检索结果-内蒙古大学图书馆

信息与控制 2008年第6期37卷 681-685页

作者：方炜姜长生安徽工业大学电气信息学院安徽马鞍山243000 南京航空航天大学自动化学院江苏南京210016

考虑了一类多输入多输出非线性不确定系统的自适应模糊预测控制律设计问题.根据系统的跟踪误差在线调整间接模糊系统的权值,使其一致逼近系统中的未知非线性函数,并引入一个鲁棒控制器来提高整个系统的控制性能.通过泰勒展开设计出了基... 详细信息

考虑了一类多输入多输出非线性不确定系统的自适应模糊预测控制律设计问题.根据系统的跟踪误差在线调整间接模糊系统的权值,使其一致逼近系统中的未知非线性函数,并引入一个鲁棒控制器来提高整个系统的控制性能.通过泰勒展开设计出了基于间接自适应模糊系统的预测控制律,避免了在线优化带来的繁重的计算负担.基于李亚普诺夫原理,证明了闭环系统最终一致有界.最后利用本文提出的控制方案设计了高超声速飞行器的姿态控制系统,仿真结果表明了控制方案的有效性.

关键词：非线性不确定系统预测控制模糊问接自适应控制高超声速飞行器

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非对称约束下非线性系统的有限时间控制

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控制工程 2023年第1期30卷 119-125页

作者：单锐吕紫青王芳燕山大学理学院河北秦皇岛066000

针对具有非对称输出约束和外界干扰的非线性不确定系统,提出了基于固定时间干扰观测器和非对称障碍函数的有限时间控制策略。首先,采用非对称障碍函数处理系统的输出约束问题,保证输出满足约束条件;其次,通过构造固定时间干扰观测器对... 详细信息

针对具有非对称输出约束和外界干扰的非线性不确定系统,提出了基于固定时间干扰观测器和非对称障碍函数的有限时间控制策略。首先,采用非对称障碍函数处理系统的输出约束问题,保证输出满足约束条件;其次,通过构造固定时间干扰观测器对外界干扰进行估计,且估计误差在固定时间内收敛到零;再次,基于Lyapunov稳定性理论证明闭环系统在有限时间内有界稳定且输出满足约束条件;最后,通过永磁同步电机的仿真实验验证了所设计的控制策略的有效性。

关键词：非线性不确定系统非对称障碍函数固定时间干扰观测器有限时间控制

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复杂离散不确定系统的鲁棒滤波方法研究

复杂离散不确定系统的鲁棒滤波方法研究

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作者：冯晋哈尔滨工程大学

学位级别：博士

从最近十年的鲁棒滤波研究的发展来看，Krein空间方法已经逐渐被人认识并已成为鲁棒滤波方法研究的新领域。为了在现有的鲁棒滤波器研究基础上进一步降低设计复杂度，提高滤波精度，并进一步增强实用性，Krein空间滤波器设计方法已成为... 详细信息

