基于观测器的时变时滞不确定系统的强稳定鲁棒H^∞控制器设计

研究一类同时存在状态和控制输入不确定性的时滞系统基于观测器的强稳定鲁棒控制问题，其中不确定性是时变的，满足范数有界条件。被控对象可鲁棒强稳定且满足从干扰输入到控制输出的H^∞范数界约束。     

对采用二级自由度H∞控制的船用柴油机转速控制的研究

为了节约能源（低额定燃料消耗率），船用柴油机从八十年代到九十年代已经发展成为低速长冲程了，由于这种新的趋势，常规机械液压调速器不再适应新的要求，而数字式调速器则已经被船用柴油机所采用。     

基于非线性-线性ESO切换策略的船舶柴油机转速控制

为更好地适应船舶柴油机转速和负载分布范围广泛的特点,针对船舶柴油机转速控制,在分析扩张状态观测器（ESO）特性的基础上,结合非线性ESO(NLESO)和线性ESO(LESO)的优点,通过切换策略构建基于NLESO和LESO的自抗扰控制器（ADRC）。该控制器考虑了实际柴油机转速控制中基于曲轴转角计算和控制的特点,其计算和控制由曲轴转角信号定角度触发,并对曲轴转角触发的ESO进行了稳定性分析。最终的发动机试验表明：相对于PID控制器、线性自抗扰控制器和非线性自抗扰控制器,基于切换ESO的自抗扰控制器对柴油机转速和负载变化具有更好的适应性和鲁棒性。     

网络控制系统的输出反馈保性能控制

研究了一类具有不确定时延的网络控制系统输出反馈保性能控制问题.将时延的不确定性建模为系统状态方程系数矩阵的不确定性,在输出反馈条件下,用状态观测器重构系统状态,将保性能控制问题转化为不确定离散系统的输出反馈鲁棒保性能控制问题.利用Lyapunov理论和矩阵不等式方法,得出了输出反馈保性能控制律的设计方法.仿真算例说明了设计方法的有效性.     

人工神经网络和H∞优化控制用于航迹舵的实现研究

本文概述一种新型航迹自动舵的系统结构，重点讨论航迹和航向控制器的设计方法，报告航迹舵的海上试验概况，给出神经元网络、Ｈ∞混合灵敏度及多重增益规划ＰＩＤ三种航向控制算法的实航结果比较，这些经验对航迹舵的进一步研究和产品化有重要意义。     

H_∞控制在潜艇深度控制的应用

传统的PID控制器鲁棒性较差,模型参数变化对控制器的影响较大。为了提高系统的鲁棒性,将H∞控制器应用于潜艇机动控制。通过分析模型的速度参数摄动性,确定模型的干扰信号与评价信号,利用Matlab设计最优的H∞控制器。仿真结果表明在该控制器作用下,系统达到了信号跟踪的要求,并且在速度有较大摄动时,系统仍有较好的动态性能,即系统的鲁棒性较好。该方法亦可用于潜艇模型的其他单个或多个参数摄动的鲁棒性设计。     

浮船坞控制系统的H∞控制研究

对船舶进入浮船坞的压载水舱分布及实时自动控制过程进行了分析。以船舶静力学为依据,分析了船舶下排浮船坞时浮态的计算方法,给出了浮船坞纵倾及吃水动态力学方程,得出了可用于实时控制的浮船坞状态方程。采用H∞控制中的闭环增益成形控制算法,对浮船坞控制系统进行了理论探讨和仿真研究。仿真结果表明M IMO非方阵闭环增益成形算法物理概念清晰,设计及求解过程简单,对浮船坞的控制具有较好的系统性能和鲁棒性能。     

鱼雷非线性H∞控制研究

本文利用非线性H∞控制理论,提出了鱼雷运动非线性H∞控制规律,并结合鱼雷实际入水运动特性进行了仿真,结果表明:设计的H∞控制器有效提高了控制系统性能和抑制干扰的能力.     

基于H∞控制的船舶同步发电机调压系统研究

为了深入的分析同步发电机调压系统,本文建立了带H∞状态反馈控制器的交流无刷励磁同步发电机调压系统的数学模型,通过这个模型对调压系统的动态特性进行了研究.应用鲁棒H∞控制理论和MATLAB的μ综合工具箱完成权函数的优化,直接解决鲁棒控制设计问题.并利用MATLAB软件进行了突加、突减静负荷以及起动大功率异步电动机的仿真分析.仿真结果表明建立的数学模型是正确的.     

