基于LMI方法的线性不确定时滞系统鲁棒镇定

考虑同时具有状态时滞和输入时滞的参数不确定线性时滞系统的鲁棒镇定问题,其参数不确定性满足范数有界条件,而状态时滞和输入时滞均为时变有界形式.鲁棒镇定控制器采用无记忆状态反馈形式,用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了在该控制器作用下闭环系统鲁棒指数稳定的LMI形式的充分条件.所给出的判据不要求时滞导数小于1,降低了以往文献中稳定性条件的保守性,既适合于快时变时滞系统,也适合于慢时变时滞系统.最后,通过数值算例验证了所给鲁棒稳定性条件的有效性.     

S函数变步长LMS算法的一种L_2范数修正

为了提高S函数变步长LMS算法的综合性能和抗干扰能力,引入L_2范数控制步长更新.在L_2范数中引入输入信号,对输入信号实施动态地跟踪,以提高算法的抗干扰能力;利用归一化输入信号代替原始信号,便于处理信号且可以降低输入信号动态范围对算法的影响.在高和低信噪比条件下的仿真结果表明:相较于其他的变步长LMS算法,所提出算法收敛速度更快和稳态误差更小.     

不确定时变时滞系统的指数稳定鲁棒H_∞可靠控制

针对一类含有时变时滞的参数不确定线性系统,研究了在执行器发生故障情况下系统指数稳定的鲁棒H∞可靠控制器设计问题.根据Lyapunov稳定性理论,给出了系统存在指数稳定鲁棒可靠控制器应满足的一个矩阵不等式;同时给出了系统具有H∞性能指标应满足的另一个矩阵不等式.论文将这两个矩阵不等式转化为两个线性矩阵不等式（LMIs）.利用论文方法设计的指数稳定鲁棒H∞可靠控制器能够使得时滞系统对于任意允许的不确定性以及任意执行器失效都保持鲁棒可靠指数稳定,并且使系统具有指定H∞范数的干扰抑制能力.仿真结果表明了该控制器设计方法的有效性.     

线性系统传递函数阵H∞范数的性质及计算

建立了判断系统[A，B，C，D]与系统[A BR^-1D^TC，BR^-1/2，(I DR^-1D^T)^1/2C，0]传递函数阵H∞范数是否小于1的等价定理．用此定理得到了判断系统[A，B，C，D]是否稳定的另一定理．用此定理使有关判断系统[A，B，C，D]是否稳定及其传递函数阵的H∞范数大小的有关定理的证明得到简化．给出了计算系统[A，B，C，D]传递函数阵H∞范数的算法。     

基于分散变结构理论的BTT UUV控制设计

为满足无人水下航行器(UUV)快速机动的需求,将倾斜转弯(BTT)技术应用于其自动驾驶仪设计.由于航行器运动过程中存在通道间耦合以及外界干扰,故可将系统表示成具有非匹配不确定性的关联大系统形式.根据变结构局部模型跟踪原理和参考模型设计方法,利用左特征向量和Lyapunov稳定性理论设计切换函数及变结构控制系统.对所设计的系统进行仿真验证,结果表明该控制系统对系统关键状态具有较好的稳态跟踪性能,满足倾斜转弯UUV机动要求,且结构简单易于工程实现.     

基于T-S模型的半车辆悬挂系统控制研究

针对不确定性和信号测量丢失的半车辆悬挂系统随机均方稳定和约束性能问题.首先,考虑簧上质量和簧下质量的不确定性,传感器故障和数据丢包,建立更接近实际环境的非线性半车辆悬挂系统模型.其次,利用Takagi-Sugeno(T-S)对该模型进行线性化处理.最后,设计与模型相关的李亚普诺夫函数,并推出满足悬挂系统约束性能的随机均方稳定条件.仿真结果证明了所提出控制策略的有效性.     

