输入时滞

摘要： 为了提高高速列车的制动控制精度,保障列车的安全平稳运行,针对具有不确定性参数和已知输入时滞的高速列车制动系统,设计高速列车制动系统模型参考自适应制动控制策略。在保证闭环系统所有信号有界的前提下,实现对给定速度曲线的渐近跟踪,从而确保高速列车能够安全可靠运行。通过分析高速列车制动时的动态过程,基于动力学原理建立具有延时环节的高速列车制动系统状态空间模型,采用状态预测的方法对模型中的输入延时进行相应变换。利用模型参考自适应控制的方法善于处理系统不确定性的能力,设计基于状态反馈状态跟踪的直接模型参考自适应控制器,实现列车对给定速度曲线的渐近跟踪。以CRH380AL型高速列车制动系统为被控对象,采集列车从济南—青岛段实际制动过程中的速度数据进行仿真实验。仿真结果表明,所设计的高速列车自适应制动控制器实现了对给定速度曲线的渐近跟踪控制,且跟踪精度较高,验证了该方案的有效性。采用的模型参考自适应控制算法不仅解决了系统参数不确定性和输入时滞问题,而且优化了高速列车的制动性能,改善了列车的瞬态性能,使列车运行时更加平稳,达到了系统的控制目标。

摘要： 在实际系统的工作过程中,时滞现象普遍存在,如控制信号的采集与传输、控制器的构建与实施、事件的决策与处理等.考虑并有效处理时滞特性的影响有助于提升系统的性能.基于连续反演算法的时滞补偿控制策略是一种有效的控制方法且取得很多研究成果.该时滞补偿控制的主要思路是将具有时滞特性的常微分方程或偏微分方程变换为不具有时滞特性的常微分方程−偏微分方程/常微分方程−偏微分方程(ODE−PDE/PDE−PDE)级联系统.进一步地,基于变换的级联系统,结合连续反演算法提出相应的控制策略.该方法具有系统的稳定性证明简单,鲁棒性强,易于求取闭环系统精确解等优点.详细论述了连续反演算法的基本原理,并针对基于连续反演算法的时滞补偿控制算法在处理输入、输出、状态等类型时滞特性的最新研究进展做简单的阐述和总结.最后,开放式地论述了时滞系统的未来研究方向.

摘要： 针对带有输入时滞和外部干扰的集群无人机系统,提出了一种基于强化学习的集群无人机事件触发分布式自适应最优控制方法。为了实现最优控制,引入了基于神经网络的强化学习算法,并设计了一种与系统控制性能有关的动态事件触发策略,该策略可以在尽可能降低对一致性控制性能不利影响的前提下,减少通信资源的浪费,同时该策略不存在Zeno行为。此外,在控制器设计过程中,引入了一种含有积分项的坐标变换来处理系统的输入时滞问题。在输入时滞和外部干扰的影响下,所提出的基于干扰观测器的最优分布式协同神经网络控制策略能够保证每个无人机系统所有信号都有界,并且每个无人机系统的输出能够实现一致性。最后,仿真结果验证了所提控制方法的有效性。

摘要： 本文针对一类带有输入时滞的不确定非线性系统,提出了新型动态面Funnel控制方案.首先设计补偿动态变量将输入时滞系统转换成无时滞的系统,仅需在递归控制的最后一步补偿,从而优化了控制器设计过程.其次,构造Funnel函数,使系统的瞬态和稳态跟踪误差被限制在给定边界内.最后,提出新型非线性动态面控制方法,不仅避免了自适应反推控制中的“微分爆炸”问题,而且消除了边界层误差,使得系统的跟踪误差最终渐近收敛到零.理论分析表明该闭环系统的所有信号一致最终有界,仿真结果验证了该控制方案的有效性.

摘要： 针对一类时滞二阶多智能体系统领导跟随模型,研究了在无向拓扑结构下一类二阶多智能体系统领导跟随一致性控制问题.考虑系统内部非线性因素,在给定事件触发策略的条件下,设计了与时滞相关的控制器,通过矩阵不等式等分析技术,利用lyapunov-krasovskii稳定性定理得到了该系统实现一致性的充分条件.最后,在仿真阶段验证了控制器设计的合理性.

摘要： 为了保障高速列车的安全可靠运行,文章以存在未知扰动和输入时滞的高速列车制动系统为被控对象,设计了新的高速列车制动系统模型参考自适应控制策略,实现了对给定速度曲线的渐近跟踪.首先,通过分析高速列车制动系统的原理和动态特性,建立了存在扰动和时滞的高速列车制动系统状态空间模型;其次,充分利用模型参考自适应控制善于处理系统不确定性和外界扰动的能力,结合状态预测,设计了状态反馈控制器,使其在存在未知扰动和输入时滞时仍能实现对给定速度曲线的渐近跟踪;最后基于CRH380AL型高速列车在济南—青岛段的数据开展仿真验证,仿真结果表明文章设计的高速列车制动控制系统具有理想的稳定和渐近跟踪特性,能克服未知参数和有界扰动的影响,具有良好的鲁棒性.