从最近十年的鲁棒滤波研究的发展来看，Krein空间方法已经逐渐被人认识并已成为鲁棒滤波方法研究的新领域。为了在现有的鲁棒滤波器研究基础上进一步降低设计复杂度，提高滤波精度，并进一步增强实用性，Krein空间滤波器设计方法已成为不可缺少的重要发展方向。因此，本文针对多种不确定线性及不确定非线性系统的Krein空间滤波方法进行研究，进一步完善Krein空间滤波器的设计方法并扩展Krein空间方法的研究领域。本文通过Matlab数值仿真实验，将Krein空间滤波器与其他的鲁棒滤波器进行对比，验证Krein空间滤波器的有效性。论文的主要工作有：首先针对最常见的两种不确定性（即不确定参数和乘性噪声）同时存在于状态方程和量测方程的情况，在不引入任何非零因子的前提下，分别设计一种新颖的Krein空间形式系统，以消除非零因子所造成的人为误差隐患。为多种线性不确定系统提供新颖的Krein空间滤波器设计思路。针对系统的外源随机扰动已知和未知两种情况，分别设计鲁棒Kalman滤波和鲁棒H∞滤波。首先针对不确定系统系统中的能量和约束问题给出H2指标二次型，针对鲁棒H∞问题给出H∞指标的目标二次型；然后对二次型进行等价地矩阵变换运算，使得二次型的列向量包含原系统的所有结构，此时中心权重矩阵的逆即可作为Krein空间形式系统的误差方差阵；最后按照原始系统的状态空间结构和二次型的向量关系结构，设计出相应的Krein空间形式系统，并通过Matlab仿真实验进行验证。然后，研究几类重要的线性时滞不确定系统的Krein空间滤波器设计。针对时变时滞不确定系统提出时滞无关的Krein空间滤波器设计方法，之后针对定常时滞的不确定系统设计时滞相关的Krein空间滤波器，以提高滤波精度。论文的研究涉及包括定常时滞、时变时滞、及多重时滞等多种状态时滞类型，并为多种线性时滞不确定系统提供新颖的Krein空间滤波器设计思路。针对时变时滞与多重时滞同时存在于状态方程和量测方程的情况，论文设计一种时滞无关的滤波器；即将状态时滞项与不确定参数一起合并为Krein空间形式系统的噪声向量，并以此划分依据进行目标二次型的等价矩阵变换。针对定常时滞系统，论文设计一种时滞相关的滤波器；即首先通过状态扩维方法将状态时滞纳入Krein空间形式系统的状态向量，然后通过给定初始条件的权重阵实现二次型中状态扩维处理，最后通过等价地矩阵变换确定Krein空间系统的形式噪声方差阵并给出Krein空间形式系统。Matlab仿真实验结果表明，论文提出的Krein空间滤波器设计方法具有良好的稳定性并且相比于其他方法精度有所提高。最后，依据之前章节中关于不确定性及时滞问题的处理方法，进一步研究非线性不确定系统的Krein空间滤波器设计。首先考查弱非线性且无状态时滞的系统，针对不确定参数同时存在于状态方程和量测方程的情况，给出鲁棒EKF的设计方法；然后考查强非线性情况，提出了Krein空间鲁棒H∞滤波；最后对于李普希兹式的非线性时滞不确定系统，提出一种时滞相关的鲁棒H∞滤波器设计方法。最后，通过Matlab实验仿真验证滤波器的有效性。针对非线性时滞不确定系统，特别提出一种无状态扩维的Krein空间滤波器设计方法，以减轻高维系统下的计算负担。系统中非线性函数的估计误差满足李普希兹条件，同时系统状态和时滞满足鲁棒能量约束。于是考查混合李普希兹非线性鲁棒二次型，并以此设计Krein空间形式系统。为了设计时滞相关滤波器，状态时滞和非线性函数都在Krein空间形式系统中分解为后验估计与后验估计误差。然后两个数值例子验证了该方法的有效性。

关键词：线性不确定系统时滞非线性不确定系统 Krein空间鲁棒Kalman滤波鲁棒H_∞滤波

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混沌状态下永磁同步发电机的故障诊断——LMI法研究

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物理学报 2013年第15期62卷 74-80页

作者：吴忠强杨阳徐纯华燕山大学电气工程学院工业计算机控制工程河北省重点实验室秦皇岛066004

本文以永磁同步风力发电机为研究对象,在两相同步旋转坐标系下建立了永磁同步发电机的数学模型.应用时间尺度和线性仿射变换建立了系统混沌模型,验证了系统在某些参数和工作条件下会出现混沌运动.随后在考虑系统不确定性的情况下设计了... 详细信息

本文以永磁同步风力发电机为研究对象,在两相同步旋转坐标系下建立了永磁同步发电机的数学模型.应用时间尺度和线性仿射变换建立了系统混沌模型,验证了系统在某些参数和工作条件下会出现混沌运动.随后在考虑系统不确定性的情况下设计了故障观测器,在系统发生故障时,通过所设计的故障观测器能对混沌状态下永磁同步发电机的故障做出准确估计.仿真结果表明基于线性矩阵不等式方法的故障观测器能够对系统故障做出快速准确的诊断.

关键词：永磁同步发电机混沌非线性不确定系统故障诊断

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小波神经网络UCAV飞行控制系统

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火力与指挥控制 2012年第3期37卷 31-34页

作者：杜海文翁兴伟赵辉傅裕松空军工程大学工程学院西安710038

针对采用H∞控制设计方法需求解难度很大的偏微分方程,而导致工程实现难度大的问题,提出了采用小波神经网络进行无人攻击机(UCAV)飞行控制系统设计的方法,该方法集小波变换和神经网络的优点于一身,简化了网络训练,避免了系统达到局部最... 详细信息

