检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：郭明东北大学

学位级别：硕士

在实际的生产过程中,不确定性是普遍存在的.鲁棒控制理论的产生就是为了解决实际生产中的不确定性问题.而作为为鲁棒控制理论的一个重要分支——鲁棒H∞理论,由于其具有比较完整的理论体系,并且已在许多领域取得了许多令人瞩目的成果,... 详细信息

在实际的生产过程中,不确定性是普遍存在的.鲁棒控制理论的产生就是为了解决实际生产中的不确定性问题.而作为为鲁棒控制理论的一个重要分支——鲁棒H∞理论,由于其具有比较完整的理论体系,并且已在许多领域取得了许多令人瞩目的成果,吸引了众多的学者参与研究,显然已成为一个非常活跃的研究方向.另一方面,在自然和社会条件下,时滞现象也是是普遍存在的,例如核反应过程、轧钢的过程以及神经网络等等.时滞现象是造成系统不稳定的一个重要的原因,因此时滞系统作为控制领域的热点问题,深受国内外控制界的重视.现在,许多学者把不确定性与时滞问题结合起来研究,取得了许多重要的理论成果.本论文主要研究内容为不确定线性时滞系统的鲁棒控制问题.对于这一方面的研究取得了许多重要的成果.本论文在前人研究的基础上,根据Lyapunov稳定性理论,利用线性矩阵不等式的方法得出了系统稳定性准则以及鲁棒镇定准则.而数值算例说明了本论文方法的有效性.本论文的主要方法是利用牛顿—莱布尼茨公式对系统的状态方程做等价变换,即对于状态方程i(t)=Ax(t)+Adx(t-d(tt)),做等价变换可化为x(t)=(A+Ad)x(t)+Ad∫(t-d(t))tx(s)ds.然后利用新得到的方程研究系统的鲁棒控制问题.主要成果如下：(1)研究了不确定时滞系统的稳定及控制器设计问题.在新的状态方程的基础上,构造Lyapunov泛函,运用线性矩阵不等式以及自由权矩阵的方法得到系统稳定的充分条件.我们所得到的稳定性条件,与其它利用自由权矩阵方法比较起来,不仅在结构上简单,而且数值算例也说明了此种方法的有效性.(2)研究不确定时滞系统的鲁棒H∞控制问题.在上述方法的基础之上研究鲁棒H∞控制问题.根据系统的性能指标,得出鲁棒渐近稳定的条件,最后给出了鲁棒H∞控制的设计方法.同时给出数值算例,利用软件Matlab中LMI工具箱给出系统的仿真.而从数值算例中可以看到本论文方法的有效性.

关键词：不确定性系统时滞稳定性鲁棒H∞控制线性矩阵不等式控制器

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一类仿射非线性系统的最优滑模跟踪控制

一类仿射非线性系统的最优滑模跟踪控制

引用

作者：杨青青岛科技大学

学位级别：硕士

最优跟踪问题由于其在工业的上广泛应用而受到普遍关注。线性系统的最优跟踪问题可直接利用线性最优调节器的结果进行求解,而非线性系统的最优跟踪问题常导致非线性两点边值问题(two-point boundary-value problem, TPBV),其解析解难以... 详细信息

最优跟踪问题由于其在工业的上广泛应用而受到普遍关注。线性系统的最优跟踪问题可直接利用线性最优调节器的结果进行求解,而非线性系统的最优跟踪问题常导致非线性两点边值问题(two-point boundary-value problem, TPBV),其解析解难以获得。精确线性化方法作为非线性系统模型变换的一种数学工具,可以避免求解非线性TPBV问题,从而简化最优调节器的设计。实际系统不可避免地存在不确定性,不确定性的存在往往使得基于精确模型设计的最优控制系统的动态性能变差,甚至不稳定。滑模变结构控制(Sliding Mode Control, SMC)的突出优点是滑动模态对于不确定性具有完全鲁棒性,可以对最优调节器进行鲁棒化设计,从而实现“最优不变性”。本文主要针对一类不确定仿射非线性系统,研究其最优滑模跟踪控制器的设计问题。主要内容概况如下: 1、研究不确定线性系统最优滑模跟踪控制器的设计问题。首先利用原系统和参考外系统得到一个新的增广系统,从而将原系统的最优跟踪问题转化为增广系统的最优调节问题。考虑到系统的不确定性,基于标称系统的最优反馈控制律设计最优滑模面,使得滑动模满足给出的最优性能指标要求,且对不确定性具有完全鲁棒性。设计参考输入观测器,以解决控制律的物理不可实现问题。仿真结果说明该方法的有效性。 2、研究一类参考信号由外系统给出的单输入单输出(SISO)不确定仿射非线性系统的最优滑模跟踪控制器设计问题。首先采用精确线性化方法,将原系统转化为等效的线性系统。然后基于转化后的系统和外系统,导出误差状态方程,将最优跟踪问题转化为最优调节问题;针对标称系统设计最优调节器,利用滑模控制方法对最优调节器进行鲁棒化设计,保证系统具有最优动态的同时,对不确定性具有滑动模态的完全鲁棒性。以机器人动态控制系统为例,验证此方法的有效性。 3、研究一类参考信号由外系统给出的多输入多输出(MIMO)不确定仿射非线性系统的最优滑模跟踪控制器设计问题。采用精确线性化方法对原系统进行输入输出解耦处理,以达到简化设计的目的;然后利用解耦后的系统,与外系统构成误差系统,从而引出最优调节器设计问题;利用非线性系统的最优控制律,构造积分滑模面,消除趋近模态,实现全程滑模控制;为削弱抖动,采用趋近律法设计最优滑模跟踪控制律,保证系统满足性能指标最优的同时,对不确定性具有滑动模态的鲁棒性。将该方法用于双关节机械手的跟踪控制中,仿真结果表明该方法的有效性。

