非线性鲁棒控制系统分析和设计的μ方法

针对一类可反馈线性化的仿射非线性系统，提出了非线性鲁棒控制系统的μ分析与μ综合方法。利用非线性状态反馈和坐标变换，可将许多不确定性线性系统线性化为关于广义对象和不确定性的线性分式变换(LFT)，基于这个LFT，用D-K迭代法可获得线性化系统的鲁棒控制器，然后通过回代得到非线性鲁棒控制器。     

不确定线性时滞系统的鲁棒镇定控制器设计

采用线性矩阵不等式方法，研究了不确定线性时滞系统的状态反馈鲁棒镇定问题．这类系统具有状态时滞和控制输入时滞，其不确定性满足范数有界条件．得到了一类基于LMI表示的不确定性时滞系统可状态反馈镇定的充分条件．     

车辆主动悬挂的鲁棒稳定性及鲁棒性能研究

研究具有参数不确定性的铁道车辆主动悬挂系统的鲁棒稳定性及鲁棒性能问题。应用μ方法进行了鲁棒控制器设计，利用数值模拟方法进行了仿真，并利用滚动振动试验台进行了整车试验验证。结果表明，控制器能明显改善系统鲁棒性能，结果是令人满意的。     

不确定线性时滞系统的鲁棒镇定控制器设计

采用线性矩阵不等式方法,研究了不确定线性时滞系统的状态反馈鲁棒镇定问题.这类系统具有状态时滞和控制输入时滞,其不确定性满足范数有界条件.得到了一类基于LMI表示的不确定性时滞系统可状态反馈镇定的充分条件.     

基于补偿反馈线性化的悬浮控制器设计

电磁型磁浮列车的悬浮系统为典型的非线性系统,经常受到外界扰动影响而失去稳定。针对悬浮系统的这种特点,设计一种干扰补偿的非线性悬浮控制器:在合理假设的基础上,建立EMS型磁浮列车悬浮系统的非线性数学模型;通过反馈线性化将该非线性模型精确线性化,得到等价的线性模型。然后,设计将反馈线性化补偿与扩张状态观测器相结合的悬浮控制器,利用外部扰动观测值对悬浮系统进行补偿。这一设计可大幅度提高悬浮系统的抗干扰能力。仿真实验结果表明,该控制器的控制性能明显优于基于反馈线性化方法设计的控制器,对干扰具有更强的鲁棒性。     

高速磁浮列车导向系统的鲁棒控制器设计

导向系统是高速磁浮列车中的关键子系统之一,针对导向系统工作电流变化范围大的特点,设计了降低静态电流灵敏度的鲁棒导向控制器。在介绍导向系统结构和控制方案的基础上给出导向系统线性化的数学模型,并采用线性最优二次型设计方法设计最优控制器,结合仿真讨论最优控制器无法在整个工作范围内保证导向系统具有相近性能的原因,而后建立了导向系统对于静态电流的参数灵敏度模型,并采用降低参数灵敏度的鲁棒控制理论对最优控制器设计方法进行改进,设计了鲁棒控制器。仿真和试验表明,该鲁棒控制器能够增强导向系统对静态电流变化的鲁棒性。     

机器人分散滑动模跟踪控制

提出一种机器人滑动模跟踪控制方案，使机器人跟踪时变轨迹，采取的方法是将整个系统视为由许多分散的线性子系统所组成，这些子系统又可由一组二次积分器模拟。利用非线性滑动曲面，设计了一个鲁棒控制器，使得输出跟踪误差能够在有限时间内收敛到零。     

车辆动力学系统横向稳定性的鲁棒性分析

用不确定多自由度动力学模型描述高速车辆动力学系统，以多自由度线性系统的鲁棒稳定性分析方法为基础，考虑独立参数摄动和非线性不确定性，应用李雅普诺夫稳定性理论导出了系统的横向稳定性条件，并应用该方法分析了一个承受不确定悬挂的车辆轮对的鲁棒稳定性实列，给出了稳定参数域。     

关于良好非线性模型鲁棒稳定性的初步探讨

利用系统输入输出稳定性理论，本文提出了一批基于良好非线性模型的控制系统的鲁棒稳定性的充分条件。结论表明，为增加良好非线性控制系统的鲁棒稳定性，应设计控制系统，使得其线性部分传函的Ｈ∞范数尽可能的大，或者其Ｎｙｑｉｓｔ轨迹位于复平面的适当范围内。     

机器人分散滑动模跟踪控制

提出一种机器人滑动模跟踪控制方案,使机器人跟踪时变轨迹.采取的方法是将整个系统视为由许多分散的线性子系统所组成,这些子系统又可由一组二次积分器模拟.利用非线性滑动曲面,设计了一个鲁棒控制器,使得输出跟踪误差能够在有限时间内收敛到零.     

Robust H∞ Fault Tolerant Control on Suspension System of Maglev Train with Delayed Input

以磁悬浮列车单模块悬浮系统为对象,考虑系统存在的输入时滞,建立了时滞悬浮系统的数学模型,基于状态反馈和线性矩阵不等式处理方法,设计了在执行器发生故障情况下的鲁棒H∞容错控制器,在此基础上,针对不同执行器故障模式,对悬浮间隙的变化情况进行了仿真.仿真结果表明所设计的控制器在执行器故障条件下能够使磁悬浮列车稳定悬浮与运行.     

