超空泡航行体纵向运动的鲁棒极点配置控制

由于空泡及滑行力的存在,使得超空泡航行体的建模及控制问题变得非常复杂,在其模型简化过程中会产生一定的建模误差,采用鲁棒极点配置算法进行超空泡航行体控制可以有效克服这一缺点.对超空泡航行体所受的流体动力、尤其是滑行力的动态特性进行了分析整理;建立了超空泡航行体纵平面内的动力学模型;最后利用鲁棒极点配置算法设计了控制器.仿真结果表明,该控制系统具有较强的鲁棒性及稳定性.对各控制变量的控制效果进行了对比分析,分析结果表明空化器比尾舵具有更好的控制效果.

矩阵二阶系统的鲁棒极点配置

直接在矩阵二阶框架下,利用特征结构配置参数化方法,研究矩阵二阶线性系统的鲁棒极点配置问题.将两种测量闭环特征值灵敏度方法有机地结合起来,给出一个新的优化性能指标,此指标的优化过程完全依赖于特征结构配置中的设计自由度.为进一步提高闭环系统的鲁棒稳定性,闭环极点也作为设计自由度的一部分参与优化.数值例子分析结果表明了该方法的有效性.

鲁棒极点配置约束下的模糊控制系统设计

针对一类利用T＿S模糊模型近似描述的不确定非线性系统,给出了一种具有鲁棒极点配置功能的模糊控制器和模糊状态观测器的设计方法.首先,利用并行分配补偿(PDC)设计思想和基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒极点配置理论,得到了使整个闭环系统全局渐近稳定并满足希望的动态性能的充分条件.然后将这些条件转化为标准的LMI问题.最后将该设计方法应用于倒立摆的平衡控制中,验证了本方法的有效性.

广义线性系统基于PI观测器鲁棒极点配置分离原理

对广义线性系统提出了基于全维比例-积分观测器的控制系统设计的鲁棒极点配置分离原理.基于矩阵灵敏度理论证明了如下事实:与状态反馈系统相同的闭环系统极点具有和状态反馈系统极点相同的极点灵敏度,与观测器系统相同的闭环系统极点具有和观测器系统极点相同的极点灵敏度.于是基于全维PI观测器的状态反馈控制器的具有最小灵敏度的鲁棒极点配置可以通过求解两个分开的鲁棒状态反馈极点配置问题实现.

广义线性系统鲁棒极点配置分离原理

针对广义线性系统,提出了基于全维观测器的控制系统设计的鲁棒极点配置分离原理。基于矩阵灵敏度理论证明了如下事实:与状态反馈系统相同的闭环系统极点具有和状态反馈系统极点相同的极点灵敏度。与观测器系统相同的闭环系统极点具有和观测器系统极点相同的极点灵敏度。于是全维观测器的状态反馈控制器中具有最小灵敏度的鲁棒极点配置,可以通过求解两个分开的鲁棒状态反馈极点配置问题实现。

关于结构的可加性扰动的鲁棒极点配置

讨论了ＳＩＭＯ系统和ＭＩＳＯ系统在结构的可加性扰动下实现鲁棒的任意极点配置的充分必要条件，得出了有可能实现鲁棒任意极点配置时控制器的阶次。并通过引入循环矩阵的方法将上述结果推广到ＭＩＭＯ系统，得到了线性多变量系统在结构的可加性扰动下实现鲁棒的任意极点配置的条件。

基于IGPSO算法的状态反馈鲁棒极点配置优化

线性反馈控制系统的性能主要由闭环极点决定,通过极点配置可以提高系统的鲁棒性。本文提出通过应用改进的IGPSO化算法进行线性系统鲁棒极点配置,对于条件数可以直接进行非凸问题优化计算,避免拟凸转化。通过仿真实验验证了算法的有效性。

一种基于优化的参数化鲁棒极点配置方法

研究时不变线性系统状态反馈鲁棒极点配置问题,首先提出了一种新的衡量系统鲁棒性的目标函数,该目标函数定量考虑了不确定性对闭环系统特征值的影响.然后通过对某些矩阵进行奇异值分解得到闭环特征向量和状态反馈矩阵的参数表达式.基于提出的目标函数和闭环特征向量矩阵的参数解,给出了目标函数梯度的显式表达式,从而可以用成熟的基于给出梯度信息的优化方法对目标函数进行优化而得到最优解.通过实际例子和现有方法的比较,结果显示了本方法的有效性.

