非线性系统鲁棒控制理论的一些新进展

非线性系统的控制是目前自动控制理论研究的一个新热点 .首先给出了近年来非线性系统理论研究基本结果的简要回顾 ,在此基础上 ,以非线性系统的鲁棒镇定和鲁棒L2 干扰抑制问题为主线 。

鲁棒控制理论应用于宏观经济系统分析

针对宏观经济系统模型的不确定性 ,运用鲁棒控制理论进行宏观经济系统的分析与决策 ,使得宏观经济系统能够保持鲁棒稳定性并准确跟踪预先给定的目标。

“鲁棒控制理论”课程教学改革与探索

"鲁棒控制理论"是线性系统理论深层次的发展,是控制科学与工程及其他相关学科研究生的重要选修课程之一。在"双一流"建设应用型人才培养模式下,针对研究生"鲁棒控制理论"课程,探索与设计以创新能力培养为导向的教学内容优化、教学模式改进、课程思政建设、考核方式创新等方面的课程改革方案。

鲁棒控制理论在风力发电中的应用设计

针对内蒙地区无论是农村,还是牧区常年风大的特点,为尽可能地充分利用风能资源,结合目前小型风力发电机的实际使用情况,特提出将鲁棒控制理论应用在风力发电中,力图通过对小型风力发电机偏航系统的改造,以进一步发挥它的作用,推广风能的发展与应用。

H∞控制理论及其在鲁棒控制中的应用

阶段性地介绍了鲁棒控制理论及其设计方法,并对各阶段的主要成果进行了分析,指出控制理论是处理不确定性的有力工具,有广阔的发展与应用前景.

光学移相干涉仪抗振系统的鲁棒控制系统仿真分析

将被动抗振和主动抗振相结合的混合控制技术应用于解决光学移相干涉仪抗振系统的不确定性问题,其中主动抗振采用鲁棒控制策略.该方法克服了由模型和干扰所引起的不确定性,使得控制系统能够有效地抑制抗振模型的不确定性和外部振动的干扰.仿真结果表明,该方法使光学移相干涉仪在振动的干扰下具有较好的鲁棒稳定性和控制准确度.

BTT导弹横侧通道H_∞鲁棒控制器设计研究

考虑到BTT导弹存在较大的耦合和不确定性,传统频域控制理论以及三通道独立设计方法不再适用于自动驾驶仪的设计。为此,研究了BTT导弹横侧通道H∞鲁棒控制器的设计问题,用以抑制不确定性、外来扰动以及通道间耦合给系统带来的不利影响。首先分析了H∞鲁棒控制器设计中存在的关键问题,包括不确定性的分析及加权函数的选择;然后通过建立包含未建模不确定的被控对象、引入加权函数,得到了扩展的广义受控系统,利用Matlab鲁棒控制工具箱设计了BTT导弹横侧通道的H∞鲁棒控制器;最后通过仿真验证,表明设计的H∞鲁棒控制器具有良好的控制性能和鲁棒性。

不确定线性系统迭代学习控制器的设计

推导出采用闭环动态迭代学习律的不确定线性系统收敛充分条件 ,把它转化为系统输出反馈H∞ 控制问题 ,然后用线性矩阵不等式 (LMI)方法系统设计迭代学习控制器 ,控制器具有鲁棒性较强、阶次较低等优点 .最后仿真结果表明该设计方法的有效性 .

基于混合灵敏度方法的负载模拟器的控制研究

将电液负载模拟器(EHLS)系统中的多余力矩视为外干扰,考虑各种不确定性的影响,采用基于H∞鲁棒控制理论的混合灵敏度方法设计了鲁棒控制器,同时针对系统存在参数变动、高阶未建模动态及外干扰等不同工况时的特性进行了仿真研究。仿真结果表明:在该控制器的作用下,电液负载模拟器系统实现了动态跟踪性能,表现出对系统不确定性及多余力矩干扰不敏感的良好鲁棒性。系统的性能指标达到幅值误差在±10％以内、相位滞后小于10°时,闭环频宽为10 Hz。

可变绳长绳系卫星系统的一种简单张力控制策略

为了简化绳系卫星系统(TSS)的控制,对已有的设计方法进行了改进,提出了一种新的控制律设计方法。根据TSS的动力学方程构造线性自治系统,对释放、滞留和回收过程做统一处理,由线性自治系统的稳定理论导出线性反馈控制律,并对控制参数的取值进行了讨论;然后针对回收过程,通过设计平衡点参数得到了一种分段回收控制方案。仿真算例表明,文中采用的设计方法对于圆轨道和近圆轨道TSS的释放、滞留和回收过程都有较好的适应性。

机器人鲁棒轨迹跟踪控制系统

根据鲁棒控制理论和机器人的动态特性,针对机器人系统中存在的不确定性因素,利用不确定性的上界设计了一种鲁棒控制器,并将之用于机器人的跟踪轨迹控制,给出了仿真实验结果并与PID控制的结果进行了比较.仿真实验结果表明所设计的鲁棒控制器与PID控制器相比,具有很好的动态特性和很强的鲁棒性.

