状态时滞

摘要： 针对一类带有状态时滞的重复控制系统,提出一种基于改进的等价输入干扰(equivalent-input-disturbance,EID)补偿方法,实现对未知扰动的有效抑制和周期性参考输入的高精度跟踪控制。首先,基于EID理论设计基于滑模观测器的EID估计器结构,此结构不需要利用系统的逆模型估计未知扰动,即可实现对未知干扰的有效抑制。然后,推导闭环系统的状态方程,并进行稳定性分析。最后,通过数值仿真分析对比说明所提方法的有效性和优越性。

摘要： 针对带有状态时滞随机系统的估计问题,提出了一种改进的高斯滤波算法(Guassian fil-ter,GF),给出了具体的实现形式—状态时滞容积卡尔曼滤波器(State-delayed cubature Kalman fil-ters,SDCKF).通过递归运算,获得当前和状态时滞的后验概率密度;根据高斯滤波框架分别对带有状态时滞的时间更新方程和量测更新方程进行了推导.根据三阶球径容积法则,给出了SDCKF滤波算法的详细设计过程.SDCKF作为一个通用的非线性滤波算法框架,根据不同的后验概率密度近似方法,可以有不同的实现形式,经典GF算法是本文所提出改进GF算法的一种特例.仿真结果表明,相比于EKF算法、UKF算法和CKF算法,SDCKF算法解决了含有状态时滞系统的状态估计问题,具有更高的精度和更好的数值稳定性.

摘要： 在系统具有时滞性和非线性等不确定因素的情况下,为保持抛物型偏差分系统与被控对象的收敛性一致,运用迭代学习控制P型算法,给出算法的收敛条件.借助λ范数,离散Gronwall不等式,使系统的输出跟踪误差沿迭代轴收敛,并通过仿真实例验证了算法的有效性.证明了P型算法可以使具有状态时滞的非线性抛物型偏差分系统达到理想的控制目标.

摘要： 摘 要:对在随机噪声环境下含状态时滞的线性离散系统的最优控制问题进行了研究.利用卡尔曼滤波算法求得随机干扰的最优估计值,并构造一个敏感度函数,根据麦克劳林展开式将原系统的求取过程转化为通过构造一个两点边值问题族来求解.同时在最优控制律中构造一个补偿函数以减小运算中所带来的误差.将原系统的最优控制律近似估算成M阶前馈-反馈次优控制律,再由分离原理得到含有状态时滞的受扰线性离散系统前馈-反馈最优控制律,最后通过给定一个M的具体值得到M阶的前馈-反馈次优控制律的仿真图像来对比前馈-反馈与经典状态反馈的控制作用,表明前馈-反馈在最优控制律中具有更好的控制效果.%This paper researches the optimum control problem of linear discrete system including state time-delay in the environment of random noise.Utilize the Kalman filter algorithm to obtain the optimal estimate value of random disturbance and establish a sensitivity function,transform the calculating process of original system into calculating by establish a two-point boundary value problem sequence according to Maclaurin expansion.At the same time,establish a penalty function in the optimal control law to reduce the error generated by calculation.Approximate estimate the optimal control law of original system into M-order feedforward-feed sub-optimal control law.Then separate the feedforward-feed optimum control law of disturbed linear discrete system including state time-delay obtained by principle.At last,obtain the emulational image of M-order feedforward-feed sub-optimal control law by giving a concrete value to M,compare the control effect of feedforward-feed and classic state feed,it indicates that the feedforward-feed has better control effect in the optimum control law.