关键词：最优跟踪最优控制滑模控制非线性系统不确定性系统精确线性化最优滑模控制

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基于控制方向未知的非线性参数系统的学习控制

基于控制方向未知的非线性参数系统的学习控制

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作者：李焱云南师范大学

学位级别：硕士

智能已然成为是我们这个时代的代表词汇之一。在控制研究领域中,学者们也在紧跟时代的步伐,向智能化控制不断发起挑战,学习控制是其中一个不可或缺的部分。而最具有代表性的学习控制当属迭代学习控制与重复学习控制两种。重复学习控制... 详细信息

智能已然成为是我们这个时代的代表词汇之一。在控制研究领域中,学者们也在紧跟时代的步伐,向智能化控制不断发起挑战,学习控制是其中一个不可或缺的部分。而最具有代表性的学习控制当属迭代学习控制与重复学习控制两种。重复学习控制和迭代学习控制均是可以有效地处理控制系统的两种比较常用的方法和手段,不同的是前者的侧重点在重复性上,后者则着重周期性,控制目标可以在有限（或无限）时间区间上使被控系统对已知目标轨迹实现完全跟踪,其基本思想是通过被控系统上一次迭代（或周期）得到的信息来完善目前迭代（或周期）的控制输入。而自适应控制方法则能够有效地处理含有时不变参数的非线性动力系统的跟踪控制问题[44][45][46]。现阶段大多数研究学者所选择的自适应迭代学习控制则是把自适应控制与迭代学习控制相结合,这种方式能够有效地处理非线性系统的跟踪控制问题。本文基于自适应迭代学习控制方法,对几种具有未知控制方向的非线性系统进行了深入研究,主体内容研究可做如下概括:（1）针对一类控制方向未知的一阶混合线性和非线性参数化系统的自适应学习控制问题,提出了一种新的自适应迭代学习控制方法,从而实现了在对齐条件下系统的跟踪误差趋向于零;然后在控制器设计方面利用Nussbaum增益技术解决了系统中未知控制方向问题;接着引入差分型参数自适应学习律有效地清除了系统中未知时变参数的影响;最后利用Lyapunov复合能量函数一定程度上解决了系统的稳定性问题。仿真结果验证了该算法的可行性和有效性。（2）在以上基础上,进一步推广至解决一类控制方向未知的高阶混合线性和非线性参数化非线性系统的自适应学习控制问题。首先利用不等式技巧提出了一种自适应学习控制算法;然后使用Nussbaum方法解决了系统中存在的未知控制方向问题;最后利用Lyapunov复合能量函数证明了被控系统的稳定性及误差的收敛性。仿真结果验证了该算法的可行性和有效性。（3）在以上基础上,研究了一类控制方向未知的一阶混合双线性和非线性参数化非线性系统的自适应学习控制问题。首先,基于Nussbaum函数设计方法提出了对应的自适应迭代学习控制方法,处理了系统中控制方向未知的问题;然后利用不等式技巧设计了参数自适应律,有效地解决了系统中含有时变参数不确定项的干扰;最后通过Lyapunov复合能量函数理论证明了闭环系统的稳定性。仿真结果验证了该算法的可行性和有效性。（4）在以上基础上,进一步推广到解决一类控制方向未知的高阶混合双线性和非线性参数化非线性系统的自适应学习控制问题。首先基于Nussbaum函数的方法和性质设计了一种自适应迭代学习控制算法;然后基于构造Lyapunov复合能量函数证明了闭环系统的稳定性和有界性。仿真结果验证了该算法的可行性和有效性。

