线性不确定离散系统的鲁棒H∞控制器设计

研究了一类具有范数有界非线性不确定性的线性离散时间系统的鲁棒H∞控制问题.目的是设计输出反馈控制器和估计不确定性的界,使得闭环系统鲁棒稳定且具有给定的H∞性能水平.首先,利用二次Lyapunov函数方法给出了无激励系统的鲁棒H∞性能分析结果,然后,通过线性矩阵不等式方法,分别给出了鲁棒H∞性能所能容忍的不确定性的界的求...     

船舶减摇鳍不确定非线性系统的变结构鲁棒控制

船舶减摇鳍非线性系统延模中存在参数的不确定性，和由于系统状态变化而引起参数变化大外界干扰等所产生的不确定性。本文提出了一个变结构鲁棒控制算法。经仿真试验表明，该算法对于船舶减摇鳍控制系统十分有效，特别是鲁棒性能令人满意。     

启运港退税的航线网络鲁棒优化

为解决未来启运港退税政策扩围后启运港的选择和运输网络优化问题,基于港口容量限制和未来运输需求的不确定性,通过将启运港的因素考虑到内支线集装箱运输网络的优化中,分析支线间的多式联运问题,建立鲁棒优化模型,并使用情景分析法对不确定性参数进行描述。论证得出:鲁棒优化模型可有效降低支线网络中启运港的选择风险;使用粒子群-蚁群算法对鲁棒优化模型的求解及仿真证明该算法和鲁棒优化模型的有效性。     

减摇鳍电液负载仿真台H2/H∞控制器的研究

为了提高减摇鳍加载系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能,将混合H2/H∞控制理论和线性矩阵不等式(LMI)方法应用于减摇鳍加载系统的设计,将减摇鳍加载系统的性能要求转化为标准混合H2/H∞风控制问题.计算机仿真结果表明,利用线性矩阵不等式(LMI)方法所设计的混合H2/H∞状态控制器能在考虑模型不确定性的情况下,有效地提高了系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能,改善了加载系统的各项性能.     

混合H2/H∞励磁控制器在船舶同步发电机组并联中的应用

为了提高船舶电站同步发电机励磁系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能,提高并联运行的发电机组的无功分配性能,将混合 H2/H∞控制理论和线性矩阵不等式(LMD方法应用于同步发电机励磁控制系统的设计,将同步发电机励磁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(LMD方法所设计的混合 H2/H∞励磁控制器能在考虑模型不确定性的情况下,有效地提高了系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能,改善了船舶电力系统的调压的性能.     

直流调速系统模糊复合控制的建模与仿真

直流调速系统对象具有非线性、时变性、不确定性及直流电动机本身的非线性和结构参数易变化等特点,采用固定参数的PID控制器难以达到满意的控制效果。为增强直流调速系统的抗扰动能力和鲁棒性能,提出了一种I-Fuzzy-PD复合控制器。首先,分析了直流电动机双闭环调速系统的工作原理,建立了动态数学模型,然后利用MATLAB/Simulink对直流双闭环调速系统模糊复合控制进行仿真。结果表明,与常规PID控制器相比,该系统具有超调量小、响应快、运行稳定、抗扰动能力强和鲁棒性能好等优点。     

基于LMI的船舶航向横摇鲁棒容错控制

为了提高船舶航向/横摇控制系统的可靠性,改善系统故障情况下的容错控制效果,采用基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒容错控制设计方法,对船舶航向/横摇系统进行容错控制研究。建立船舶航向/横摇耦合运动模型,分析故障导致的模型等效不确定性,通过定义广义干扰,将模型变换为适合于H 2/H∞鲁棒容错控制设计的标准模型。设计系统的性能评价指标,求解鲁棒容错控制器,并进行仿真验证。结果表明,船舶航向/横摇鲁棒容错控制系统具有良好的容错性能。     

基于凸集模型的船舶坐墩配墩鲁棒设计方法

提出了船舶坐墩支墩配置的鲁棒设计方法.用凸集模型描述支墩组合刚度的不确定性,用极小化不确定性参数不满意度函数的方法实现目标函数的鲁棒性,用一个优化过程分析约束函数的最劣值实现约束函数的鲁棒性.计算示例表明,用所提方法得到的设计方案优于直接极大化不确定性参数最小值的结果.     

发射动力系统连接结构薄层单元建模的不确定性研究

针对螺栓连接薄层单元建模中存在的不确定性问题开展研究。对薄层的厚度、弹性模量和密度等参数进行正交设计,通过信噪比分析和回归分析,建立了连接结构振动响应和薄层参数的经验表达式,最后进行了优化分析。研究表明,鲁棒设计在薄层单元的不确定性建模中的应用是可行的,该方法完善了螺栓连接薄层单元的建模理论。     

鲁棒极点约束的船舶减摇控制研究

针对存在随机海浪干扰、未建模动态和模型参数不确定性的船舶,兼顾控制器输出约束,提出采用LMI(Linear Matrix Inequality)区域进行闭环极点配置,考虑混合灵敏度S/R/T问题,设计了具有鲁棒极点约束的船舶减摇鳍H∞控制系统,对混合灵敏度S/R/T问题、权函数的选择等问题进行了研究,通过仿真验证了这一设计的可行性,所设计的船舶减摇鳍系统不但具有抗干扰性能,而且具有鲁棒稳定性.     

