鲁棒稳定性

摘要： 考虑具有可见性约束和执行器约束的载荷不确定移动机器人视觉伺服系统,提出一种鲁棒视觉伺服预测控制策略.首先将该移动机器人视觉伺服系统建模为关于视觉伺服误差和驱动的不确定系统.其次,对约束的视觉伺服误差子系统,设计基于半正定规划的速度规划预测控制算法.该算法分为离线计算和在线调度两个部分,降低预测控制算法的在线计算量.而对约束的视觉伺服驱动子系统,采用极小极大鲁棒预测控制算法,实现对视觉伺服误差子系统的规划速度的渐近跟踪.进一步,建立了载荷不确定移动机器人视觉伺服误差和驱动系统的鲁棒渐近稳定性结果.最后,对比仿真结果验证了本文策略的有效性和优越性.

摘要： 针对一类非线性时变系统的控制问题,使用了一种基于自耦PID的控制理论方法.该方法首先将时变不确定、模型不确定定义为一个扩张状态,并将非线性时变系统映射为未知线性系统;然后使用自耦PID控制方法构造了一个闭环系统;最后在复频域分析了闭环系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性.理论分析与仿真结果都表明了本文控制方法具有良好的动态品质和稳态性能,在未知复杂系统控制领域具有广泛的应用前景.

摘要： 在实际运行中,电磁干扰等因素的影响会导致DC/DC变换器的输出电压不稳定且纹波较大,系统性能较差,进而会对后级载荷的安全稳定运行产生非常不利的影响。为了解决这个问题,提出将基于线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)的鲁棒模型预测控制(robust model predictive control,RMPC)策略应用于DC/DC变换器的控制中。首先根据DC/DC变换器的运行状态写出在1个周期内的开关管导通和关断2种情况下的状态方程,并将其推导为状态空间平均模型;然后针对DC/DC变换器设计反馈控制,并求得对应的反馈控制律;最后设计一种将观测器嵌入反馈控制中的控制器,利用MATLAB对该控制器进行数值仿真。仿真结果表明所提出的基于LMI的RMPC策略可以使DC/DC变换器的输出电压质量满足要求,同时保证系统的鲁棒稳定性,验证了该控制策略的可行性。

摘要： 本文将针对分数阶(α>1)系统,同时考虑最常见的两种不确定类型,即多胞不确定和无穷范数。首先,给出了不确定分数阶系统无状态反馈时鲁棒稳定性条件。其次,采用线性矩阵不等式的形式给出了不确定分数阶系统状态反馈控制器的设计方法。最后,通过两个数值算例验证了理论的正确性。

摘要： 针对一类参数不确定的连续搅拌釜式反应器,使用了一种与被控对象无关的自耦比例–积分–微分(autocoupling proportional-integral-differential,ACPID)控制方法.该方法将系统内部所有不确定因素及外部扰动定义为一个总扰动,建立了以总扰动为激励的受控误差系统,并根据ACPID镇定规则建立了连续搅拌釜式反应器(continuous stirred tank reactor,CSTR)的ACPID控制系统.理论分析了ACPID控制系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性.仿真结果表明了ACPID控制系统的有效性,在CSTR稳态调节控制领域具有重要的应用价值.

摘要： 针对直流微电网中分布式电源出力不稳定、参数摄动以及负载波动等问题,文中以三相AC/DC换流器为主体,提出了一种具有强抗扰能力的改进自耦比例积分(ACPI)母线电压跟踪控制方法。首先,将直流微电网内部动态和外部扰动的不确定性定义为一个总和扰动,从而使非线性不确定系统映射为未知线性系统;其次,构建了一个在总和扰动反相激励下的受控误差系统,据此设计了基于改进自适应速度因子的ACPI控制器模型,有效抑制了母线电压波动,提高了系统的动态响应速度;最后,理论分析了ACPI闭环控制系统的鲁棒稳定性和抗扰鲁棒性,并搭建了仿真模型进行验证。针对不同工况下直流母线电压跟踪的仿真结果表明,文中控制方法响应速度快,抗扰能力强,对于直流母线电压波动具有良好的稳定效果。

