高阶非线性液压辊缝系统的Backstepping动态面控制

针对某四辊冷轧机的液压辊缝系统,考虑系统干扰的情况下,建立了高阶非线性系统数学模型,利用Backstepping动态面算法设计了辊缝闭环控制器。该方法由于在逆递推设计过程中结合使用了一阶低通滤波器,无需对模型的非线性部分重复微分,从而避免了因"微分项的膨胀"而引起的算法复杂性。理论分析和仿真结果均表明所设计的控制器能够保证系统的半局稳定性,输出渐近跟踪期望轨迹,使系统对于给定位置跟踪具有良好的动态性能,对外部干扰也有较强的鲁棒性。

有未知控制系数和零动态的高阶非线性系统的自适应控制设计

主要研究一类控制系数未知和有不可测零动态的高阶非线性系统的全局自适应镇定问题.进一步放宽了对零动态的约束条件,通过定义一个恰当的未知参数,把连续自适应状态反馈控制器的动态阶数降到最低(仅一维).通过结合增加幂次积分方法,相关的自适应技术以及交换能量函数思想,给出控制器的设计步骤.所设计的控制器确保闭环系统的所有状态是全局一致有界的,且原系统的状态收敛到零.

一类高阶非线性系统的动态面控制

针对一类含不可控不稳定线性化的高阶非线性系统的跟踪控制问题,给出了一种连续状态反馈动态面控制器设计方案。基于增加幂次积分方法,利用状态参考的思想,设计了可导的期望虚拟控制律。利用动态面技术,让期望虚拟控制律的函数通过一阶低通滤波器,避免了对期望虚拟控制律的函数进行微分。所提连续状态反馈动态面控制器能够保证跟踪误差半全局一致终结有界。数值仿真算例结果验证了所提控制方案的有效性。

一类高阶非线性系统的自适应动态面控制

研究了一类不确定高阶非线性系统的稳定跟踪控制问题,并基于动态面控制技术,提出一种自适应控制的设计方案.该方法不仅取消了已有文献中高阶非线性系统的控制系数为已知常数或存在已知上下界的假设,而且通过引入1阶滤波器,消除了后推设计中由于反复对虚拟控制求导而导致的复杂性问题.利用Lyapunov方法,证明了闭环系统是半全局一致终结有界,通过适当选取设计参数,跟踪误差可收敛到原点的一个小邻域内.仿真结果表明了所提控制方法的有效性.

一类高阶非线性动态系统周期解的逆算符表达

基于等效小参数法基本思想 ,应用分解法原理 ,通过引入逆算符和选择合适的线性与非线性算子 ,建立了一类非线性动态系统周期解的逆算符表达的递推算法 ,并利用 Mathematica计算机代数语言开发出相应的软件系统 ,实现了该算法的计算机自动求解。利用该软件系统 ,可方便快速地求出周期解的解析表达式。文中给出了计算实例 ,并将算法所得结果与四阶 Runge-Kutta数值方法的计算结果作了比较。理论和实例计算结果表明 ,该软件系统通用性强、精度高 。

基于MATLAB的线性系统动态响应曲线拟合技术

本文以高阶线性时不变系统为研究对象,选定系统结构和参数,通过传递函数中参数和曲线形状的关系来调节参数,以达到获得预定曲线形状的目的。本文的目的是采用MATLAB GUI编制并实现一个用于线性系统动态响应曲线拟合的程序,通过手动调节系统参数来拟合响应曲线,同时显示各子系统的响应曲线和总的误差曲线。

一类广泛的高阶非线性系统的自适应实际输出追踪控制(英文)

研究了一类带有不确定控制系数和不可测零动态的高阶非线性系统的自适应实际输出追踪控制问题.与现有文献相比较,所研究的系统更一般化,并且零动态的约束条件得到进一步放宽.通过运用增加幂次积分方法和自适应技术,设计了连续的自适应追踪控制器.最后,给出一个仿真算例验证控制设计方案的有效性.

