一类时滞不确定性系统的鲁棒H^∞控制器设计

研究一类不确定性时滞系统的鲁棒镇定问题，这类系统的状态和控制存在定常时滞，而且系统的状态和控制输入均含有不确定性，其不确定性满足范数有界条件。本文采用黎卡提方程方法，得到了这类不确定性时滞系统可状态反馈镇定的充分条件，通过解一个特定的黎卡提不等式，即可得到镇定已知系统的控制器。     

H^∞控制的工程应用及特点研究

对Ｈ＾∞控制理论的工程应用进行了研究，分析了Ｈ＾∞控制设计的实人出了广义对象状态空间实现的方法，讨论了权函数的选择特点。     

海上搜救模拟器的直升机悬停鲁棒控制

为了研制海上搜救模拟器的直升机模拟系统,给出了直升机模拟的系统结构,建立了直升机的悬停数学模型.用镜像映射方法和闭环增益成形算法设计了直升机的悬停鲁棒控制器.用Simulink进行了仿真实验,当直升机处于悬停状态时,系统的输出为输入的18%且抖动频率明显降低,当系统加了0.5 s纯滞后模型摄动后,系统的输出为输入的32%且抖动频率明显降低.仿真结果显示系统具有较强的稳定性和鲁棒性.     

基于反馈线性化与闭环增益成形的减摇鳍控制

根据减摇鳍系统的非线性数学模型,设计了一种具有鲁棒性的非线性控制器。通过采用精确反馈线性化方法将减摇鳍系统的非线性模型线性化,然后用闭环增益成形算法设计出非线性鲁棒控制器。用Matlab的Simulink工具箱分别对相同海况下未进行减摇控制、已设定航速及航速减半状态时采用减摇鳍控制的非线性数学模型进行仿真。仿真结果表明,该控制策略对于减摇鳍非线性控制系统是十分有效的,特别是鲁棒性能令人满意。算法的设计过程简单,物理意义明显。     

基于动态面控制的船舶动力定位控制律设计

针对水面船舶动力定位控制问题,考虑带有未知界的时变环境扰动,将动态面控制技术与矢量逆推方法相结合,设计了船舶动力定位系统的自适应鲁棒非线性控制律。引入动态面控制技术,利用一阶滤波器的微分项代替虚拟控制矢量的微分项,使得在控制律设计过程中的微分运算被简单的代数运算所替代,简化了计算,易于工程实现。为阻止自适应参数漂移,采用包含基于σ-修正泄漏项的自适应律估计未知扰动的界。应用Lyapunov函数证明了所设计的控制律能迫使船舶的位置和艏向角达到并保持在期望值,保证船舶动力定位闭环系统中所有信号最终一致有界。仿真结果表明：在水平面上,当船舶初始位置偏离期望位置25 m 时,利用设计的控制律能迫使船舶在50 s内达到期望的目标位置,因此,所设计的控制律是有效的。     

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。     

潜艇垂直面运动的鲁棒控制

为了提高潜艇控制器对各种不确定性的适应性,探讨了潜艇垂直面运动的跟踪控制问题。通过研究潜艇线性化模型的状态方程,提出了一种基于混合灵敏度的鲁棒控制算法。仿真结果表明,该算法在满足控制精度的基础上,具有较好的动态特性和鲁棒性,对模型的摄动具有良好的适应性,能较好的应用于潜艇垂直面的运动控制。     

不匹配不确定系统的变结构鲁棒控制及应用

针对一类具有不匹配不确定系统的MIMO系统在用理想系统（即不存在不确定性时的系统）所对应的代数RICCATI方程的解来构造滑动模态超平面的基础上,提出了一种具有连续性质的变结构鲁棒控制算法,该处可确保系统滑动模态运动满足实际稳定性,最后以船舶航向控制系统为例,进行了变结构鲁棒控制自动舵设计,通过仿真研究可见,所提出的算法是有效的。     

船舶电力系统带电压反馈的超导磁储能装置的H_∞鲁棒非线性励磁控制

电力系统的暂态稳定在控制方面是典型的非线性问题。针对非线性特性,提出直接反馈线性化和非线性鲁棒H∞控制理论加超导磁储能系统(SMES)相结合的励磁控制器设计方法,在励磁控制规律中引入机端电压偏差的比例积分控制,使设计的控制器不仅提高了电力系统的暂态稳定,而且当机械功率由于负荷变化机端电压仍能回到给定点运行。使用MATLAB/SIMULINK仿真结果表明提出的带电压反馈的控制器在增强电力系统的稳定性及改善机端电压精度有很好的控制效果。