关键词：自适应迭代学习控制控制方向未知时变参数非线性参数化不确定性系统

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T-S模糊采样系统稳定性分析与控制设计

T-S模糊采样系统稳定性分析与控制设计

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作者：杨柳华北理工大学

学位级别：硕士

T-S模糊控制可以有效地解决非线性系统的建模问题,尤其适用于工业生产中的复杂非线性系统的建模。在这个课题中,基于Takagi–Sugeno(T-S)模糊模型对复杂非线性系统进行了建模。建模完成后,通过设计新型的李雅普诺夫-克拉索夫斯基函数(Ly... 详细信息

T-S模糊控制可以有效地解决非线性系统的建模问题,尤其适用于工业生产中的复杂非线性系统的建模。在这个课题中,基于Takagi–Sugeno(T-S)模糊模型对复杂非线性系统进行了建模。建模完成后,通过设计新型的李雅普诺夫-克拉索夫斯基函数(Lyapunov-Krasovskii Functions,LKFs),建立了系统的稳定性判据。具体工作内容如下所述:1)基于T-S模糊控制理论,建立了系统数学模型。分别对带有参数不确定性和控制器丢包的随机切换模糊系统模型和带有参数不确定性和控制器状态量化的模糊系统模型进行了研究。其中,出于网络化控制中不确定性、丢包等因素的考虑,在原有的模糊模型基础上进行模型的优化。2)借助LKFs实现了对系统的稳定性的分析和控制器参数设计。设计了新型的环形LKFs,更为充分地利用了抽样模式以及模糊模型中的隶属度函数的信息。完成LKFs的设计之后,对其求导得到稳定性定理。在泛函求导过程中使用了改进的自由权矩阵(Free-Matrix-Based,FMB)、凸组合等引理和一些数学不等式处理技巧,得到以线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)形式表达的稳定性定理。通过LMI工具箱求解控制器的增益矩阵参数和采样控制器的最大抽样间隔上界值。最后借助数值仿真例子,验证了控制方案对系统模型较好的控制效果,同时也验证了对采样间隔的提升。图19幅;表5个;参51篇。

关键词： T-S模糊模型采样控制隶属度函数丢包状态量化不确定性系统

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时滞关联大系统的同时镇定和控制

时滞关联大系统的同时镇定和控制

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作者：梁宇内蒙古师范大学

学位级别：硕士

在自然科学与生产实践过程中,具有时滞和不确定性的控制对象普遍存在。考虑不确定性能够更准确反映实际控制过程,体现系统的参数变化以及外部干扰。随着社会的发展与进步,出现了一类结构复杂,规模庞大和强关联的系统—关联大系统,对于... 详细信息

在自然科学与生产实践过程中,具有时滞和不确定性的控制对象普遍存在。考虑不确定性能够更准确反映实际控制过程,体现系统的参数变化以及外部干扰。随着社会的发展与进步,出现了一类结构复杂,规模庞大和强关联的系统—关联大系统,对于这些大系统,他们的不确定性及时滞特性在理论分析和实践应用中都有很大的难度。因此,对时滞大系统的稳定性和鲁棒控制研究具有重要的理论意义和实用价值。本论文研究的是时滞关联大系统的镇定与H∞控制,主要工作如下：1.研究了一类不确定时滞系统的同时镇定,基于Lyapunov-Krassorskii泛函和线性矩阵不等式方法,给出了不确定时滞闭环系统同时镇定的充分条件；2.针对不确定时滞系统,研究了鲁棒H∞控制问题,利用线性矩阵不等式方法,提出了该类系统鲁棒H∞控制律存在的充分条件并给出了状态反馈控制器的设计方法；3.研究了关联时滞大系统的同时镇定,类似于关联大系统容错控制的研究方法,通过构造Lyapunov-Krassorvskii泛函和线性矩阵不等式方法；最后,针对一类时滞系统的输出反馈控制进行了研究。

关键词：不确定性系统时滞 H_∞控制线性矩阵不等式关联大系统同时镇定

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基于扰动观测器的高超飞行器建模及控制

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上海交通大学学报 2011年第2期45卷 272-276页