摘要： 本文使用一种基于数据的方法来分析状态时滞的离散线性系统的能控性,利用这种方法,不需要识别系统的参数,就可以通过测量数据,构造一个能控矩阵来分析系统的能控性。因此在实践中,就可以节省时间并且避免相应的识别错误,对确定系统特性的研究也是可行的。

摘要： 针对具有输入与状态时变时滞的线性系统研究其鲁棒控制问题，依据自由权矩阵技巧，在没有任何不等式放缩的情况下，利用 Lyapunov 稳定性定理，得到了没有任何保守性的时滞依赖渐近稳定充分条件；所用方法对时滞的导数没有任何限制，适合任何慢变或快变系统。最后通过数值算例与其他文献结果进行比较，说明该方法的优越性。%Robust control is considered for the uncertain linear system with input time varying delays and state time varying delays. The sufficient condition of no conservative delay-dependent asymptotic stability is derived by combi-ning the free weighting matrix technique with the Lyapunov stability theorem. This method has no limit on the time delay derivation and suits any slow varying system or fast varying system. Comparing the results of the numerical ex-ample to other literatures shows that this method is superior to the others.

摘要： To solve the time-delay problem of such actuators as thrusters and rudders in the positioning operation of dynamic positioning ( DP ) vessel, a kind of robust sliding mode controller has been designed for reducing negative effects of control input time-delay, with controller parameters chosen according to the upper bound of time-delay. First, the time-delay of the multi-actuator is simplified as a 3 degree-of-freedom control input time-delay, then a system model with input time-delay is equivalent to a state time-delay system, subsequently, for an unknown bounded environmental disturbance, the robust sliding mode control law with time-delay sliding mode item is given. In the stability analysis, by designing a proper Lyapunov-Krasovskii function, the selection condition for controlling gain in system stabilization is given, so to verify that the system control error is convergent to zero. In comparison with traditional DP control methods, the proposed algorithm has proper robustness for the time-delay influence. In the simulation case, PID and time-delay robust sliding mode controllers are utilized to compare the control effects in the positioning of vessel, which show the effectiveness of algorithm proposed in the paper.%针对动力定位船定位作业时推进器、舵等执行机构的时滞问题，设计了一种根据时滞上界选取参数的鲁棒滑模控制器，以降低控制输入时滞对DP系统的影响。首先将多执行机构时滞简化为水平面三自由度的控制输入时滞，再将带有输入时滞的系统模型等效为状态时滞系统，然后针对未知有界干扰给出了带有时滞滑模项的鲁棒滑模控制律。在稳定性分析中，通过设计合适的Lyapunov-Krasovskii泛函，给出了系统稳定时控制增益的选取条件，证明了系统控制误差收敛于零。与传统的定位作业控制方法相比，该算法对时滞影响有一定的鲁棒性。仿真中利用PID和时滞鲁棒滑模控制算法，对比了船舶定位作业时的控制效果，说明了本文所提出算法的有效性。

摘要： 讨论了一类非线性不确定奇异时滞系统的保性能控制问题.基于线性矩阵不等式及基本不等式的方法,研究了所给定的性能函数及所容许的时滞.设计了一个无记忆反馈控制器,使得闭环系统稳定并且闭环系统的性能指标不大于指标上界.利用线性矩阵不等式的约束条件,给出了闭环系统的保性能的充分条件,用数值算例说明了方法的有效性.

摘要： 基于满阶变换,原始带有状态滞后的随机奇异线性系统被转化为带有状态滞后和有色噪声的正常系统.应用新息分析方法,推导了任意两个传感器子系统之间的互协方差矩阵的计算公式.进一步,基于线性最小方差最优加权融合算法,给出了原奇异系统分布式融合滤波器.仿真研究验证了算法的有效性.%Based on full-order transformation, the original and colored noises stochastic singular system with state delays is transferred to the normal system with state delays. Using innovation analysis approach, the cross-co-variance matrix between any two sensor subsystems is derived. Further, the distributed fusion filter is given based on the optimal weighted fusion algorithm in the linear minimum variance sense. Simulation research verifies the effectiveness of the proposed filter.

