法,提出了一种基于事件触发的自抗扰预设性能有限时间控制策略,并给出了控制器的设计方法.该方法在每一步的递推设计中使用自抗扰技术的扩张状态观测器来估计系统中的未知项,同时使用跟踪微分器来估计虚拟控制的导数从而避免微分膨胀.它可以保证系统输出在一个任意给定的停息时间内以预先设定的精度跟踪参考信号,并且闭环系统中的所有信号是有界的.事件触发机制的使用,使得控制输入不再持续更新,节约了通信资源.仿真验证了本文方法的有效性和优越性.

考虑进气约束的高超声速飞行器预定性能控制

针对高超声速飞行器跟踪误差瞬态性能约束与发动机进气条件约束问题,提出约束预定性能控制方案。首先,设计新型设定时间性能函数用于限定跟踪误差的瞬态与稳态性能。相比传统方法,新型方案可保证性能函数在设定时刻精确收敛至稳态值,同时可灵活调整函数初始收敛速率,避免控制饱和。其次,将速度与高度受约束跟踪误差进行无约束转换,通过控制转化误差有界满足原始跟踪误差的预定性能约束。在高度子系统中,通过结合预定性能控制限定攻角变化范围,能够满足发动机进气需求。最后,以考虑参数摄动的吸气式高超声速飞行器为对象执行对比仿真,结果表明所提方法能够有效满足跟踪误差的性能约束与发动机进气约束。