作者：曲鑫任章宋剑爽王俊波宋勋北京航空航天大学控制一体化技术国家级重点实验室北京100191

提出了基于扰动观测器的高超声速飞行器控制器设计方法.针对高超声速飞行器的机体/发动机一体化设计布局、弹性轻质材料的广泛使用以及处于大高度和高马赫数的飞行条件的特点,建立了考虑推进及弹性影响的模型.在典型高超声速飞行器几何... 详细信息

提出了基于扰动观测器的高超声速飞行器控制器设计方法.针对高超声速飞行器的机体/发动机一体化设计布局、弹性轻质材料的广泛使用以及处于大高度和高马赫数的飞行条件的特点,建立了考虑推进及弹性影响的模型.在典型高超声速飞行器几何结构基础上,结合高超声速气动力学和气动弹性相关理论,建立了非线性纵向模型方程;分析模型不确定性的3种来源:参数、结构以及非结构,建立了非线性不确定模型;基于理论推导,采用基于扰动观测器的控制方法设计鲁棒控制器.仿真结果表明,本方法所设计的控制器在给定的不确定性范围内具有良好的鲁棒性.

关键词：高超飞行器不确定性系统鲁棒控制扰动观测器

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电磁卫星编队位置跟踪滑模变结构控制

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宇航学报 2011年第5期32卷 1093-1099页

作者：苏建敏董云峰北京航空航天大学宇航学院北京100191

电磁卫星编队位置跟踪是存在输入延时和扰动不确定的控制问题,以卫星相对运动CW方程作为动力学模型,采用前馈加反馈的方式控制编队运动跟踪预定轨迹,前馈控制量由预定轨迹结合CW方程给出,反馈控制采用状态线性变换后的滑模变结构控制律... 详细信息

电磁卫星编队位置跟踪是存在输入延时和扰动不确定的控制问题,以卫星相对运动CW方程作为动力学模型,采用前馈加反馈的方式控制编队运动跟踪预定轨迹,前馈控制量由预定轨迹结合CW方程给出,反馈控制采用状态线性变换后的滑模变结构控制律。证明了滑模切换面可达以及滑模面上的运动与不确定扰动无关。数值仿真表明考虑时滞的控制相比未考虑时滞的控制,位置跟踪精度有所提高。

关键词：滑模控制位置跟踪时滞控制系统不确定性系统编队飞行

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计算机控制系统理论中的离散化方法及其改进

计算机控制系统理论中的离散化方法及其改进

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作者：朱磊中国科学技术大学

学位级别：硕士

离散化方法在计算机控制系统理论中占有很重要的地位,它填补了连续控制系统和离散系统之间的空白.传统的离散化方法提出已经很多年了,正是由于这些简便的方法,才使得计算机控制系统模拟设计法被广泛采用.然而必须指出的是,在计算机控制... 详细信息

离散化方法在计算机控制系统理论中占有很重要的地位,它填补了连续控制系统和离散系统之间的空白.传统的离散化方法提出已经很多年了,正是由于这些简便的方法,才使得计算机控制系统模拟设计法被广泛采用.然而必须指出的是,在计算机控制系统模拟设计法的离散化步骤中,采用传统的离散化方法,考虑的仅仅是离散控制器与连续控制器之间的近似,没有注意到离散化给整个系统的闭环性能带来的影响,这往往导致了由此设计出的计算机控制系统的实际效果并不尽如人意.为此必须在离散化连续控制器的过程中,充分考虑系统的闭环性能.按照这一思路.最近十年来涌现了大量改进的离散化方法.笔者遵循同样的思路,提出了两种局部最优的离散化方法,其中一种以采样点上连续系统的输出与待求离散系统的输出之间的差为代价函数,另一种是以每个采样周期上连续系统的状态与待求离散系统的状态之间的差为代价函数.通过极小化这两个函数,获得了两种新离散化方法,该文中的仿真实验证实了两种方法的有效性.由于实际系统大都具有不确定性,这使得大多数现有的基于系统闭环性能的离散化方法对此无能为力.笔者根据文献ⅰ38ⅱⅰ39ⅱ和ⅰ42ⅱ中论述的区间模型的分析方法,针对参数不确定性系统提出了一个解决方案,基效果良好.