摘要： 研究了一类具有状态时滞的时变离散时间系统的最优预见控制问题。所用的方法仍然是通过引入差分算子构造扩大误差系统。首先克服了差分算子不是线性算子的困难，成功构造了扩大误差系统。然后通过提升技术，把系统转化为形式上没有时滞的普通控制系统。最后通过引入可预见的目标值信号信息，得到最终的扩大误差系统。从这个扩大误差系统出发，利用时变系统最优控制的有关结果，设计处理原系统的带有预见作用的控制器。利用矩阵分解，把需要求解的高阶Riecati方程转化成一个低阶的Rjccati方程。仿真实例表明了该设计方法的有效性。

摘要： 主要研究一类具有范数有界不稳定性的状态时滞系统的鲁棒渐近稳定性分析问题,分别给出了单时滞不确定系统和多时滞不确定系统的时滞独立鲁棒稳定充分判据.此判据只利用了范数的概念,便于实际应用.

摘要： 针对一类外部扰动已知、具有匹配不确定性和状态时滞的多输入、输出线性系统，基于线性矩阵不等式理论提出了一种自适应滑模控制方法。首先利用线性矩阵不等式求解得到滑动模态存在的充分条件，使系统在滑动模态下对于匹配不确定性扰动和状态时滞具有完全不变性；然后引入sigmoid 函数，并根据Lyapunov 稳定性理论设计了自适应滑模控制器，使sigmoid 函数的边界层厚度以及切换增益可根据系统状态进行自适应调节，削弱了控制器输出的抖振现象，并基于Lyapunov 理论证明了该控制方法的稳定性。最后以智能车辆车道线保持控制为例验证了该方法的可行性及有效性。

摘要： 针对采用Takagi-Sugeno模糊模型描述的含有输入时滞及状态时滞的非线性模糊大系统，本文探讨了如何通过设计分散模糊状态反馈控制器来解决H∞参考模型的跟踪问题。利用鲁棒分析方法处理外部扰动的影响，使得对外部有界参考输入，该系统跟踪误差充分小且保证了整个系统的稳定性。此外，本文将控制器的设计问题转化为求解线性矩阵不等式的凸优化问题，便于优化求解，降低了设计的复杂性。

摘要： 针对同时具有状态时滞和输入时滞的时变不确定广义系统，结合一个二次性能指标，研究其非脆弱H∞保成本状态反馈控制器的设计问题。假定其中的不确定项是范数有界的，但不需要满足严格的匹配条件。基于Lyapunov稳定性理论，利用线性矩阵不等式(LMI)方法，分别对控制器增益具有加法式摄动和乘法式摄动两种情形加以讨论，得到非脆弱H∞保成本控制器设计的充分条件。该控制器能保证闭环系统稳定和一定的线性二次性能指标上界，同时具有H∞范数下的干扰抑制作用。最后，针对加法和乘法两种摄动的情况，通过数值例子说明本文所给方法的有效性。

摘要： 针对一类同时含有状态时滞和控制时滞的参数不确定Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型系统,讨论其输出反馈H控制问题,针对状态未知的情形,设计基于状态观测器的输出反馈控制器,给出了实现其H性能指标的充分条件,并将上述条件归纳为解若干个LMI的问题,使得控制器设计可充分利用Matlab中的LMI控制工具箱,大大简化了计算.

摘要： 研究状态含有时不变和时变时滞的周期时变线性系统的H控制问题.通过构造含周期时变系数的李亚谱诺夫函数,导出问题可解的充分条件:某个周期时变Riccati微分不等式或微分方程存在正定解.给出了线性状态反馈H控制器的构造.