船舶电站柴油机调速系统H∞控制器的设计

船舶电站频率的稳定性主要取决于柴油机调速系统的转速响应特性,为了抑制负荷的扰动,提高柴油机调速系统的动态精度,本文将H∞控制控制理论应用于柴油机调速系统的设计,将柴油机调速系统的性能要求转化为标H∞控制问题。计算机仿真实验结果表明,用H∞控制理论设计的控制器能有效地提高调速系统精度和抗扰动能力。     

船舶电站柴油发电机组混合H_2/H_∞调速器的研究

将混合H2/H∞控制理论应用于柴油机调速系统的设计,将柴油机调速系统的性能要求转化为标准混合H2/H∞控制问题.计算机仿真结果表明,利用线性矩阵不等式方法所设计的混合H2/H∞调速器能在考虑模型不确定性的情况下,有效提高系统的动态精确度和抑制扰动的能力,改善船舶电力系统频率的稳定性.     

基于LMI的液压操舵系统H2/H∞控制器设计

分析了典型液压操舵系统的数学模型及其不确定因素，其控制可归结为结构摄动系统控制问题。论述了结构摄动系统的H2／H∞输出反馈控制问题，可以通过第一组LMIs得以解决。仿真试验结果表明，基于LMI的H2／H∞混合控制器的控制性能和鲁棒性优于传统的PID控制和单纯的H2控制和L∞控制。     

舵机加载系统H∞控制的研究

该文从理论上分析了舵机加载系统存在多余力的特点及其对加载系统控制性能的影响,建立了准确的数学模型,并将多余力作为系统的外干扰设计了舵机加载系统的H∞控制器,分析与仿真结果表明,H∞控制器对补偿加载系统多余力有很好的效果,可以大大地提高加载系统的鲁棒性和跟踪性以,较理想地帝现了舵机加载系统的多余力抑制。     

基于LMI的船舶力控减摇鳍系统H∞控制器设计

本文针对海浪伯随机干扰，船舶模型的不稳定性和控制器的输出约束，采用升力反馈控制的全新方法建立系统数学模型，用基于LMI（Linear Matrix Inequality)的H∞控制方法，考虑混合灵敏度S／KS问题，设计了H∞控制器，对混合灵敏度S／KS问题模型，权函数的选择等问题进行了研究，充分地利用了LMI法进行H∞设计时的优势，并对LMI法的优势进行了系统的说明和讨论，通过仿真验证了这一设计的可行性，所设计的力控减遥鳍系统不但具有抗干扰性能，而且具有鲁棒稳定性。     

基于ESO和动态逆的欠驱动船舶航迹跟踪控制设计

针对欠驱动船舶航迹跟踪控制问题,考虑船舶动态不确定性、未知时变外部扰动和速度不可测的情况,将输出重定义方法、扩张状态观测器(extended state observer, ESO)和动态逆控制方法相结合,设计欠驱动船舶航迹跟踪控制律。输出重定义方法用来解决系统欠驱动问题;构造ESO,估计由船舶动态不确定性、未知时变外部扰动以及船舶各自由度运动状态变量间的耦合构成的总扰动和船舶速度;基于上述,采用动态逆控制方法,设计航迹跟踪控制律,使欠驱动船舶跟踪期望航迹,并保证航迹跟踪闭环控制系统所有信号最终一致有界。以一艘欠驱动船舶为例进行仿真研究,仿真结果验证了所设计的航迹跟踪控制律的有效性和优越性。     

基于H∞鲁棒动态逆的无人机着舰纵向控制系统设计

针对舰载无人机着舰的纵向鲁棒控制问题,提出基于H∞最优控制理论和动态逆的控制系统设计方法。该方法考虑了舰尾流扰动和无人机机载传感器测量噪声的影响,以动态逆控制器作为主控制回路,以H∞最优滤波器对机载传感器测量噪声进行滤波,以H∞输出反馈控制器补偿舰尾流扰动的影响。仿真结果表明,所设计的控制系统具有良好的鲁棒性和跟踪特性,在舰尾流扰动和无人机机载传感器测量噪声的影响下仍具有良好的速度保持和轨迹跟踪能力,验证了该方法的有效性。     

基于观测器的不确定时滞系统具有完整性的反馈设计方法

对具有时变滞后的不确定系统,通过构造增广系统,利用线性矩阵不等式（LMI）方法,获得了不确定系统存在状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器的充分条件;同时给出了相应的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器;它不仅以执行器发生故障时具有完整性,而且关于参数不确定性具有鲁棒性。     

自抗扰控制器在柴油机转速控制中的应用

柴油机作为转速控制系统的被控对象时,是一个非线性、时变的环节,传统PID控制效果不够理想.简要介绍了自抗扰控制技术,基于自抗扰控制技术设计了ADRC控制器.仿真结果表明,利用自抗扰控制理论设计的控制器,能有效提高调速系统精度和抗扰动能力.通过与传统PID控制器的仿真比较,体现出了ADRC控制器较小的超调量及对外界干扰有较好的抑制作用等优点.仿真时在传统PID控制器中引入了跟踪微分器,结果表明用跟踪微分器能改善PID控制器的性能.