考虑输入滞后的磁悬浮列车悬浮系统的鲁棒H_∞容错控制

以磁悬浮列车单模块悬浮系统为对象,考虑系统存在的输入时滞,建立了时滞悬浮系统的数学模型,基于状态反馈和线性矩阵不等式处理方法,设计了在执行器发生故障情况下的鲁棒H∞容错控制器,在此基础上,针对不同执行器故障模式,对悬浮间隙的变化情况进行了仿真。仿真结果表明所设计的控制器在执行器故障条件下能够使磁悬浮列车稳定悬浮与运行。     

强风下高速列车滑膜自适应鲁棒H_∞控制方法

大风环境下高速列车的运行是一个强耦合、高度非线性过程,且随着风速增大和车速增加,这种特性逐渐增强,因此需要更高要求的自动驾驶系统。基于李亚普诺夫稳定性理论设计高速列车自动驾驶滑模自适应鲁棒控制器,该控制器采用自适应控制实时逼近列车不确定性特征的系统输入系数,采用鲁棒H∞控制将自动驾驶系统中模型误差、大风和其他干扰造成的参数变化等所有不确定量减小到最小范围,同时也消除了系统抖振现象。计算出高速列车需要施加的牵引/制动力,通过滑模控制消除系统安全运行速度跟踪误差,实现不同风速下高速列车对给定安全运行速度的高精度跟踪。仿真结果证明了该方法的有效性。     

摆式列车主动倾摆控制的数值仿真研究

为了仿真研究摆式列车倾摆控制信号的生成和倾摆控制规律,笔者建立了摆式列车机电耦合动力学模型和倾摆系统模型。该模型通过位于头车一位构架上的陀螺仪实时检测曲线,由同一位置的横向加速度滤波信号得到倾摆控制信号,并用线性预测法得到头车和第二辆车的倾摆控制信号。设计了倾摆系统的P数字控制器和H∞鲁棒数字控制器。采用数值积分方法进行仿真计算,研究了各种计算工况下2种控制器的控制效果。针对倾摆角度、角速度和角加速度进行比较分析,结果表明,2种控制器都能很好地跟踪倾摆控制信号,在有反馈干扰或控制信号突变时,鲁棒控制器可以更好地抑制倾摆角加速度;减小P控制的比例系数可以降低倾摆角加速度,但跟踪性能变差。     

在已知加性扰动下系统鲁棒稳定的充分必要条件

用多变量频域分析的方法，讨论线性多变量单位反馈闭系统在非结构的传函为真的加性扰动下，当被控对象传函为真，稳定化补偿器传函为真时，补偿器使该受扰闭环系统具有鲁棒稳定性的充分必要条件。     

用双互质分解表示的系统在加性扰动下的鲁棒稳定性

用多变量频域分析的方法，基于双互质分解的系统表达，讨论线性多变量单位反馈闭环系统，在非结构的传函为真的加性扰动下，当被控对象传函为严格真，稳定补偿器传函为真时的鲁棒稳定性。给出了稳定化补偿器所能稳定的系统的集合，以及在某一补偿器作用下，系统仍然保持稳定所能允许的可加性扰动范围。     

不确定滞后型Lur‘e控制系统的鲁棒绝对稳定性—LMI方法

应用Lyapunov泛函方法，讨论了具有结构参数扰动和范数扰动界的不确定滞后型Lur‘e直接控制系统和间接控制系统的鲁棒绝对稳定性，给出了系统绝对鲁棒稳定性的充分条件，这些条件以线性矩阵不等式（LMI）的形式给出，可以很方便地运用Matlab工具箱求解，文末给出数值算例。     

基于LMI的Lurie控制系统的鲁棒绝对稳定性判据

应用Lyapunov函数方法分别讨论了具有结构参数扰动和范数扰动界的不确定Lurie直接控制系统和间接控制系统的绝对鲁棒稳定性，给出了系统鲁棒绝对稳定的充分条件．同时还讨论了区间Lurie直接控制系统和间接控制系统的绝对鲁棒稳定性．本文给出的结论为线性矩阵不等式形式(LMI)，可以很方便的运用Matlab工具箱求解．最后给出了本文结论的数值例子并与前人的结果做了比较．     

一种基于神经元控制的自适应伺服器研究

伺服系统通常具有控制速度快、定位精度高的控制特点.提出一种可用于伺服控制系统的单神经元自适应控制器设计方法,并以某定位伺服控制系统为例,通过控制器的结构及参数对系统性能的影响作了仿真研究.结果表明,所设计的伺服控制器具有良好的快速响应能力、鲁棒性能和控制精度.     

磁悬浮列车的非线性鲁棒控制

分析了磁悬浮列车悬浮系统模型的非线性特点,从增强悬浮系统的抗干扰能力和承载能力出发,利用非线性H∞控制理论,设计了状态反馈控制器;然后构造了一个状态观测器,实现了输出反馈控制器。仿真和试验结果表明,利用此种方法建立的控制器对磁悬浮列车悬浮系统的干扰抑制作用非常有效。