摘要： 本文考虑了一类具有不确定性和时滞的连续时间线性切换系统的执行器饱和控制问题。对具有执行器饱和的不确定时滞切换系统，设计了状态反馈控制器，构造了单Lyapunov函数，并利用了完备性定义和线性矩阵不等式(LMI)等技术给出了切换系统渐近稳定的一个充分条件，最后用数值例子验证切换系统在所设计的切换策略下是渐近稳定的。

摘要： 本文考虑了一类具有不确定性和时滞的连续时间线性切换系统的执行器饱和控制问题。对具有执行器饱和的不确定时滞切换系统，设计了状态反馈控制器，构造了单Lyapunov函数，并利用了完备性定义和线性矩阵不等式(LMI)等技术给出了切换系统渐近稳定的一个充分条件，最后用数值例子验证切换系统在所设计的切换策略下是渐近稳定的。

摘要： 本文考虑了一类具有不确定性和时滞的连续时间线性切换系统的执行器饱和控制问题。对具有执行器饱和的不确定时滞切换系统，设计了状态反馈控制器，构造了单Lyapunov函数，并利用了完备性定义和线性矩阵不等式(LMI)等技术给出了切换系统渐近稳定的一个充分条件，最后用数值例子验证切换系统在所设计的切换策略下是渐近稳定的。

摘要： 一种时滞非对称时变全状态约束下的水面无人艇轨迹跟踪控制方法，属于控制技术领域。本发明为了解决现有的USV的轨迹跟踪控制方法并没有考虑时滞约束而导致的控制效果不佳的问题。本发明通过利用一种移位函数，实现对水面无人艇系统的误差变量进行移位转换，同时还设计了一种非对称障碍Lyapunov函数，设计相应的控制律和自适应律，保证无论初始条件如何，都可以实现最终一致有界的跟踪控制效果，而且时滞不对称时变约束可以在有限时间之后实现。主要用于水面无人艇的轨迹跟踪控制。

摘要： 使测量相机的快门时滞变得容易。通过将j个显示要素设为第一显示状态且将剩余的显示要素设为比第一显示状态更暗的第二显示状态，从而将显示部的显示要素设为第m个显示图案，在经过给定时间后，通过将处于第一显示状态的j个显示要素当中k个显示要素设为第二显示状态、且将处于第二显示状态的剩余的显示要素当中k个显示要素设为第一显示状态，从而将显示部的显示要素切换至第(m+1)个显示图案。对应于与切换动作同步而由相机执行的快门操作，由相机来拍摄在依次执行切换动作的过程中的显示部。基于相机所拍摄到的图像来导出快门时滞。

摘要： 本发明公开了一种具有冗余时滞通道非线性系统的模糊比例‑积分状态估计方法，该方法用于解决一类冗余时滞通道影响下非线性系统的状态估计问题，具体包括以下步骤：基于Takagi‑Sugeno模糊建模技术的系统状态空间模型建立；考虑时滞现象的冗余通道传输模型建立；基于可获得的测量输出构造模糊比例‑积分滤波器；然后，构造性能指标辅助函数，根据辅助函数通过求解线性矩阵不等式得到滤波器增益的值；最后基于得到的滤波器增益，计算得到模糊比例‑积分滤波器的估计值。本发明结合了模糊状态估计和比例积分状态估计两种技术，估计效果好，且由于关键变量采用求解矩阵不等式的方法，保证了算法的易执行性。

摘要： 一种时滞非对称时变全状态约束下的水面无人艇轨迹跟踪控制方法，属于控制技术领域。本发明为了解决现有的USV的轨迹跟踪控制方法并没有考虑时滞约束而导致的控制效果不佳的问题。本发明通过利用一种移位函数，实现对水面无人艇系统的误差变量进行移位转换，同时还设计了一种非对称障碍Lyapunov函数，设计相应的控制律和自适应律，保证无论初始条件如何，都可以实现最终一致有界的跟踪控制效果，而且时滞不对称时变约束可以在有限时间之后实现。主要用于水面无人艇的轨迹跟踪控制。

摘要： 使测量相机的快门时滞变得容易。通过将j个显示要素设为第一显示状态且将剩余的显示要素设为比第一显示状态更暗的第二显示状态，从而将显示部的显示要素设为第m个显示图案，在经过给定时间后，通过将处于第一显示状态的j个显示要素当中k个显示要素设为第二显示状态、且将处于第二显示状态的剩余的显示要素当中k个显示要素设为第一显示状态，从而将显示部的显示要素切换至第(m+1)个显示图案。对应于与切换动作同步而由相机执行的快门操作，由相机来拍摄在依次执行切换动作的过程中的显示部。基于相机所拍摄到的图像来导出快门时滞。