一类含高阶非匹配扰动项的非仿射非线性系统的跟踪控制

有限时间观测器(FTDO)是一种非线性观测器,近年来被广泛用于含高阶扰动项非线性系统的控制器设计。但在以往的研究中,FTDO仅能应用于具有仿射结构的非线性系统且只能保证系统输出跟踪期望固定点。文中针对一类含有高阶非匹配扰动项的非仿射纯反馈非线性系统的跟踪控制问题,提出了基于FTDO的非线性动态逆跟踪控制方法。文中通过近似动态逆方法构建快变子系统,在慢时间尺度下将含有FTDO观测输出的非仿射系统转换为具有仿射结构的线性系统,并追踪时变参考轨迹。该算法不依赖于原系统的时标分离特性,并避免了反步法中的“复杂性爆炸”问题。在Matlab/Simulink环境下的仿真结果表明,文中所设计控制器在被控系统具有非仿射结构时也能准确估计高阶扰动项,且具有良好的跟踪性能。

一类不确定高阶随机非线性系统的自适应动态面控制

针对一类含未知常参数向量的高阶随机非线性系统的依概率输出跟踪控制问题,提出了一种非光滑状态反馈动态面控制器设计方法.利用自适应技术,所设计的控制器能够处理未知常参数向量;通过采用Sigmoid函数,保证了期望虚拟控制律的导数连续;通过选取适当形式的李亚普诺夫函数,进行了闭环高阶随机非线性系统的稳定性分析.主要贡献是用动态面技术解决了在高阶随机非线性系统非光滑状态反馈控制器设计过程中的计算膨胀问题.仿真结果表明了闭环系统输出依概率地跟踪上了参考信号.

基于多维动态纹理分析的烟雾检测算法

为了提高动态纹理特征分析的可靠性且降低计算量,提出了一种基于多维动态纹理分析的烟雾检测算法。该算法在预处理阶段利用ICA烟雾前景初步分离烟雾模型得到初步烟雾前景,然后通过GBVS提取多通道、多尺度的底层特征得到烟雾前景显著区域,以提高前景目标检测阶段对烟雾前景的分割精确度;在烟雾特征提取阶段,提出基于多维特征分析的烟雾特征提取检测方法(h-LDS/RGBH),该方法首先经过烟雾颜色和背景差分预处理得到烟雾候选区域,然后在四维图像块中引入RGB和HOG特征,最后基于对多维图像数据的高阶分解,分析烟雾视频的动态特征。多维动态纹理分析(h-LDS/RGBH)改善了烟雾特征提取阶段所提取的烟雾特征稳定性不高且对烟雾的判断准则过于简单的缺点,提高了动态纹理特征分析的可靠性。实验表明,其检测率高于LDS和h-LDS/RGB的识别率。实验表明,该算法的检测率高于LDS和h-LDS/GRB.

∑-Δ调制器的高阶滑模设计

由于高阶滑模与传统滑模(一阶滑模)相比有更高的控制精度,把高阶滑模控制引入到∑-Δ调制器设计中来。在设计中,把高阶∑-Δ调制器看成一个带反馈的非线性动态系统,并把系统分成被控对象和控制器,然后应用高阶滑模进行控制设计。作为示例,用二阶滑模对三阶∑-Δ调制器进行了设计,仿真结果表明,基于高阶滑模控制设计的调制器信噪比高、量化误差小。

基于边缘采样的简化高阶CKF在非线性快速传递对准中的应用

针对舰载机惯导系统非线性传递对准问题中误差模型不完善的问题,同时考虑了挠曲运动和动态杆臂的影响,提出了一种新的适用于大方位失准角情形下的挠曲变形和杆臂效应加速度一体化误差模型。采用高阶容积卡尔曼滤波(HCKF)算法对状态进行滤波估计,考虑到HCKF具有较大的计算量,分析了传递对准模型的状态方程与量测方程结构,设计了一种基于边缘采样的简化高阶容积卡尔曼滤波(M-RHCKF)算法,其在时间更新中使用边缘采样算法,在量测更新过程中使用简化量测更新过程,并给出了该算法的证明过程。采用"速度+姿态"组合匹配方式,对提出的误差模型进行仿真实验。结果表明,该模型可以满足对准精度和对准时间的要求,相比于未考虑动态杆臂的传递对准模型具有更高的对准精度。