摘要： 在实际环境中,各种不可避免的因素,如系统运行的环境变化、信息传输的延时等,都会导致系统中出现一些不确定参数或输入时滞现象;具有输入时滞现象的系统同样大量存在于工程的实际问题中,忽略输入时滞将会对系统的性能产生很大的影响。因此,研究带有定常输入时滞的不确定切换系统的鲁棒镇定问题有着重要意义。对于带有定常输入时滞的系统,可以运用还原算法将其转化为无输入时滞的系统;而对于不确定性系统,传统的还原算法已不能很好地实现这种转化。为此,提出了一种改进的还原算法,得到了一个通过求解LMI来获得状态反馈控制器的设计方法,控制器计算简单且易实现。

摘要： 基于移动传感器/执行器网络,研究了一类具有输入时滞的分布参数系统稳定性控制问题.利用抽象发展方程理论、算子半群理论和Lyapunov稳定性定理,设计系统的反馈控制器;再结合移动传感器/执行器的动力学行为,设计其控制力.证明了在反馈控制器和控制力的作用下,分布参数系统在具输入时滞情况下是渐近稳定的.通过数值仿真实验表明,不同的输入时滞,对系统的稳定效果有一定的影响,但在控制力的作用下,系统都能趋于稳态,说明本文中对于具有输入时滞的分布参数系统的控制策略是有效的.

摘要： 本文研究离散时间具有输入时滞的广义系统的RHC镇定问题.构造了一个包含两个终端加权矩阵的性能指标,在满足正则性和无脉冲的前提条件下,通过使该性能指标单调递减得到系统可镇定的充分条件,该条件可通过线性矩阵不等式进行求解.在满足可镇定的条件下,运用LQR的方法得到系统可镇定的显式RHC控制器.

摘要： 本文针对一类具有输入时滞的非高斯随机分布系统,提出了基于广义PI控制器的跟踪控制方法。首先采用B样条模型和非线性权模型来建立概率密度函数和控制输入之间的关系,从而将概率密度函数的跟踪问题转化成动态权的跟踪问题。然后基于线性矩阵不等式技术设计PI控制器,给出了时滞随机分布系统稳定的充分条件,并保证了良好的跟踪性能。最后仿真结果说明了本方法的有效性。

摘要： 本文针对一类带输入时滞的线性时滞系统,基于LMI和Lyapunov-Krasovskii函数方法,对系统引入观测器,分别研究了该类系统在时滞参数精确已知及未精确已知的情况下,设计了在观测器中考虑状态时滞和输入时滞项的记忆型动态输出反馈控制器,在时滞参数未精确已知的情况下,给出了对针对未知时滞参数的自适应控制器设计方案,并对闭环系统的稳定性给出了证明.

摘要： 本发明公开了一种在输出受限和输入时滞下基于随机系统的单连杆机械手模糊控制算法，由模糊自适应控制器、视觉传感器、机械臂控制电枢和末端灵巧手组成。本发明通过利用模糊逻辑系统，对存在随机扰动和高度非线性的机械手系统模型设计模糊自适应控制器并设计了相对应的自适应算法，使其在遭受进行网络控制时的控制器输入延时和输出信号受限以及各种转矩随机扰动的情况下能够依然精确地跟踪参考信号，操作目标。

摘要： 具有输入时滞的四旋翼无人机反步控制方法，针对四旋翼飞行器的动力学系统，选择一种障碍李雅普诺夫函数，利用Pade逼近引入中间变量，消除输入时滞对系统的影响，设计了一种具有输入时滞的四旋翼飞行器反步控制方法。障碍李雅普诺夫函数可以使系统的输出误差限制在一定的范围内，避免过大的超调，同时还能减少到达时间。Pade逼近可以处理系统的输入时滞使控制信号及时对被控量做出相应的控制,从而改善四旋翼飞行器系统的动态响应性能。本发明的四旋翼无人机反步控制方法可以使控制信号及时对被控量做出相应的控制,从而改善四旋翼飞行器系统的控制。

摘要： 本发明属于水下无人航行器控制研究领域，具体涉及一种针对输入时滞的欠驱动UUV轨迹跟踪滑模控制方法。本发明基于级联系统控制思想，针对外界未知有界干扰和参数摄动，计算消除虚拟控制误差的积分时滞滑模纵向、艏向和纵倾控制律，根据控制律调整UUV的纵向速度、艏向角速度和纵倾角速度，完成UUV轨迹跟踪滑模控制过程。本发明通过建立虚拟欠驱动UUV，将欠驱动UUV轨迹跟踪控制问题被转换成跟踪误差镇定问题，简化了计算过程；利用滑模控制，提高了系统的控制性能和鲁棒性，满足欠驱动UUV三维轨迹跟踪对位置、速度以及姿态的时间约束要求。