状态滞后线性系统的H_∞状态反馈控制器

利用LMI(线性矩阵不等式 )的方法 ,给出了一般的状态滞后自治系统内稳定且具有H∞ 范数界的一个充分条件 ,并由此得到了一般的状态滞后系统H∞ 问题有解的一个充分条件 ,通过解LMI可以获得控制器的解 .最后举例说明本文方法的正确性 .

热分散机温度二自由度串级控制

废纸制浆过程中热分散机温度控制效果由于加热过程存在滞后、蒸汽管道压力随负载的波动和进热分散机进浆浓度的变化而受到影响,针对温度控制要求和工艺特点,设计二自由度串级控制结构。该方法将串级控制和二自由度控制结合起来,把系统的目标值跟踪特性和干扰特性分离后进行设计。经实际运行表明,系统响应速度快,超调量小,有较强的鲁棒性,提高了系统的控制品质。

鲁棒稳定多项式双参数摄动域理论及在电力系统分析中的应用

明确指出了鲁棒稳定多项式双参数摄动域的概念 ,分两种情形推导了该域的范围 .将其应用于电力系统的鲁棒稳定分析 ,揭示负荷特性不确定性对其小扰动稳定性的影响 ,算例结果表明 ,这是一种对电力系统鲁棒稳定性进行系统化分析的新途径 .

与香港大学合作研究故障诊断和容错控制

应鲁棒控制理论界国际著名学者、山东大学客座教授、香港大学James Lain博士邀请，笔者于2003年7月1日～8月15日到香港大学进行了为期一个半月的学术访问。2002年我作为山东大学的代表，与香港大学和德国Duisburg大学共同合作申请了香港大学资助的国际合作项目“Advanced Observer-based Fault Detection Schemes for Uncenain Systems”。这次学术访问得到了该研究项目的经费资助。

鲁棒自适应控制器的一种设计方法

针对鲁棒自适应控制器的鲁棒性和适应性,提出建立一个完整的鲁棒自适应控制器应克服的4个方面问题,论文就这4个问题进行讨论,建立了一种鲁棒自适应算法.该算法在保证控制系统鲁棒稳定的前提下,使模型逐步精确,同时逐步提高控制器的性能.仿真结果证明了控制器的性能.另外,算法较为简单。

Platoon车辆自动控制方法及性能分析

在车辆编队platoon的控制管理中领头车辆为跟随车辆周期性广播其运动参数及驾驶行为等信息是必要的.为了保证车队稳定性和鲁棒性,提出一种platoon车辆的自适应控制方法,该方法考虑领头车辆和相邻前车的动态信息,对包括车辆动力学和控制子系统的闭环线性系统,采用H∞控制理论求解最优控制增益函数,并给出系统传递函数矩阵和间距误差函数所满足的队列稳定性条件.最后,用该方法得到platoon车辆运动参数及间距误差的变化轨迹,并对比仅考虑前车信息的控制方法.数值结果表明所提方法的控制效果更好,能实现车辆的渐进跟随,保证队列稳定性和驾驶安全性.

基于LMI的μ方法及其在电力系统中的应用

对现有基于线性矩阵不等式(LMI)的m (结构奇异值,SSV)方法进行了优化,给出了基于大规模稀疏LMI算法的m鲁棒控制器设计算法,并将m方法应用于SMIB系统励磁控制的鲁棒稳定性分析和鲁棒控制器的设计,将其结果同经典的PSS控制器的结果做了比较。数值结果表明,所得m控制器在追踪控制能力和鲁棒性等方面优于传统的AVR+PSS控制方式。

基于Volterra泛函级数的非线性系统的鲁棒辨识

针对弱非线性系统的鲁棒建模问题,基于Volterra泛函级数,结合集员辨识理论,提出了广义频率响应函数的鲁棒辨识方法,形成了一套较完整的弱非线性系统的鲁棒建模方法,仿真结果表明该方法是行之有效的。

鲁棒辨识研究的现状

综述了鲁棒辨识问题的研究进展 ,介绍了鲁棒辨识问题产生的背景 ,对各种不同的辨识方法进行了评述 ,并指出各自的特点 ,最后总结了今后的发展方向。