摘要： 针对三连杆机械臂轨迹跟踪问题,使用了一种自耦PID,即ACPID(auto-coupling proportional-integration-differential)控制方法.该方法将三连杆机械臂各关节已知或未知动态和外部扰动等复杂因素分别定义为3个总扰动,进而将各关节非线性系统映射为未知线性系统,根据ACPID控制理论,为三连杆机械臂系统分别建立3个ACPID控制子系统,以实现各关节的独立跟踪控制.分析了各闭环控制子系统均具备良好的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性.仿真结果验证了本方法的有效性,在机械臂轨迹跟踪控制领域具有重要的应用前景.

摘要： 在化学工厂和工业工厂中会频繁出现一阶时滞不稳定系统难以控制的问题.针对该问题,文中提出两自由度控制器的改进方案.该改进方案的主体思路是,在保留原方案中设定值追踪控制器的控制器形式及算法不变的情况下,将其扰动控制器改用带超前滞后滤波器的PID控制器形式,并基于直接综合法对其进行参数整定,最后再根据鲁棒稳定性与抑制负载干扰性能之间的最佳折衷来选择调参值.仿真结果表明,所提方案在系统性能和鲁棒稳定性上比其它方案明显提高.此外,将该方案应用于实验2中的一个等温化学反应器,也得到了满意的结果.

摘要： 针对直驱永磁同步风力发电系统存在非线性、参数不确定性以及转矩扰动等问题,研究了一种基于自耦PI控制理论的最大功率跟踪控制方法.该方法以转速跟踪为目标,将发电机内部动态与外部输入转矩的不确定性定义为一个总和扰动,从而将非线性不确定系统映射为未知线性系统,并构建了一个在总和扰动反相激励下的受控误差系统.据此设计了基于误差速度因子的自耦PI控制器模型,理论分析了自耦PI闭环控制系统的鲁棒稳定性和抗扰鲁棒性.仿真结果表明了该控制方法能稳定保持最大功率系数,在风力发电系统的最大功率跟踪领域具有良好的应用前景.

摘要： 针对一类存在非线性迟滞特性的纳米定位压电驱动器的控制问题,使用了一种与被控系统无关的自耦比例-积分-微分(ACPID)控制方法。该方法将系统内部所有复杂因素及外部扰动定义为一个总扰动,建立了以总扰动为激励的受控误差系统,进而设计了基于ACPID控制理论的压电定位控制系统。理论分析了ACPID控制系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性。仿真结果表明,ACPID控制系统的有效性不仅具有更快的响应速度、更高的控制精度,且具有良好的抗扰动鲁棒性,在压电定位系统控制领域具有较大应用价值。

摘要： 实际电网阻抗的不确定性会严重影响到并网逆变器的稳定运行,在并网逆变器控制中采用电网电压前馈策略会导致稳定性问题更加突出.本文首先建立了考虑电网阻抗时并网逆变器的数学模型,基于阻抗比稳定性判据,分析了电网电压前馈控制对并网逆变器在弱电网下稳定性的影响机理,指出电网电压前馈伴随着PWM控制延迟是导致逆变器稳定性降低的主要原因之一.提出了一种基于衰减因子的电网电压部分前馈控制策略,理论分析与仿真结果表明,在电压前馈通道引入衰减因子可显著提高并网逆变器在弱电网中的鲁棒稳定性.实验系统的测试结果也验证了电网电压部分前馈策略的有效性和可行性.

摘要： 简要介绍了用结构奇异值分析飞控系统鲁棒稳定性的方法,指出系统鲁棒稳定性与经典控制论中稳定裕度概念的区别,详细推导了将具有结构式摄动的反馈控制系统转换成M- Δ标准型的方法.最后,针对国内某先进飞控系统横航向进行了鲁棒稳定性分析,重点研究了被控对象参数摄动对系统稳定性的影响,并给出结论.