摘要： 本发明公开了一种考虑输入时滞约束的电液伺服系统位置跟踪控制方法，该方法包括：建立电液伺服系统的数学模型；设计考虑输入时滞约束的控制器；运用李雅普诺夫稳定性理论进行稳定性证明，并得到系统有界稳定的位置跟踪性能且系统所有信号均有界的结果。本发明通过在控制器中引用一个输入时滞补偿信号，从而获得一个无输入时滞的开环误差系统，结合李雅普诺夫‑克拉索夫斯基泛函方法消去时滞带来的影响；本发明有效解决了实际电液伺服系统中输入时滞约束影响系统性能的问题，能够获得更好的高精度位置跟踪性能。

摘要： 本发明公开了一种基于输入时滞的电机伺服系统鲁棒位置控制器(TRISEE)，属于机电伺服控制领域。本发明选取直流旋转电机位置伺服系统作为研究对象，建立了考虑系统的输入时滞和总扰动的非线性模型；所设计的基于输入时滞的电机伺服系统鲁棒位置控制器通过引入基于扩张误差符号积分的鲁棒项针对系统存在的外部干扰以及未建模动态等不确定非线性具有良好的鲁棒性。

摘要： 本发明涉及一种输入时变时滞的挠性航天器多界依赖鲁棒容错控制方法，首先，将挠性振动视为外部干扰，利用拉格朗日方法推导建立含有外部干扰、输入时滞的挠性航天器状态空间模型；然后，建立故障模型并将故障模型综合到需要容错的挠性航天器状态模型中，根据故障模型将执行机构部分失效容错控制问题转化为不确定参数鲁棒控制问题；最后，利用时滞依赖李亚普诺夫泛函和不确定参数鲁棒H∞控制相结合的方法，基于线性矩阵不等式方法设计状态反馈的被动容错控制器。本方法具有设计简单易工程实现的优点，适用于航天领域挠性航天器中既存在输入时滞又可能执行器部分失效的容错控制中，使系统保持渐近稳定，并且能够对外部干扰进行抑制。

摘要： 本发明公开了一种考虑输入时滞的电液比例伺服阀位置轴控方法，该轴控方法基于构建的输入时滞补偿辅助系统，融合动态面控制思想，设计兼顾输入时滞补偿与未知扰动抑制的非线性鲁棒位置轴控控制器。针对电液比例伺服阀位置轴控问题，本发明既能保证对系统输入时滞主动补偿与未知干扰抑制，提高系统抗干扰能力，又能避免电液系统传统反步控制中微分爆炸问题，降低测量噪声对控制精度的影响，实现高精度跟踪性能。

摘要： 本发明公开了一种在输出受限和输入时滞下基于随机系统的单连杆机械手模糊控制算法，由模糊自适应控制器、视觉传感器、机械臂控制电枢和末端灵巧手组成。本发明通过利用模糊逻辑系统，对存在随机扰动和高度非线性的机械手系统模型设计模糊自适应控制器并设计了相对应的自适应算法，使其在遭受进行网络控制时的控制器输入延时和输出信号受限以及各种转矩随机扰动的情况下能够依然精确地跟踪参考信号，操作目标。

摘要： 具有输入时滞的四旋翼无人机反步控制方法，针对四旋翼飞行器的动力学系统，选择一种障碍李雅普诺夫函数，利用Pade逼近引入中间变量，消除输入时滞对系统的影响，设计了一种具有输入时滞的四旋翼飞行器反步控制方法。障碍李雅普诺夫函数可以使系统的输出误差限制在一定的范围内，避免过大的超调，同时还能减少到达时间。Pade逼近可以处理系统的输入时滞使控制信号及时对被控量做出相应的控制,从而改善四旋翼飞行器系统的动态响应性能。本发明的四旋翼无人机反步控制方法可以使控制信号及时对被控量做出相应的控制,从而改善四旋翼飞行器系统的控制。

摘要： 本发明属于水下无人航行器控制研究领域，具体涉及一种针对输入时滞的欠驱动UUV轨迹跟踪滑模控制方法。本发明基于级联系统控制思想，针对外界未知有界干扰和参数摄动，计算消除虚拟控制误差的积分时滞滑模纵向、艏向和纵倾控制律，根据控制律调整UUV的纵向速度、艏向角速度和纵倾角速度，完成UUV轨迹跟踪滑模控制过程。本发明通过建立虚拟欠驱动UUV，将欠驱动UUV轨迹跟踪控制问题被转换成跟踪误差镇定问题，简化了计算过程；利用滑模控制，提高了系统的控制性能和鲁棒性，满足欠驱动UUV三维轨迹跟踪对位置、速度以及姿态的时间约束要求。