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考虑控制器饱和约束的单杆柔性机械臂鲁棒H∞保性能控制方法
1
作者 高兴泉 杨昊 孙浩 《长江信息通信》 2024年第2期42-46,共5页
针对单杆柔性机械臂建模误差,控制器饱和及外界扰动的不确定性因素,提出了单杆柔性机械臂的鲁棒H∞保性能控制方法。现有单杆柔性机械臂控制方法多是忽略了其质量对系统性能的干扰,未考虑控制器输入饱和对电机寿命的影响。因此,文章将... 针对单杆柔性机械臂建模误差,控制器饱和及外界扰动的不确定性因素,提出了单杆柔性机械臂的鲁棒H∞保性能控制方法。现有单杆柔性机械臂控制方法多是忽略了其质量对系统性能的干扰,未考虑控制器输入饱和对电机寿命的影响。因此,文章将柔性机械臂的质量作为建模不确定性,然后基于李亚普诺夫函数推导出不确定线性系统鲁棒H∞保性能控制器存在的充分必要条件,将控制问题转换为一个线性矩阵不等式的优化问题。最终使二次性能指标上界或H∞变化范围最小。仿真结果表明,所设计的控制器对于柔性机械臂的振动有很好的抑制效果。 展开更多
关键词 控制器饱和 单杆柔性机械臂 鲁棒H∞保性能控制器 振动抑制
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离心–气压系统基于SDRE的最优保性能鲁棒控制
2
作者 王敏林 董雪明 任雪梅 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1937-1943,共7页
针对离心–气压系统,本文提出基于状态相关黎卡提方程(SDRE)的最优保性能鲁棒控制方案,实现高精度、高稳定性的气压控制.针对气压系统中存在的参数不确定性及参数未知且与状态相关的问题,首先采用自适应参数估计方法对系统未知参数进行... 针对离心–气压系统,本文提出基于状态相关黎卡提方程(SDRE)的最优保性能鲁棒控制方案,实现高精度、高稳定性的气压控制.针对气压系统中存在的参数不确定性及参数未知且与状态相关的问题,首先采用自适应参数估计方法对系统未知参数进行估计,保证参数估计误差的快速收敛.基于参数估计的结果,设计了最优保性能鲁棒控制器,该控制器在参数不确定性存在的情况下仍能保证系统性能指标达到一确定的上界.然而,由于新的黎卡提方程是与状态相关的,不易求得解析解,因此,通过泰勒级数法离线逼近SDRE的最优解.所提出的控制方案不但具有较强的鲁棒性,并且具有快速、无超调、易于应用等优点.最后,仿真分析和实验结果也验证了所设计的控制方案可以实现气压范围为1-100 kPa,随动误差低于10 Pa的高精度跟踪控制. 展开更多
关键词 离心–气压系统 参数不确定性 自适应参数估计 最优保性能鲁棒控制 状态相关黎卡提方程
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具有执行器故障的网络控制系统的非脆弱保性能控制
3
作者 隋钟浩 张钊 +1 位作者 周红艳 陈雪波 《辽宁科技大学学报》 CAS 2024年第1期47-57,80,共12页
对短时变时延下具有执行器故障的网络控制系统的鲁棒非脆弱保性能控制问题进行研究。为了降低保守性,利用标称点方法对系统进行建模,并结合时变故障矩阵与非脆弱控制,将连续时间系统模型转变为具有范数有界不确定参数的时变离散时间模... 对短时变时延下具有执行器故障的网络控制系统的鲁棒非脆弱保性能控制问题进行研究。为了降低保守性,利用标称点方法对系统进行建模,并结合时变故障矩阵与非脆弱控制,将连续时间系统模型转变为具有范数有界不确定参数的时变离散时间模型。根据Lyapunov对离散系统的稳定性判据以及线性矩阵不等式技术,给出保性能控制器的设计策略和相应的二次性能指标的求解方法,并通过算例验证了所提策略的正确性。 展开更多
关键词 网络控制系统 执行器故障 保性能控制 线性矩阵不等式
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基于领航者跟随者的群系统保性能编队控制
4
