一类T-S模糊广义系统的非脆弱H_∞控制

在状态空间下,针对一类T-S模糊广义系统,研究了其具有反馈增益变化的H∞状态反馈控制器的设计问题,即设计的控制器当自身受到外部扰动时仍能完成对系统的镇定并满足H∞性能.利用Lyapunov稳定性理论,采用线性矩阵不等式(LMI)的处理方法,提出了T-S模糊广义系统的非脆弱状态反馈H∞控制器存在的充分条件,并进一步给出了保证T-S模糊广义系统H∞性能指标的非脆弱状态反馈控制器的设计方法.数值仿真表明该方法的可行性和优越性.

广义T-S模糊系统的鲁棒非脆弱控制

在控制器的实现过程中,由于A/D、D/A转换,有限字长限制以及舍入误差等因素的影响,使得控制器自身具有不确定性.非脆弱控制的目的就是使控制器能够克服这种不确定性,保证系统的稳定性,并满足性能指标要求.研究了广义T-S模糊系统的鲁棒非脆弱控制,考虑控制器增益为加法式摄动,基于李亚普诺夫稳定性定理和线性矩阵不等式(LM I)方法,给出了非脆弱鲁棒控制器的存在条件与求解方法.仿真实例表明了该方法的有效性和可行性.

一类广义连续-离散系统量测丢失情况下鲁棒滤波算法

有噪声的非线性广义连续-离散系统的状态估计问题是目前一个较新的研究领域。量测丢失可能会导致系统动态模型的状态估计值与动态方程真实值产生较大偏差。为解决该问题,针对一类量测丢失情况下的范数有界非线性广义连续-离散系统,提出一种基于鲁棒扩展卡尔曼滤波(REKF)算法的状态估计方法。首先,给出参数并使用欧拉离散化方法将理想化的广义连续-离散系统转化为非奇异离散系统,但这样的处理方式导致转换得到的非奇异离散系统动态模型中存在新增不确定项。针对该问题,提出最优上界以保证卡尔曼滤波误差协方差矩阵收敛。其次,针对转化得到的非奇异离散系统,提出基于该优化上界的扩展卡尔曼滤波方法,用于在量测丢失时对系统的动态模型量进行观测。最后,仿真算例验证了该方法的有效性。

广义离散时间系统的P-D反馈控制器设计

针对广义离散时间系统的比例–微分(P-D)反馈控制器的设计问题,本文提出了一种更为简单的方法,使得广义闭环系统正则化,更具因果性、稳定性和容许性。通过线性变换将原系统转化成为正常系统,采用控制理论和变量替换法将双线性不等式转化为严格的线性矩阵不等式(LMI)。基于这种方法,得到广义闭环系统容许性的LMI条件和P-D反馈控制器,最后通过仿真说明该方法的正确性和有效性。

非方广义线性系统的观测器设计

基于含未知输入的非方广义线性系统,研究了该系统具有环路复现特性(LTR)的干扰解耦观测器设计问题。通过矩阵的初等变换和广义逆变换,将非方广义系统等价地转化为正常状态空间的广义线性系统,并运用有关定理给出观测器具有干扰解耦和环路复现特性(LTR)的充要条件,经分析可知,系统具有环路复现特性的充要条件是系统对于任何未知输入干扰解耦,则具有环路复现特性的干扰解耦观测器的设计问题转化为系统关于任何扰动都是解耦的。进一步由广义Sylvester矩阵方程的显式通解出发,指出了观测器的参数化设计方法,同时,给出了观测器的设计算法。运用Matlab进行数字仿真分析,证明该方法是有效的。

Spar型海上浮式风力机系统运动耦合计算方法

针对海上浮式风力机系统(FOWTs)与风浪流相互作用问题,建立了时域非线性耦合动力学方程和流体动力数学模型,采用Fortran语言编程、时域频域转换和龙格-库塔法迭代求解方法,分析定常风、规则波和随机风浪环境下,Spar型FOWTs除艏摇之外的5自由度运动响应特性。结果表明,额定定常风速时,风力机系统5自由度运动响应的平均值和峰峰值都受影响,而其他定常风速不影响纵向运动响应的峰峰值;规则波对5自由度运动响应的平均值影响很小,但峰峰值明显增大;在随机风浪下,FOWTs的纵荡(摇)和升沉运动分别不同程度地出现明显低频性和波频性,而且与风速相关。分析方法及其结果为海上FOWTs的运动性能设计提供参考。

含未知输入的非方离散广义系统的观测器设计与输入估计

研究了含未知输入的非方离散广义系统的输入解耦观测器设计问题 .当系统脉冲能控时 ,把部分状态与未知输入一起作为新的未知输入 ,通过输入 状态对的非奇异变换 ,把非方离散广义系统的观测器设计问题等价地转化为离散正常状态空间系统的相应问题 .给出了观测器存在的充分条件和简单的设计方法 ,并用观测器的状态 ,系统的控制输入和输出渐近地估计了系统的状态和未知输入 .