智能化车辆—高速公路系统决策模型分析

支持政策分析所使用的决策模型并不可能完全把握不确定性因素，最基本的是要求弄清不确定性的来源以及通常使用的决策模型的限制，以智能化车辆－高速公路系统（ＩＶＨＳ）的政策规则为背景。讨论和分析了这一过程的复杂性。     

时变离散系统的渐进稳定性检验定理及算法

提出了时变离散系统的渐近稳定性检验定理和算法。给出基于时变离散系统的传输矩阵的范数或谱半径检验定理的判据，为时变离散系统的渐近稳定的充分和必要条件。讨论了时变离散系统与端点离散时不变系统两间稳定性检验的区别，表明时变离散系统的稳定性不能由其时变系统矩阵集合的端点矩阵来确定。     

具有输入滞后的不确定系统时滞依赖鲁棒H∞可靠控制

讨论了一类具有输入时变时滞不确定系统,研究了在执行器发生故障情况下系统全局渐进稳定的鲁棒H∞可靠控制设计的问题.首先建立了包含参数不确定、控制输入滞后、执行器故障等的系统状态模型;然后根据Lya-punov稳定性理论,推导出系统存在时滞依赖型鲁棒H∞可靠控制器应满足的矩阵不等式,并将其转化为线性矩阵不等式.数值仿真结果表明:提出的控制器设计方法具有满意的控制性能要求.     

非线性动力系统的鲁棒控制器设计

考虑非线性动力系统的鲁棒镇定问题。应用Ｌｙａｐｕｎｏｖ方法提出了新的非线性反馈控制器设计方案。只要不确定性是连续有界的，所提出的控制律将使其闭环系统鲁棒实用稳定或鲁棒渐近稳定。     

一类非线性时滞系统基于未知输入观测器的故障检测和分离

研究了一类非线性时滞系统的故障分离问题.文中所讨论的故障是未知卡死故障,这就使得故障检测和估计问题变得更加的复杂.根据自适应未知输入观测器的设计理论和研究方法给出了针对此类系统的故障分离和估计的方法 .在满足Lipschitz条件下,提出了故障分离观测器和自适应诊断观测器.     

基于遗传优化径向基神经网络的船舶航向控制

设计了一种基于遗传算法优化径向基神经网络的船舶智能自动舵.针对船舶航向控制过程中的非线性和不确定性,将RBF网络直接逼近船舶模型内部不确定项和外界扰动,借助李雅普诺夫理论推演控制系统渐进稳定.利用遗传算法对径向基神经网络进行优化提高逼近性能.对比仿真结果显示,同等条件下,上述控制器较一般自适应控制和模糊PID控制系统稳定时间普遍快40%,平均超调量缩小100%,控制输入舵角进一步平滑稳定,且船舶航向对船舶内外部干扰不敏感.     

一类非线性时滞系统的参数故障检测和估计

研究了一类非线性时滞系统的参数故障检测和估计问题.文中所讨论的故障函数是非线性的,故障不仅依赖于系统的输入和输出,而且依赖于不可测的系统状态,这就使得故障检测和估计问题变得更加的复杂.根据自适应观测器的设计理论和研究方法给出了针对此类系统的参数故障检测和估计这种故障的方法.在满足Lipschitz条件下,提出了故障检测观测器和自适应诊断观测器.     

一类非线性时滞系统的参数故障检测和估计

研究了一类非线性时滞系统的参数故障检测和估计问题.文中所讨论的故障函数是非线性的,故障不仅依赖于系统的输入和输出,而且依赖于不可测的系统状态,这就使得故障检测和估计问题变得更加的复杂.根据自适应观测器的设计理论和研究方法给出了针对此类系统的参数故障检测和估计这种故障的方法.在满足Lipschitz条件下,提出了故障检测观测器和自适应诊断观测器.     

基于不确定旅客需求的高速铁路鲁棒列车开行方案研究

针对现实中旅客需求的不确定性，将旅客需求划分为必须满足的确定性旅客需求和可适当满足的波动性旅客需求，以极小化铁路运营公司总运营成本为目标，利用轻鲁棒技术，构建不确定旅客需求下高速铁路鲁棒列车开行方案优化模型。本文所提出的优化模型无需事先给出线路备选集，只需提前输入铁路走廊相关参数和旅客需求分布，即可得到旅客需求驱动的列车开行方案，避免了备选集合设置不合理对列车开行方案质量的影响。另外，通过引入线性化技术将模 型转化为整数线性规划模型，利用MATLAB平台调用GUROBI进行求解。最后，将模型应用到武汉-广州高速铁路走廊上，验证了其有效性。结果表明，优化后的方案能更好地处理旅客出行需求的不确定性，为编制高速铁路鲁棒列车开行方案提供一定的理论依据。     