作者 王琳 张庆杰 陈宏伟 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1037-1046,共10页
针对群系统编队跟踪控制问题,提出了一种切换拓扑下保性能的优化控制方法。建立了基于领航跟随结构的编队跟踪控制问题的数学描述,引入分布式性能指标描述群系统编队调节性能。利用一致性理论设计了基于领航跟随结构的编队控制协议。借... 针对群系统编队跟踪控制问题,提出了一种切换拓扑下保性能的优化控制方法。建立了基于领航跟随结构的编队跟踪控制问题的数学描述,引入分布式性能指标描述群系统编队调节性能。利用一致性理论设计了基于领航跟随结构的编队控制协议。借助李雅普诺夫方法分析系统的闭环稳定性,给出保性能上界的数学表达形式。利用数值仿真验证了所提控制方法的有效性,群系统可在性能上界下实现编队跟踪控制,且在编队跟踪速度和消耗性能方面优于已有文献。 展开更多
关键词 群系统 领航跟随 编队跟踪 保性能 切换拓扑
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一种控制输入约束下的不确定离散系统非脆弱保性能控制器设计
5
作者 段虹州 韩光信 高兴泉 《河南科技》 2024年第3期4-9,共6页
【目的】针对考虑扰动及摄动情况下的控制输入约束的不确定离散系统,提出了非脆弱保性能的控制方法。【方法】首先,以最小化目标函数为性能指标、控制输入饱和范围为约束条件,从而推导出约束状态下的非脆弱保性能控制律。其次,使用李雅... 【目的】针对考虑扰动及摄动情况下的控制输入约束的不确定离散系统,提出了非脆弱保性能的控制方法。【方法】首先,以最小化目标函数为性能指标、控制输入饱和范围为约束条件,从而推导出约束状态下的非脆弱保性能控制律。其次,使用李雅普诺夫方程来构造非线性矩阵不等式。再次,结合Schur补定理和布谷鸟群智能优化算法对不等式进行求解,得到控制输入约束下的非脆弱保性能控制律的参数。最后,通过Quanser三自由度陀螺仪平台进行试验验证。【结果】试验结果表明,本研究所提出方法的稳态误差浮动不超过0.07、跟踪误差不超过0.15。【结论】该方法在面对扰动及摄动情况时具有更高的鲁棒性,对提升三自由度陀螺仪的稳定性及控制精度具有重要意义。 展开更多
关键词 不确定性离散系统 控制输入约束 非脆弱性 保性能控制
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自适应鲁棒保性能控制器设计
6
作者 徐伟 徐俊骁 +1 位作者 李强 魏红 《江汉大学学报（自然科学版）》 2024年第3期62-73,共12页
针对时变不确定性的旋翼飞行机器人航向线性模型,分析了移动机器人系统控制器设计方法中的问题,提出了一种自适应鲁棒控制器的设计方法。该方法将自适应机制引入到鲁棒跟踪保证成本控制器中,将状态反馈自适应鲁棒控制器的设计问题转化... 针对时变不确定性的旋翼飞行机器人航向线性模型,分析了移动机器人系统控制器设计方法中的问题,提出了一种自适应鲁棒控制器的设计方法。该方法将自适应机制引入到鲁棒跟踪保证成本控制器中,将状态反馈自适应鲁棒控制器的设计问题转化为一个等价的线性矩阵不等式的可解问题,使鲁棒跟踪控制器的增益能够实现在线调节,保证闭环系统的稳定性。并且,将该方法与固定增益鲁棒控制器在实验仿真中进行了对比实验,结果表明该方法在飞行机器人航向控制中具有更好的性能。 展开更多
关键词 自适应 线性系统 鲁棒性 保性能 机器人
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基于两点模型的堆芯功率多目标保性能控制
7
作者 刘雨昆 王俊玲 张玉衡 《哈尔滨商业大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期78-84,共7页