摘要： 借助船用柴油机工作热力学模型,赋予参数以故障典型特征;应用最小二乘法和测量数据筛选模型参数,充分简化参数向量空间,确立和故障拟合误差有最小值的诊断模型,该模型因在故障点具有唯一的二次收敛性,便于迭代算法快速探到确定故障的参数最优解.实例验证证明,模型经过这样的机器学习训练,具有多因素多故障诊断能力和满意的鲁棒稳定性.

摘要： 本文针对航空涡轴发动机,考虑其面临的不确定性问题,基于二次积分滑模面,设计了滑模控制器.该控制器能够使得系统迅速稳定,具有较小的超调量,且有较强的鲁棒性.根据Lyapunov稳定性理论,证明了二次积分滑模面的可达性和航空发动机闭环系统的鲁棒稳定性.仿真结果表明,本文所提方法能够保证航空发动机系统稳定,具有平滑的控制量,获得更强的鲁棒性.

摘要： 针对无推力终止系统的四级小型固体运载火箭,进行多终端约束上升段制导方法研究,通过对传统运载火箭闭路制导方法改进,提出了基于终端目标约束的三级需要速度求法;根据脉冲轨道转移理论推导出瞄准导引算法,并基于该方法设计出能够满足轨道高度和速度约束的四级制导方法;通过仿真实验验证:整体制导方案使终端轨道半长轴偏差小于轨道高度的1‰,具有很好的鲁棒稳定性和较高的制导精度,以及较强的工程应用价值.

摘要： 针对永磁直线电机,设计了一种基于模糊控制方法及干扰观测器(DOB)技术的模糊扰动补偿器(FLDC).利用模糊系统具有以任意精度逼近非线性函数的能力,设计FLDC对未知干扰和不确定性进行估计及补偿,同时利用干扰观测器逼近并补偿建模、求逆误差,降低了控制器对干扰和模型精确度的要求,很好的解决了系统抗干扰性能与鲁棒稳定性之间的矛盾,提高了跟踪精度,并通过与传统干扰观测器对比,理论推导与仿真结果表明,所设计的控制结构比传统干扰观测器有更好的抗扰性和跟踪性能.

摘要： 针对喷水推进型无人艇航向非线性系统的控制问题,考虑到模型摄动和环境干扰力等不确定性的影响.借鉴鲁棒补偿器思想,对基本S面控制方法进行改进,提出一种鲁棒S面控制方法.利用Lyapunov稳定性理论,证明该控制方法保证了航向控制系统的鲁棒稳定性.仿真对比结果验证了所提出控制方法的有效性.

摘要： 针对日地L2平动点航天器编队飞行位置保持控制,提出了进行不确定闭环控制系统D稳定性分析方法.具体地,以相对运动名义闭环控制系统为基础,建立含动力学参数和控制器增益两类不确定性参数的实际闭环控制模型,获得带参数不确定性的多仿射型特征方程,进而基于有效包含理论分析不确定闭环控制系统的D-稳定鲁棒性,成功获得系统D-稳定所允许的不确定性参数的精确变化范围.仿真分析结果表明,采用文中方法具有分析结果精确,保守性少的特点,便于工程应用.

摘要： 针对线性不确定广义时滞系统，给出了新的时滞相关型鲁棒稳定性判据和镇定方法。文中假定参数不确定是可能时变的范数有界不确定。通过选取一个新的Lyapunov-Krasovskii 泛函将整个时滞区间分为两段，每段区间上定义了不同的能量函数，给出了状态反馈控制器设计算法，保证相应的闭环系统对所有容许的不确定性参数是正则、因果和鲁棒稳定的。新的时滞相关鲁棒稳定性判据由严格的线性矩阵不等式表示，这些判据所给出条件保守性小于已有的结论，数值算例进一步证明了本文结论的有效性。

