一类非线性系统输出反馈自适应扰动抑制

研究了类依赖于不可量测状态增长非线性系统的输出反馈自适应扰动抑制问题.与现有文献不同,所研究的系统具有更多的末知参数,尤其是不确定控制系数.为了解决该问题,引入了动态高增益K-滤波器,进而构造了基于K-滤波器的状态观测器.在输出反馈控制器的设计过程中,引入了待定设计参数,增加了设计的自由度.结果表明,K-滤波器的动态增益和设计参数的恰当选择可以保证闭环系统的全局稳定性,从而实现系统L2-增益意义下的扰动抑制.

一类不确定非线性系统自适应输出反馈跟踪控制的新结果

研究了一类不确定非线性系统的自适应输出反馈实际跟踪控制问题.解决该控制问题的困难主要源于此类系统控制系数不确定,并具有依赖于不可测状态的增长且其增速是关于输出的多项式函数.首先,通过推广现有的K-滤波器,引入了新的动态高增益K-滤波器,并基于此构造了状态观测器.然后,应用反推技术,成功的设计了系统的自适应输出反馈跟踪控制器.主要结果表明,通过设计参数的适当选择,所构造的控制器能保证闭环系统的所有状态全局有界,并且当时间足够大时,跟踪误差收敛到零点的既定小邻域内.

基于Backstepping设计的非线性大系统模糊自适应输出反馈分散控制

针对一类高频增益符号未知,仅有输出可测的非线性大系统提出了一种模糊自适应Backstepping分散控制方法。在backstepping递推设计中,采用模糊逻辑系统逼近未知非线性函数,利用Nussbaum增益方法解决未知高频增益符号未知问题。利用所提出的模糊自适应分散控制方法,可以使得闭环系统的信号是一致终结有界(UUB)。仿真实例进一步验证了所提方法的有效性。

基于梯度极值Otsu算法的Canny边缘检测改进

针对Canny算法椒盐噪声敏感、滤波后图像边缘模糊、梯度计算不准确、阈值设定困难等问题,建立一种能够在滤波时保留边缘信息且根据图像梯度极值合理选取高低阈值,提高定位准确性的改进Canny算法。首先用K-近邻均值滤波代替高斯滤波,在保留图像边缘信息的同时增强了去噪能力。其次,利用Scharr算子代替原有的梯度模板计算图像梯度,改进算子内核,使计算结果更加准确,同时减少运算时间;最后,在非极大值抑制之后,对梯度图使用带抑制因子的Otsu算法,自适应选取Canny算法中的高、低阈值。仿真实验结果表明,该算法具有良好的信噪比、边缘检测效果及自适应性。

一类高超声速飞行器自适应容错控制器设计

高超声速飞行器控制系统具有非常突出的强耦合、强非线性、时变的力学特性,在其研究与设计过程中,需要处理高速飞行带来的弹性形变、多输入多输出、气动参数不确定以及高温高热等原因导致的各种传感器故障和部分作动器故障等一系列问题,因此该类飞行器控制系统的研究与设计面临着传统飞行器控制系统研究所未有的困难和挑战.针对高超声速飞行器飞行过程中遇到的部分作动器故障问题,本文提出了非线性观测器与控制器一体化设计的高超声速飞行器自适应反演容错控制方法.首先将飞行器作动器故障模型转换为一类状态不能完全测量,且具有未知参数和未知控制增益的SISO输出反馈非线性最小相位系统,然后,基于改进的K-滤波器理论对状态向量进行重构,在系统只有输出可以测量的情况下,设计了一种新型观测器,确定出收敛的状态向量,设计出强自适应能力的控制器,保证了系统所有信号的有界性.在自适应反演设计时,采用动态面设计方法,引入一阶滤波器,得到虚拟控制量的微分,消除传统反演设计中的"项数膨胀"问题,用Lyapunov稳定性定理保证误差一致有界.仿真实验验证了该算法的有效性.最后以高超声速飞行器纵向通道为例,验证了上述理论.

一类不确定非线性系统输出反馈扰动抑制

研究了一类带有不确定控制系数和依赖于不可测状态增长非线性系统的输出反馈扰动抑制问题。主要由于控制系数的不确定性,使得该控制问题不能用现有方法来解决。为了实现系统的扰动抑制目标,首先引入了高增益K-滤波器,进而构造了基于K-滤波器的状态观测器,然后利用反推技术设计了线性输出反馈控制器。通过选择恰当的设计参数,实现了L2-增益意义下的扰动抑制。

一类具有不确定控制系数和依赖于不可测状态增长非线性系统的全局输出反馈镇定

研究了一类具有不确定性控制系数和依赖于不可测状态增长非线性系统的全局输出反馈镇定问题.主要由于不确定控制系数,该问题一直没有解决,其主要困难是源于惯用高增益观测器的无效性.文中通过引入适当的状态变换和全新的、基于高增益K-滤波器状态观测器,成功地给出了该类系统的输出反馈控制器的反推设计方法,并且证明了闭环系统的渐近稳定性可由控制参数的适当选取来保证.