现阶段能源产业需要核电站能够根据实际功率需求对输出功率进行调整,因此压水堆堆芯负荷跟踪运行是现阶段压水堆商业化运行的重要需求之一.为了避免运行过程中由于堆芯功率分布不均匀导致的氙震荡、热点等问题,对堆芯运行过程中产生的... 现阶段能源产业需要核电站能够根据实际功率需求对输出功率进行调整,因此压水堆堆芯负荷跟踪运行是现阶段压水堆商业化运行的重要需求之一.为了避免运行过程中由于堆芯功率分布不均匀导致的氙震荡、热点等问题,对堆芯运行过程中产生的轴向功率偏差进行控制也是压水堆安全运行的关键.基于中子动力学方程、反应性反馈方程和热工水力学方程,结合堆芯功率空间耦合构建了压水堆堆芯功率两节点模型,并在这一模型的基础上增加负荷跟踪和轴向功率偏差跟踪量.根据这一模型设计了能够实现负荷跟踪控制和轴向功率分布控制并且具有抗时变性的LPV-LQR多目标控制器.在经典的多个瞬态工况下进行仿真的结果表明,LPV-LQR控制器具有良好的负荷跟踪控制和轴向功率分布控制能力,并且能够更好适应堆芯功率系统的时变性. 展开更多
关键词 核反应堆 功率控制 两点模型 时变参数 保性能控制 负荷跟踪控制 轴向功率偏差 多目标控制
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基于奇异摄动模型的风能转换系统H_(∞)容错保性能控制 被引量：1
8
作者 姜萍 李梦瑶 +2 位作者 王培光 付磊 张照彦 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期326-333,共8页
在风能转换过程中,针对执行器故障、容错控制成本高等问题,设计了H_(∞)最优容错保性能控制器,并基于PI观测器进行了故障诊断。首先,将风电系统中存在的时滞、参数不确定、执行器故障等问题用奇异摄动LPV模型表达;然后,设计PI观测器进... 在风能转换过程中,针对执行器故障、容错控制成本高等问题,设计了H_(∞)最优容错保性能控制器,并基于PI观测器进行了故障诊断。首先,将风电系统中存在的时滞、参数不确定、执行器故障等问题用奇异摄动LPV模型表达;然后,设计PI观测器进行执行器故障重构,并在H_(∞)性能指标和成本性能指标双重约束下,进行凸优化计算,得到最优容错保性能控制律。仿真表明,低风速时,控制器能有效跟踪最优风轮转速,实现最大风能捕获。 展开更多
关键词 风能 奇异摄动系统 容错控制 鲁棒性 保性能控制
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短时延广义网络控制系统的指数保性能控制 被引量：5
9
作者 周红艳 张钊 +1 位作者 陈雪波 李华 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期178-184,共7页
本文基于标称点方法,在短时变时延条件下,研究了广义网络控制系统的指数稳定保性能控制问题.基于李雅普诺夫稳定性判据和线性矩阵不等式技术,给出了使得系统能够指数稳定且满足二次型性能指标的状态反馈控制器存在的条件和设计方法.通... 本文基于标称点方法,在短时变时延条件下,研究了广义网络控制系统的指数稳定保性能控制问题.基于李雅普诺夫稳定性判据和线性矩阵不等式技术,给出了使得系统能够指数稳定且满足二次型性能指标的状态反馈控制器存在的条件和设计方法.通过采用标称点方法,有效地解决了现有方法没有考虑网络诱导时延与系统保守性的关系且适用范围有限的问题,并通过算例验证了有效性.由于建模过程中充分考虑了系统的保守性,相比之下获得了更好的二次型性能指标值. 展开更多
关键词 广义系统 网络控制系统 指数稳定 保性能控制
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基于LMI的不确定随机时滞系统输出反馈保性能控制 被引量：2
10
作者 甄玉婕 王天成 《鲁东大学学报（自然科学版）》 2023年第2期146-152,共7页