不确定广义系统的鲁棒容错控制

对一类具有范数有界参数不确定性广义系统,运用矩阵不等式方法,提出了一种鲁棒容错反馈设计方法。利用该方法设计的闭环系统,不仅针对执行器发生故障时具有完整性,而且对所有容许的参数不确定性具有鲁棒性。     

水下机器人姿态角LQR-鲁棒方差控制实验研究

采用自动平衡控制系统作为物理仿真系统对水下机器人姿态角控制进行实验研究.结合具体系统设计了鲁棒方差控制器,分析了设计参数和系统参数变化对系统性能的影响.针对系统对大偏差和小偏差不同的要求,采用了LQR控制和鲁棒方差控制复合控制器;结合实际参数不确定范围确定了合理的设计参数范围;进一步结合实际调试中的具体问题确定了适当的系统参数.研究表明,LQR-鲁棒方差控制策略可以保证系统在较大范围的参数变化时保持稳定,有适当的带宽,并对随机干扰实现了合理的抑制.研究结果可供研制水下机器人控制系统参考.     

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。     

不确定天气海况下班轮航线船期规划鲁棒优化

为提高班轮运输对天气海况不确定性的抵御能力,建立一个用以解决考虑迟到罚金和时间敏感需求的单船班轮航线与船期规划问题的确定性模型,并应用鲁棒优化理论和对偶理论针对两种经典的不确定性集合,有界不确定性集合和总量受限的有界不确定性集合,分别推导出该确定性模型对应的鲁棒对等式。选取北极航线沿线重要港口进行案例分析,结果验证了模型的正确性和有效性。数值结果表明:鲁棒优化模型所避免的风险远大于牺牲的利润;为避免罚金,船舶倾向于遵守船期;港口在航线中计划到访的次序决定其不确定性总量上限对整条航线的影响权重;设置减速增长型不确定性总量上限可以有效提高航线的鲁棒性。     

具有完整性的不确定连续系统反馈控制

用线性矩阵不等式方法,对于不确定线性连续控制系统,给出了反馈控制律。它不仅针对执行器和传感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稳定性。     

考虑未知死区输入的船舶鲁棒自适应动力定位控制

为解决动力定位船舶的模型结构和参数不确定、执行伺服系统的死区非线性问题,基于Backstepping方法提出了一种具有死区补偿机制的鲁棒自适应动力定位控制算法.该算法采用鲁棒神经阻尼技术对模型不确定性进行逼近,同时引入平滑的死区逆模型对死区输入进行补偿,以确保动力定位船舶能够稳定地保持在期望的位置和航向.基于Lyapu...     

基于鲁棒控制器的水面智能高速无人艇控制技术

由于船体速度和负载的改变将导致模型中的参数发生扰动,海风、海浪、海流等因素也会对模型产生干扰。参数摄动、外部扰动以及模型的误差导致了水面智能高速无人艇控制的不稳定性。船舶数学建模中存在的各种不确定因素,对船舶操纵系统的鲁棒性能产生很大影响。本文通过建立无人艇的数学模型,利用鲁棒控制系统对模型的各项参数进行重点分析与优化,进一步提高整个无人艇控制系统稳定性。     

一种新型导弹姿态稳定回路设计方法

针对参数不确定性系统鲁棒控制比较成功的设计方法即采用定量反馈理论(QFT)设计,导弹在发射及转弯过程中,系统模型参数具有较强不确定性,且弹体参数随时间连续变化.本文以某型巡航导弹俯仰通道为研究对象,将定量反馈理论控制律设计方法应用于巡航导弹俯仰稳定回路控制系统的设计之中,设计该对象的姿态控制器并进行仿真研究.仿真结果表明,所设计的控制律满足导弹不同特征点的鲁棒稳定性指标和跟踪性能,且与传统PID控制相比,系统的过渡过程和超调量有了明显的改善.     

基于鲁棒反馈线性化的船舶航向鲁棒内模控制

针对具有不确定项的船舶航向非线性数学模型,结合鲁棒反馈线性化方法和鲁棒内模控制算法设计出了船舶航向的鲁棒内模控制器.该方法先将船舶航向非线性数学模型鲁棒线性化,在补偿型船舶航向鲁棒控制律的基础上,设计出内模控制算法.鲁棒内模控制器中的反馈滤波器可以抑制参数摄动引起的实际输出与模型输出的误差,并对相关参数进行在线校正.以...     

鱼雷型无人水下航行器鲁棒控制器设计

针对鱼雷型无人水下航行器航行过程中外界环境干扰复杂,航行体系统内部干扰严重的特殊问题,并同时考虑系统参数剧烈变化造成的系统不确定性,设计纵向鲁棒控制器。该控制器采用 PID控制器作为标称控制器控制标称受控对象。利用非线性状态观测器估计受控系统中的不确定性和外界环境干扰,并通过补偿控制律补偿,使整个闭环控制系统具有鲁棒性。将此方法应用于鱼雷型无人水下航行器鲁棒控制器的设计,可大大提高鱼雷型无人水下航行器航行过程中对干扰的抑制和对不确定性的适应能力,保证鱼雷型无人水下航行器在整个航行过程中的姿态稳定,以保证航行任务的完成。