针对采用H∞控制设计方法需求解难度很大的偏微分方程,而导致工程实现难度大的问题,提出了采用小波神经网络进行无人攻击机(UCAV)飞行控制系统设计的方法,该方法集小波变换和神经网络的优点于一身,简化了网络训练,避免了系统达到局部最优解,使得系统具有更好的逼近精度。通过仿真实验表明,利用小波神经网络进行UCAV控制律设计,使系统具有较好的跟踪性和鲁棒性,避免了精确模型的建立,便于分析系统的稳定性。

关键词：无人攻击机飞行控制系统小波神经网络控制律非线性不确定系统

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基于FLNDO的近空间飞行器鲁棒最优预测控制(英文)

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宇航学报 2009年第4期30卷 1489-1497页

作者：都延丽吴庆宪姜长生周丽南京航空航天大学自动化学院南京210016

针对有强烈干扰和不确定因素影响的近空间高超声速飞行器,提出了一种鲁棒最优广义预测控制律。控制律由最优广义预测控制律(OGPC)和一种新的泛函连接网络干扰观测器(FLNDO)构成。输出的有限时域预测由泰勒级数的展开实现。飞行中的未建... 详细信息

针对有强烈干扰和不确定因素影响的近空间高超声速飞行器,提出了一种鲁棒最优广义预测控制律。控制律由最优广义预测控制律(OGPC)和一种新的泛函连接网络干扰观测器(FLNDO)构成。输出的有限时域预测由泰勒级数的展开实现。飞行中的未建模动态以及未知干扰由FLNDO来估计,并且文中也给出了FLNDO和闭环系统的稳定性分析。仿真结果表明对于姿态角和角速率的跟踪问题,设计的控制器达到了满意的控制效果,并且也成功实现了对干扰的抑制以及参数变化的鲁棒性要求。

关键词：近空间高超声速飞行器非线性不确定系统最优广义预测控制泛函连接网络干扰观测器

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空天飞行器的自适应变论域模糊预测控制

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控制与决策 2008年第12期23卷 1373-1377,1388页

作者：方炜姜长生南京航空航天大学自动化学院南京210016

考虑一类非线性不确定系统的变论域模糊预测控制问题.根据跟踪误差在线调整伸缩因子,使变论域模糊系统一致逼近被控对象中的未知干扰和不确定因素.通过引入鲁棒自适应控制器,消除了模糊建模误差,提高了系统的动态性能.基于泰勒展开的非... 详细信息

考虑一类非线性不确定系统的变论域模糊预测控制问题.根据跟踪误差在线调整伸缩因子,使变论域模糊系统一致逼近被控对象中的未知干扰和不确定因素.通过引入鲁棒自适应控制器,消除了模糊建模误差,提高了系统的动态性能.基于泰勒展开的非线性预测控制律,避免了繁重的计算负担.基于Lyapunov理论,给出了伸缩因子的σ调整律,并证明了闭环系统一致最终有界.最后,将该算法用于空天飞行器(ASV)姿态控制系统的设计,仿真结果表明了该算法的有效性.

关键词：非线性不确定系统预测控制变论域模糊系统鲁棒自适应控制器空天飞行器

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一类刚柔耦合不确定系统的能观性分析及扩张状态观测器设计

一类刚柔耦合不确定系统的能观性分析及扩张状态观测器设计

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作者：张晓燕中国科学院大学

学位级别：硕士

非线性不确定系统的状态和扰动估计问题是控制理论的基本问题之一。工业系统中的不确定性/扰动广泛存在，常常会给系统性能带来不利影响。这些不确定性/扰动包括但不限于外部扰动、未建模动态和参数不确定性。事实上，工业中的不确定系... 详细信息