针对一类范数有界的随机时滞系统,研究在一定性能指标下的保性能控制问题。本文为获得能够实现系统保性能控制的最优输出反馈控制器,采用Lyapunov稳定性理论与LMI技术相结合的方法,将保性能控制问题转化为LMIs约束下的可行解问题。提出... 针对一类范数有界的随机时滞系统,研究在一定性能指标下的保性能控制问题。本文为获得能够实现系统保性能控制的最优输出反馈控制器,采用Lyapunov稳定性理论与LMI技术相结合的方法,将保性能控制问题转化为LMIs约束下的可行解问题。提出的控制器设计方案能够实现系统是依概率全局渐近稳定的,同时满足对系统性能指标的要求。此外,通过数值算例说明所提出控制方案的可行性。 展开更多
关键词 线性矩阵不等式 保性能控制 随机时滞系统 输出反馈
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不确定离散时滞系统的动态输出反馈鲁棒保性能控制(英文) 被引量：16
11
作者 关新平 陈彩莲 +2 位作者 龙承念 刘奕昌 段广仁 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期199-204,共6页
研究不确定离散时滞系统的动态输出反馈保性能控制问题 ,通过引入动态输出反馈补偿器 ,采用线性矩阵不等式的方法 ,导出了系统存在保性能控制律的充分条件 .数值算例说明了其有效性 .
关键词 不确定离散时滞系统 保性能控制 动态输出 鲁棒控制 短阵不等式
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网络控制系统保性能控制 被引量：13
12
作者 崔桂梅 穆志纯 +1 位作者 李晓理 郝智红 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期595-599,共5页
针对网络控制系统中时延不确定因素,将时延的不确定性转换为系统状态方程系数矩阵的不确定性,网络控制系统对象模型为具有时滞的不确定离散模型.在此模型的基础上,将网络控制系统的保性能控制问题转化为研究时滞的不确定离散系统的鲁棒... 针对网络控制系统中时延不确定因素,将时延的不确定性转换为系统状态方程系数矩阵的不确定性,网络控制系统对象模型为具有时滞的不确定离散模型.在此模型的基础上,将网络控制系统的保性能控制问题转化为研究时滞的不确定离散系统的鲁棒保性能控制问题.利用Lya-punov理论及线性矩阵不等式(LMI)方法,证明了通过状态反馈控制,使网络控制系统保性能控制的充分条件等价于求解LMI.仿真示例验证了该控制方法的有效性. 展开更多
关键词 网络控制系统 保性能控制 时延 线性矩阵不等式 离散系统
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不确定时延输出反馈网络化系统保性能控制 被引量：21
13
作者 邱占芝 张庆灵 刘明 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期274-278,共5页
研究了一类具有不确定时延的动态输出反馈网络控制系统的保性能控制问题．针对小于等于一个采样周期的不确定时延,利用Lyapunov理论和线性矩阵不等式方法,推导出了动态输出反馈网络控制系统保性能控制律存在的条件,给出了动态输出反馈... 研究了一类具有不确定时延的动态输出反馈网络控制系统的保性能控制问题．针对小于等于一个采样周期的不确定时延,利用Lyapunov理论和线性矩阵不等式方法,推导出了动态输出反馈网络控制系统保性能控制律存在的条件,给出了动态输出反馈保性能控制律设计方法．利用LMI工具箱中的目标函数最小化工具,可以求得该类系统优化的保性能控制律参数和优化的性能指标,从而获得该系统的保性能控制律．给出的仿真算例说明了设计方法是有效的所得结果是可行的． 展开更多
关键词 网络控制系统 保性能控制 线性矩阵不等式 动态输出反馈 不确定时延
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线性不确定时滞系统的可靠保性能鲁棒控制 被引量：35
14
作者 贾新春 郑南宁 张元林 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期971-975,共5页