计算机联锁控制系统输入与输出接口的研究

介绍了在计算机联锁系统中，满足信号自动控制要求的输入，输出接口电路的基本工作原理，分析了保证输入，输出接口电路安全性的主要技术措施。     

列车引起环境振动预测方法与不确定性研究进展

系统总结了列车运行引起环境振动的各类预测方法及其不确定性问题, 梳理了初步预测、确认预测和精准预测3个预测等级内各种方法和模型近10年来的发展状况; 讨论了模型输入参数的随机不确定性, 包括车辆之间差异、轮轨磨耗以及预测模型中输入地层参数等带来的不确定性; 根据新的测试结果分析了车轮和钢轨磨耗状态对地铁振动源强不确定性的影响。研究结果表明: 机器学习方法和地层传递函数解析法可用于初步预测阶段; 用于确认预测的各类数值和解析模型日益完善, 预测效率日益提高, 但考虑车轮和钢轨磨耗发展的轮轨激励输入方法仍有待进一步完善, 仍需进一步发展振动传递路径清晰且可用于工程预测的建筑结构动力学模型; 精准预测需要发展混合预测方法并研究其在地下线振动预测中的应用; 目前对预测结果精准性和预测方法可靠性的研究十分欠缺, 绝大多数预测只能给出定值结果, 无法考虑轮轨磨耗、养护管理水平和振动在地层中传播的不确定性; 建议进一步开发具有远程智能离线采样功能, 并可在建筑结构上长期便捷安装的小型振动采集装置, 以便与机器学习预测方法相结合, 从而适应未来智能化预测的发展要求; 建议发展能够描述钢轨短波磨耗状态等级和车轮不圆顺等级的粗糙度谱, 构建完整养护维修周期内环境振动动态预测模型; 应发展具有可靠性及精准度要求的智能化预测方法, 并在未来实现由定值预测向概率预测发展的根本性转变。      

SWATH船参数不确定模型的建立及μ综合控制研究

通过分析实际工作中SWATH船纵向运动系统存在的不确定性,建立了其参数不确定性数学模型,并采用综合控制方法为其设计了控制器.通过仿真看出,本文建立的参数不确定性数学模型能够满足SWATH船纵向运动的鲁棒性要求,是合理的.在综合控制器的作用下系统不但能保证鲁棒稳定性,而且具有较好的鲁棒性能,能满足SWATH船的工作要求.     

含输入时延与通信时延的车辆队列PID控制系统稳定性

针对含输入时延与通信时延的车辆队列PID控制系统，分析了其内部稳定性和队列稳定性，研究了内部稳定的充要条件，求解了完整、精确的时延边界；在内部稳定性分析中，考虑输入时延与通信时延影响下车辆队列PID控制系统为中立型双时延系统的特点，结合Rekasius代换和劳斯表，提出了关于中立算子的系统强稳定充要条件；在此基础上，为了便于PID参数的快速选取，推导了一种形式更为简练的系统强稳定充分条件；在强稳定条件下，基于特征根聚类法求解了系统完整、精确的时延边界；针对具有奇数辆跟随车的车辆队列，推导了无关车辆队列规模的输入时延上界；在队列稳定性分析中，为了保证干扰和误差沿车辆队列向后传播不发散，分析了车间误差传递函数，给出了双时延影响下队列稳定的充分条件。仿真结果表明:在含输入时延与通信时延的分布式PID控制器作用下，车辆队列控制系统可同时保证内部稳定和队列稳定；车间状态误差可在15 s内快速减小并趋近于零；在所有车辆恒速行驶时，车间保持50 m期望安全距离；在领航车以0.5 m·s-2加速和0.8 m·s-2减速时，跟随车的速度和加速度随领航车变化，并在领航车速度稳定时一致；车辆队列在不同行驶工况下，由领航车加、减速引起的车间位置误差小于0.2 m，且沿车辆队列向后传播不发散。      

闭环系统辨识的模型结构检验

对于闭环系统辨识的模型结构检验问题,在预测误差辨识法的前提下,从参数估计的统计特性中推导出两概率模型不确定性边界及最优的输入滤波器形式。概率边界及输入滤波器是基于参数估计的渐近正态分布的方差矩阵,该方差矩阵由采样数据估计而得。根据未知参数的渐近方差矩阵内积形式从概率统计意义上构造模型参数及互相关函数的不确定性边界,从优化的角度推导输入滤波器的选取形式。最后用仿真算例验证本文辨识方法的有效性。