鲁棒极点配置概念在单输入系统控制中的应用

利用矩阵特征值一阶摄动理论解释了鲁棒极点配置的原始目标,指出以特征向量广义夹角加权和最大化为目标的一些方法存在认识偏差,并根据控制问题的特点重新规定了适用于评估闭环稳定性的评判数。在MATLAB环境下编制了可直接使用拉格朗日方程的程序,求出了二级倒立摆稳定位置附近局部线性化模型,以该评判数为基础在GIP-300-VPPA-L型倒立摆上实现了对二级倒立摆的稳定控制。建模程序经适应性修改后可用于对任意可用拉格朗日方程描述的系统进行建模。

用鲁棒极点配置控制克服负载干扰对气动系统控制性能的影响

空气压伺服系统的特性受到运行参数和负载干扰的较大影响．本文用鲁棒极点配置控制方法解决了负载干扰对活塞位置控制稳定性的影啊，提高了稳定鲁棒性．

一类连续区间系统的鲁棒圆盘极点配置

针对一类连续线性区间系统,基于线性矩阵不等式,介绍一类能够将给出的连续区间系统的闭环系统的极点配置到指定圆盘中的状态反馈和输出反馈增益矩阵的设计方法.这类设计方法也包括分别基于执行器故障和传感器故障的可靠控制器的设计方法,基于矩阵的谱半径不大于自身的最大奇异值的理论以及矩阵的Schur补引理,将矩阵的最大奇异值限定后就能将矩阵的特征值限制在某个圆盘内,再将这种结果以线性矩阵不等式的形式表达出来.最后,给出的数值例子说明这类方法的可行性和有效性。

基于全参数在线辨识的鲁棒自校正控制

受控系统中 ,模型结构参数 (模型时延及模型阶次 )和模型参数是自适应类控制的基础 ,采样这些参数 ,并即时送给控制器 ,是实现自适应控制的前提 ,也是优化该类算法的重要依据。笔者给出了对上述自适应控制的有关参数的在线辩识方法 ,并基于此 ,改进了经典的自适应类控制算法。算法中引入了对结构参数 (模型阶次 )的智能辩识方法和鲁棒极点配置原理 ,从而构成了鲁棒自校正控制 ,使算法得以进一步优化。整个控制方案给出了自适应类控制的新模式。

太阳帆飞行器自适应极点配置控制方法研究

太阳帆航天器对执行机构有着特定的要求,在此基于控制杆和偏置动量反作用飞轮展开研究,就姿态控制系统的物理模型及太阳帆的姿态动力学模型进行分析。并针对此类模型,利用鲁棒极点配置方法设计自适应控制器及太阳帆航天器姿态控制系统,通过数值仿真研究姿态控制中的姿态纠偏。结果表明,采用自适应鲁棒极点配置控制方法的控制系统能够使飞行器能够较快实现大角度的姿态控制要求。

弹性高超声速飞行器自适应极点配置控制

针对乘波体外形的高超声速飞行器存在的结构/推进/气动强耦合特性,利用鲁棒极点配置方法设计了自适应控制器,实现了对高超声速飞行器的速度和高度指令跟踪控制。基于弹性高超声速飞行器模型CSUAL-GHV,分别采用自适应鲁棒极点配置控制方法和自适应非鲁棒极点配置控制方法进行了数值仿真。结果表明,与非鲁棒极点配置控制方法相比,采用自适应鲁棒极点配置控制方法的控制系统不仅使飞行器能够很快地跟踪上速度和高度指令,跟踪误差小于1%,而且高超声速飞行器的弹性振动也得到了有效地抑制。

基于推力矢量的水下高速射弹控制研究

针对水下高速射弹的尾舵自身产生空化等的不足,提出了利用空化器和推力矢量实现对水下高速射弹的运动控制方案.首先,对水下高速射弹的非线性数学模型进行了线性化处理,得到了系统定深航行的状态空间模型;然后,分别应用鲁棒极点配置算法和最优控制算法设计系统的控制器并进行了仿真分析,仿真结果显示系统的动态性能得到明显改善,并且最优控制算法在系统深度控制方面具有更加优越的性能.