不确定时滞广义系统的弹性保性能控制

针对一类不确定时滞广义系统,基于线性矩阵不等式(LMI)方法,研究了被控对象和控制器同时存在摄动时的保性能和最优保性能控制器的设计问题。给出了广义系统弹性保性能的充要条件及相应的控制器的设计方法,数值例子验证了该方法的可行性。

生物质气化与废弃物焚烧联合发电系统智能优化

从系统能量分配和平衡的角度,简化了生物质气化与废弃物焚烧联合发电系统的数学模型。简要介绍了非线性规划和遗传算法的基本原理,并用这2种算法对该联合循环发电系统的目标函数进行智能寻优。运行结果表明:基于Matlab平台的非线性规划和遗传算法有共同的优点,都可以避免繁重的编程工作。与非线性规划理论相比,遗传算法具有较好的寻优搜索能力和直观性。

连续切换非方广义线性系统的观测器设计

针对一类连续切换非方广义线性系统,设计了广义状态观测器,并分析了状态估计误差的稳定性。首先通过矩阵的初等变换将连续切换非方广义线性系统的观测器设计问题转换为连续切换广义线性系统的观测器设计问题,之后设计第i个子系统的子观测器,可根据第i个子观测器构造这个广义切换系统的观测器。当观测器是全维观测器,且每个子系统都可检测时,状态估计误差甚至可以在任意切换下指数收敛到零。最后,通过数值实例和Matlab仿真分析说明了观测器设计方法简单可行,观测误差较其他方法的收敛速度快,证实了该方法的有效性和正确性。

多自由度系统非线性参数识别的灵敏度方法

为了识别多自由度系统的非线性参数(3次阻尼系数、3次刚度系数和干摩擦力),提出一种基于灵敏度分析用测量响应(位移、速度或加速度)识别非线性参数的方法。将结构抽象为由线性和非线性阻尼、刚度连接的集中质量系统,用四阶Runge-Kutta法求解多自由度非线性系统的振动响应和振动响应对非线性参数的灵敏度。假定非线性参数为零初值,根据计算响应与测试响应的差值,由基于正则化的阻尼最小二乘法迭代识别系统的非线性参数值。算例表明,该方法可以有效地识别多自由度系统的非线性参数。

不确定广义系统的弹性H_∞控制

现有的鲁棒控制器设计方法(如H2,H∞和μ等综合方法),当控制器存在参数摄动时,其维持闭环系统稳定性的能力很弱。针对一类不确定广义系统,研究了控制器增益具有乘法式摄动时的H∞控制。基于线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了广义系统具有H∞性能的充要条件及相应的控制器的设计方案,并给出了弹性H∞控制优化问题的求解方法。仿真算例表明了该方法的可行性。

不确定广义系统的弹性H_∞保性能控制

利用线性矩阵不等式(LMI)方法,研究被控对象与控制器同时存在摄动的H_∞保性能控制问题。针对控制器存在加法式摄动情形,以线性矩阵不等式约束条件给出了广义系统弹性H_∞保性能的充分条件,并以线性矩阵不等式的可行解给出了相应的控制器设计方法。通过求解具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,给出了弹性H_∞最优保性能及最优H_∞性能控制器的设计方法。仿真表明了方法的可行性。

VTOL直升机的鲁棒非脆弱H_∞控制

针对含有飞行时滞的垂直起飞着陆(VTOL)直升机系统,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,设计了考虑加性控制器增益摄动的时滞相关鲁棒非脆弱H∞控制器。利用描述系统变换,得到了状态反馈鲁棒非脆弱H∞控制器存在的充分条件。在无控制增益摄动的情形下,该控制器能够允许更大的飞行时滞。引入凸优化算法,求解使闭环系统渐近稳定且干扰抑制水平最小的最优控制器参数。仿真结果表明所设计的控制器具有良好鲁棒性和非脆弱性。

公交乘客满意度相关因素的影响程度分析

通过大量乘客满意度问卷调查,利用朴素贝叶斯分类法,建立候车时间、步行时间和乘车环境满意度等9个属性与乘客总体满意度之间的满意度模型,该模型预测精度达79.9%.结果表明,候车时间与乘客总体满意度之间呈非线性关系,当乘客候车时间<5 min的比例<33.8%时,候车时间<5 min的比例每增加1%,乘客总体满意度增加0.07%;当乘客候车时间<5 min的比例>33.8%时,候车时间<5min的比例每增加1%,乘客总体满意度增加0.04%.

一类不确定广义时滞系统的弹性保性能控制

研究同时具有状态时滞和控制输入时滞的一类不确定广义系统的弹性保性能控制。基于线性矩阵不等式(LMI)方法,给出广义系统弹性保性能的充分必要条件及相应控制器的设计方法,数值例子验证该方法的可行性。

一类非线性种群系统解的正则性

本文运用偏微方程解的先验估计证明了一类非线性种群系统解的正则性,为该系统最优控制问题的研究奠定了理论基础.