关键词：计算机控制系统连续控制系统离散化计算机控制系统模拟方法闭环性能不确定性系统区间模型

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线性不确定系统鲁棒分析与鲁棒确定问题的研究

线性不确定系统鲁棒分析与鲁棒确定问题的研究

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作者：臧鸿雁哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

控制理论和应用的发展已经使人们充分认识到鲁棒控制研究的重要性.经过众多学者的努力,已经获得了很多丰富有价值的成果.但与控制实践相比,还相差甚远.怎样解决不确定性在控制系统中的存在的问题,是现代控制理论能否成功地应用到实际中... 详细信息

控制理论和应用的发展已经使人们充分认识到鲁棒控制研究的重要性.经过众多学者的努力,已经获得了很多丰富有价值的成果.但与控制实践相比,还相差甚远.怎样解决不确定性在控制系统中的存在的问题,是现代控制理论能否成功地应用到实际中的重要问题.该文主要在时域内,以状态空间描述形式,用Lyapunov方法研究控制系统中的鲁棒稳定问题和鲁棒镇定.在第二章中,用Lyapunov方程结合矩阵理论对不确定系统稳定的鲁棒界进行了分析,得到了一些新的鲁棒界,并且用统一的方法给出了已有结果的简洁证明,将部分结果推广到时变情形.在第三章中,探讨了不确定系统鲁棒稳定控制设计问题,对满足匹配条件的系统,用Riccati方程及矩阵不等式得到了改进的控制器,并在\"不匹配量度\"和\"不匹配容限\"的定义基础上,将得到的结果推广到不满足匹配条件的系统.不论对连续系统还是离散系统,该文的理论基础是Lyapunov稳定性原理,主要运用矩阵不等式技巧,矩阵奇异值性质及变化的Riccati方程.

关键词：不确定性系统鲁棒分析鲁棒

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基于未知控制方向的非线性系统的自适应学习控制

基于未知控制方向的非线性系统的自适应学习控制

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作者：李广印云南师范大学

学位级别：硕士

学习控制是智能控制领域的一个重要分支,其中具有代表性的一种学习控制策略是迭代学习控制。迭代学习控制是处理具有重复性系统的常用工具,控制目标是实现在有限时间区间上对目标轨迹的完全跟踪,基本思想是通过系统前一次迭代周期获得... 详细信息

学习控制是智能控制领域的一个重要分支,其中具有代表性的一种学习控制策略是迭代学习控制。迭代学习控制是处理具有重复性系统的常用工具,控制目标是实现在有限时间区间上对目标轨迹的完全跟踪,基本思想是通过系统前一次迭代周期获得的控制信息来改善当前迭代周期的控制输入。自适应方法能够很好地解决含有不确定参数的非线性动态系统的跟踪控制问题。现在发展起来的自适应迭代学习控制(AILC)则结合了自适应控制与迭代学习控制的优点,能够更广泛地应用于非线性系统的跟踪控制问题。本文结合自适应迭代学习控制方法,对一些含有未知控制方向的非线性系统进行了研究。本文主要工作包括以下几个方面:1.针对一类含有未知控制方向的一阶双线性参数不确定性系统,提出了一种自适应迭代学习控制方法;在对齐条件下,使得系统初始误差可以不为零;在控制器设计过程中,利用Nussbaum增益技术解决了系统中存在的未知控制方向问题;引入微分-差分耦合参数自适应学习律,消除了系统中未知时变参数和未知常参数的影响;然后利用Lyapunov理论分析了系统的稳定性,以及系统跟踪误差的收敛性。2.进一步利用自适应迭代学习控制方法对一类含有未知控制方向的高阶双线性参数不确定性系统进行了研究,借助Nussbaum函数设计了一种控制方案;然后通过构造的Lyapunov复合能量函数证明了闭环系统的全部信号最终有界,并且系统状态能够完全匹配给定的参考信号。3.研究了一类含有未知控制方向的一阶非参数不确定时滞系统在有限时间区间上的跟踪控制问题,并提出了相应的自适应迭代学习控制方法。所设计的算法突破了系统初始条件为零的限制条件;引入Nussbaum方法很好地解决了系统中控制方向未知的困扰;在满足局部Lipschitz条件下,结合不等式技巧,信号置换思想,以及参数自适应方法,有效地解决了系统中含有时滞的非参数不确定项的影响;然后通过Lyapunov理论严格证明了闭环系统的稳定性。4.对一类含有未知控制方向的高阶非参数不确定时滞系统的一致收敛性进行了分析,并利用Nussbaum函数性质以及部分限幅的方法设计了一种鲁棒自适应迭代学习控制算法;然后基于构造的Lyapunov复合能量函数,证明了系统状态能够实现对参考信号的完全跟踪,并且闭环系统中全部信号有界。最后,以上所有系统都通过仿真例子验证了算法的可行性与有效性。

关键词：自适应迭代学习控制未知控制方向双线性参数非参数不确定性系统

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