研究了含有故障执行器的线性不确定时滞系统的可靠保性能鲁棒控制问题 .执行器故障模型概括了执行器正常、执行器部分退化和执行器完全失效三种情况 ,系统的性能函数是带有故障输入项的积分二次函数 .利用Lyapunov稳定理论及矩阵不等式... 研究了含有故障执行器的线性不确定时滞系统的可靠保性能鲁棒控制问题 .执行器故障模型概括了执行器正常、执行器部分退化和执行器完全失效三种情况 ,系统的性能函数是带有故障输入项的积分二次函数 .利用Lyapunov稳定理论及矩阵不等式方法 ,得到了系统存在可靠保性能鲁棒控制器的代数矩阵不等式 (AMI)形式的充分条件和控制器的设计方法 ,给出了系统的一个可保性能的表达式 .基于LMI方法 ,给出了AMI的一个求解算法 . 展开更多
关键词 线性不确定时滞系统 执行器 Lyapunov稳定理论 矩阵不等式方法 可靠保性能鲁棒控制
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不确定离散系统的输出反馈保性能控制 被引量：10
15
作者 陈国定 俞立 +1 位作者 杨马英 褚健 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期117-119,共3页
对一类具有范数有界时变参数不确定性的离散时间系统 ,研究设计一个输出反馈保性能控制器 ,使得闭环系统对所有允许的不确定性渐近稳定 ,且闭环性能指标值不超过某个确定的上界。基于线性矩阵不等式处理方法 ,证明了保性能控制器的存在... 对一类具有范数有界时变参数不确定性的离散时间系统 ,研究设计一个输出反馈保性能控制器 ,使得闭环系统对所有允许的不确定性渐近稳定 ,且闭环性能指标值不超过某个确定的上界。基于线性矩阵不等式处理方法 ,证明了保性能控制器的存在性等价于一个线性矩阵不等式的可行性 。 展开更多
关键词 保性能控制 输出反馈 线性矩阵不等式 不确定离散系统
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近空间飞行器多模型软切换保性能非脆弱控制 被引量：13
16
作者 王宇飞 姜长生 吴庆宪 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期440-446,共7页
针对可变机翼后掠角近空间飞行器存在严重非线性、强耦合等特性,在考虑控制器存在摄动的情况下,设计了可以平滑切换的多模型软切换保性能非脆弱控制方案.首先利用可测前提变量将系统的工作空间划分为多个子空间,然后在每一个子空间中根... 针对可变机翼后掠角近空间飞行器存在严重非线性、强耦合等特性,在考虑控制器存在摄动的情况下,设计了可以平滑切换的多模型软切换保性能非脆弱控制方案.首先利用可测前提变量将系统的工作空间划分为多个子空间,然后在每一个子空间中根据给定的性能指标设计局部模糊鲁棒保性能非脆弱控制器.由于采用了广义系统的设计方法,有效地减少了求解的计算量和复杂度.系统的全局控制器由各局部控制器进行模糊加权得到,从而实现了软切换.对变机翼后掠角近空间飞行器的仿真实验表明了所提方法是有效的. 展开更多
关键词 近空间飞行器 模糊系统 软切换 保性能 非脆弱 鲁棒控制
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参数不确定的广义T-S模糊系统的鲁棒容错保性能控制 被引量：8
17
作者 朱宝彦 张庆灵 +1 位作者 笪可宁 李海燕 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期613-616,共4页
研究了参数不确定并且部分执行器可能失效的广义T S模糊系统鲁棒容错保性能控制问题·对于所容许的不确定参数,给出了鲁棒容错保性能控制器存在的充分条件·在此条件下所设计的控制器,不仅使闭环系统渐近稳定而且具有适当的性... 研究了参数不确定并且部分执行器可能失效的广义T S模糊系统鲁棒容错保性能控制问题·对于所容许的不确定参数,给出了鲁棒容错保性能控制器存在的充分条件·在此条件下所设计的控制器,不仅使闭环系统渐近稳定而且具有适当的性能指标·通过矩阵分解把广义系统的非严格矩阵不等式约束转化为严格矩阵不等式,克服了广义系统不能直接利用LMI工具箱的弱点,从而和正常系统一样,可以直接使用LMI工具箱求解控制器·算例说明了所给方法的可行性和有效性· 展开更多