摘要： 本发明公开了一种混合动力汽车时滞扩张状态观测器设计方法，通过相关性分析法获得时滞预估值，准确估计关键时滞，同时设立模糊模块，得到预测伪输入量，并求得整车动力学模型的模拟输入的离散形式，基于混合动力汽车整车系统搭建状态空间模型，并以此构建常规扩张状态观测器，将模拟输入的离散形式传输至整车动力学模型，得到整车无时滞预测输出，将模糊模块得到的预测伪输入量与整车无时滞预测输出共同传输至常规扩张状态观测器，得到时滞扩张状态观测器，实现了时滞扩张状态观测器的时滞匹配，本发明对应提供一种混合动力汽车时滞扩张状态观测器设计系统。

摘要： 本发明提供一种考虑量化和状态时滞的UMV自适应滑模容错控制方法，包括：构建推进器故障模型；构建量化机制模型；构建含海洋扰动和推进器故障的状态时滞UMV模型；针对构建的状态时滞UMV模型，基于矩阵的满秩分解方法和矩阵不等式技术，设计滑模面，保证UMV系统在滑模面上存在滑动模态；基于滑模面，引入自适应算法在线估计故障信息，结合量化参数的动态调节策略，设计滑模容错控制器，并基于Lyapunov方法分析系统的稳定性，保证UMV系统的容错能力和鲁棒性。本发明的技术方案解决了UMV运行过程中存在的未知的风浪流扰动，可能发生的各种推进器故障，通信网络中存在状态时滞和量化现象等问题。

摘要： 本发明提供一种基于滑模技术的UMV状态时滞系统的自适应容错控制方法，包括：构建一个推进器故障模型和扰动的UMV状态时滞系统；针对构建的UMV状态时滞系统，设计滑模面；基于设计的滑模面，设计滑模容错控制器。基于设计的滑模容错控制器，设计自适应机制，完成自适应滑模容错控制策略。本发明的技术方案基于滑模技术，采用容错控制与自适应机制相结合的方法，不仅克服了状态时滞和各种推进器故障对UMV的负面影响，还可以在线估计各种未知参数。

摘要： 本发明公开了一种考虑不确定性时滞的线控底盘车辆横向状态融合估计方法，包括：建立包含质心纵向、侧向、横摆及侧倾运动的车辆四自由度运动微分方程；根据车辆四自由度运动微分方程建立车辆非线性状态方程和观测方程；将车辆非线性状态方程和观测方程进行近似线性化处理得到车辆状态参数的状态方程和观测方程；将线性化后的运动状态参数迭代至横向状态时滞强跟踪融合滤波器，得到车辆横向运动状态融合估计值，用于线控底盘系统控制关键变量的实时融合估计。本发明提出的方法中滤波与融合过程同时进行，从而避免了现有分布式融合系统中子滤波器向融合中心传输数据时产生的高延时问题，在简化系统结构的同时，降低了算力成本。

摘要： 二维状态时滞批处理过程的离轨策略最优跟踪控制方法，属于工业过程控制技术领域，该方法突破了传统控制方法需要依赖于精确的系统模型的局限性，具体的步骤如下：步骤一：建立由状态误差和输出误差组成的增广状态空间方程；步骤二：在此增广系统的基础上，设计二维时滞增广状态空间模型的控制器；步骤三：设计二维时滞贝尔曼方程和控制器增益；步骤四：求解控制器增益；此方法能够有效地处理在具有状态时滞的注塑成型过程中存在建模困难和具有重复性等复杂特性的难题，通过基于数据的方式，很好地降低了系统依赖于模型这一难点，也降低了计算的成本。