非线性不确定系统的状态和扰动估计问题是控制理论的基本问题之一。工业系统中的不确定性/扰动广泛存在，常常会给系统性能带来不利影响。这些不确定性/扰动包括但不限于外部扰动、未建模动态和参数不确定性。事实上，工业中的不确定系统并非都是被控输出的积分串联型系统，此时经典的扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)不再适用。本文考虑了多种类型的不确定系统，分别对这些系统的改进ESO设计方法进行了综述。针对一类描述弹性飞行器姿态角控制的刚柔耦合不确定系统，本文开展了能观性分析、改进ESO设计以及估计误差定量分析等理论研究，并对相应系统的状态和扰动估计以及自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control，ADRC)方法进行了仿真研究。本文的主要工作如下:　　针对非线性不确定系统的状态和扰动估计问题，对近些年发展的多种ESO改进设计方法及其所针对的不确定系统类型和适用条件进行了综述。首先，针对含有多通道扰动估计的系统给出了改进ESO的设计方法，并说明了增益矩阵的算法及改进ESO的误差分析;其次，针对量测带有零偏的系统介绍了改进ESO设计方法以及误差分析;接着，针对带有随机噪声的系统，分别在连续和离散两种情况下给出了基于ESO思想的滤波算法、适用条件和有效性的理论分析;最后，针对控制输入带有时延的系统，分别在常数和时变时延两种情况下介绍了改进ESO的设计方法。上述这些方法扩大了经典ESO的应用场景，使得ESO不仅仅适用于经典的被控输出的积分串联型系统。　　针对一类描述弹性飞行器姿态角控制的刚柔耦合不确定系统，首先，引用了强能观定义的等价条件，给出了该系统强能观的充分必要条件。其次，在不确定系统能观时给出了改进ESO的设计方法，进而对系统状态以及扰动进行估计。进一步，对改进ESO的估计误差进行了定量分析。接着，当不确定系统不能观时，结合弹性飞行器姿态角系统的控制目标，给出了压缩ESO的设计方法，对状态以及刚体通道的扰动进行了估计。进一步对压缩ESO的估计误差进行了定量分析，并在扰动及其高阶导数有界的假设下说明了估计误差的有界性。之后，分别基于改进ESO和压缩ESO的估计值设计了ADRC方法，并通过数值仿真验证了所提方法的有效性。

关键词：非线性不确定系统自抗扰控制扩张状态观测器能观性分析

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非线性控制理论研究及其在飞行控制系统设计中的应用

非线性控制理论研究及其在飞行控制系统设计中的应用

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作者：谢寿波西北工业大学

学位级别：硕士

文章第一部分从非线性系统的微分几何理论出发,推导出飞机六自由度运动方程非线性微分几何等效变换的计算公式,设计了半筋斗半翻滚机动的非线性控制律,并进行数字仿真.第二部分提出了一种最优化的扩展线性化设计方法,将非线性系统在稳... 详细信息

文章第一部分从非线性系统的微分几何理论出发,推导出飞机六自由度运动方程非线性微分几何等效变换的计算公式,设计了半筋斗半翻滚机动的非线性控制律,并进行数字仿真.第二部分提出了一种最优化的扩展线性化设计方法,将非线性系统在稳态平衡点族上扩展线性化,利用最优控制理论设计扩展线性化系统,直接积分构成非线性控制律.设计了飞机纵向短周期运动的非线性扩展线性化最优控制器,并进行了闭环仿真.第三部分研究了单输入单输出非线性不确定系统的鲁棒控制.在标称系统可输入输出线性化、不确定性有界且满足广义匹配条件情况下,得到系统的高增益鲁棒控制器.最后设计了飞机纵向运动的非线性鲁棒跟踪器和鲁棒调节器.仿真结果表明,三种方法设计的非线性飞行控制系统均具有比较满意的动态性能,舵面偏转角和法向过载都在合理的范围内.虽然还有一些问题没有解决,但这些方法在飞行控制系统设计中应用的可行性已经得到证实,具有非常重要的意义.

关键词：非线性系统微分几何控制理论非线性等效变换扩展线性化非线性不确定系统鲁棒跟踪器鲁棒调节器大机动飞行飞行控制控制系统设计

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非匹配不确定系统鲁棒控制及其应用的研究

非匹配不确定系统鲁棒控制及其应用的研究

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作者：孙剑华南理工大学

学位级别：硕士

在国家高技术发展计划（国家863计划）、国家自然科学基金及广东省自然科学基金的资助下,该文在讨论了非线性不确定系统、非完整移动机器人系统、变结构控制的基本理论和设计方法及反步设计法的基础上,对非线性不确定系统的鲁棒控制和... 详细信息

在国家高技术发展计划（国家863计划）、国家自然科学基金及广东省自然科学基金的资助下,该文在讨论了非线性不确定系统、非完整移动机器人系统、变结构控制的基本理论和设计方法及反步设计法的基础上,对非线性不确定系统的鲁棒控制和输出跟踪问题进行了研究和探讨,给出非匹配条件下非线性不确定系统鲁棒控制与输出跟踪问题的显式变结构控制器的设计方法.这一显式跟踪控制器的设计克服了现有反步设计中因隐式及复杂偏导数的计算给实时控制的实现带来的局限性.同时将其具体应用到非完整移动机器人的输出跟踪控制中,仿真结果表明控制器的有效性.

关键词：非线性不确定系统非匹配条件非完整移动机器人变结构控制反步法鲁棒控制

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