关键词 广义T-S模糊系统 不确定参数 状态反馈控制器 容错 鲁棒保性能控制 LMI
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参数不确定广义大系统的保性能分散控制 被引量：13
18
作者 史国栋 沃松林 邹云 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期913-918,共6页
对一类范数有界时不变参数不确定的连续广义大系统和一个二次型性能指标,研究了其保性能分散控制问题.目的是设计一状态反馈分散控制器,使得对所有容许的不确定性,闭环系统不仅是鲁棒稳定的,而且性能指标有一上界.应用线性矩阵不等式方... 对一类范数有界时不变参数不确定的连续广义大系统和一个二次型性能指标,研究了其保性能分散控制问题.目的是设计一状态反馈分散控制器,使得对所有容许的不确定性,闭环系统不仅是鲁棒稳定的,而且性能指标有一上界.应用线性矩阵不等式方法,给出了一个用线性矩阵不等式表达的保性能分散控制器存在的充分条件;在此条件可解时,给出了保性能分散控制律的表达式.最后,举例说明了该方法的应用. 展开更多
关键词 不确定系统 线性矩阵不等式 分散控制 保性能控制
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三级倒立摆建模与H_∞鲁棒优化保性能控制 被引量：7
19
作者 薛安克 官伯林 +1 位作者 尚群立 王建中 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期1637-1641,共5页
针对倒立摆系统当中存在的自然不稳定性和大量不确定性,提出了一种H∞鲁棒优化保性能控制方法.利用分析力学中的Lagrange方程建立三级倒立摆的不确定数学模型,把系统的不确定性和外界扰动分别转化为模型状态矩阵的不确定性和模型的扰动... 针对倒立摆系统当中存在的自然不稳定性和大量不确定性,提出了一种H∞鲁棒优化保性能控制方法.利用分析力学中的Lagrange方程建立三级倒立摆的不确定数学模型,把系统的不确定性和外界扰动分别转化为模型状态矩阵的不确定性和模型的扰动输入,从而将系统稳定问题转化为H∞范数求解问题.仿真实验结果证明,应用这种方法可以保证系统指数稳定,二次代价泛函满足性能指标,同时使系统具有相同H∞范数界γ.与传统方法相比,该方法对三级倒立摆的控制具有较强的鲁棒性,能够在系统存在外界干扰和不确定性时,仍能保持系统的稳定性. 展开更多
关键词 鲁棒控制 倒立摆 不确定性 鲁棒H∞控制 保性能控制
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不确定非线性系统的模糊保性能容错控制 被引量：9
20
作者 吴忠强 奥顿 +1 位作者 刘坤 王子洋 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第5期1105-1107,共3页
针对一类具有范数有界参数不确定性的非线性系统和一个二次型性能指标,提出了在执行器故障时保性能控制器的设计方法。采用线性矩阵不等式的方法,得出了系统在执行器故障时保性能控制律存在的充分条件,使系统对允许的不确定性具有鲁棒性... 针对一类具有范数有界参数不确定性的非线性系统和一个二次型性能指标,提出了在执行器故障时保性能控制器的设计方法。采用线性矩阵不等式的方法,得出了系统在执行器故障时保性能控制律存在的充分条件,使系统对允许的不确定性具有鲁棒性,并达到一定的性能指标。仿真结果表明该方法的有效性。 展开更多
关键词 非线性系统 不确定性 执行器故障 保性能控制 线性矩阵不等式
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