摘要： 研究了一类具有区间时变时滞的中立型系统稳定性问题。基于Lyapunov-Krasovskii泛函与Leibniz-Newton公式，提出了线性中立系统时滞区间依赖型稳定性条件。通过线性矩阵不等式技术与改进的自由权矩阵方法，降低了稳定性条件的保守性与计算复杂性，并把所给条件推广到具有范数有界不确定性的中立型系统稳定性问题。最后，数值实例验证了结果的有效性。

摘要： 本发明提供一种自主电动汽车横向稳定性鲁棒容错控制方法，涉及汽车稳定性控制技术领域，所述控制方法包括以下步骤，S1：采集汽车的固有参数和实时参数；S2：利用采集的所述固有参数和所述实时参数，建立自主电动汽车的横向动态容错控制系统模型；S3：在所述横向动态容错控制系统模型上，分析轮胎非线性与车辆纵向速度变化及自适应触发机制，建立系统的综合控制系统模型；S4：根据所述综合控制系统模型，设计鲁棒容错控制器；S5：根据所述鲁棒容错控制器，对汽车的横摆力矩进行分配。本发明采用T‑S模糊模型方法，通过混合多个线性局部子系统来逼近非线性系统，得到了更有效的汽车非线性动力学系统的控制效果，提高了车辆的侧向稳定性。

摘要： 本发明涉及感应电机技术领域，具体地说，涉及基于多重误差反馈矩阵设计的极低速稳定性和鲁棒性提升方法。其包括计算磁链误差步骤、对磁链误差进行加权步骤、建立感应电机全阶观测模型步骤。本发明中考虑了转速误差和定、转子电阻误差，从而观测了磁链误差，并将其引入反馈矩阵中，然后，通过反馈矩阵取值，将误差矢量系数矩阵行列式向Y轴负方向移动，从而满足了稳定性必要条件det|A5|<0，以实现无速度传感器感应电机在低速发电区稳定运行，同时提高反馈矩阵对参数的鲁棒性。

摘要： 一种提高系统稳定性和鲁棒性的类模拟同步发电机虚拟同步控制器，涉及虚拟控制技术领域，包括第一采样单元、比例控制器单元、第二采样单元、第三采样单元、内环比例积分控制器单元和PWM调制单元，还包括类模拟同步发电机控制环、虚拟同步控制环以及电流前馈项，本发明实现直流电压的同步跟踪功能，使得直流变换器的直流电压能始终保持跟踪电气化牵引供电系统直流微网；可以同时抑制振荡和改善由于不平衡功率导致的直流电压暂态偏离，工程上易于实现，能最大程度改善系统的阻尼性能和惯量，抑制直流网络的振荡，具有较高的效率、可行性以及可靠性。

摘要： 21世纪是复杂性和网络化的世纪。从20世纪七八十年代开始，复杂性问题的研究已经引起国内外的广泛关注。来自各国的不同学科的科学家，包括物理学家、生物学家、计算机科学家和经济学家都不约而同的讨论和研究各自领域的复杂性问题。复杂网络稳定性分析的方法需要从新的角度寻找新的定义，从而解决更多问题，尤其涉及环境经济学相关问题的有相似向权网络。本发明涉及复杂网络模型相似权网络的网络稳定性评估，填补以往复杂网络模型评估网络稳定性时在加权网络方面的空白，综合鲁棒性分析和权‑度相关性对相似权网络的选择性攻击条件下的攻击强度和稳定性的定义和计算方法做出描述。

摘要： 本发明提供一种自主电动汽车横向稳定性鲁棒容错控制方法，涉及汽车稳定性控制技术领域，所述控制方法包括以下步骤，S1：采集汽车的固有参数和实时参数；S2：利用采集的所述固有参数和所述实时参数，建立自主电动汽车的横向动态容错控制系统模型；S3：在所述横向动态容错控制系统模型上，分析轮胎非线性与车辆纵向速度变化及自适应触发机制，建立系统的综合控制系统模型；S4：根据所述综合控制系统模型，设计鲁棒容错控制器；S5：根据所述鲁棒容错控制器，对汽车的横摆力矩进行分配。本发明采用T‑S模糊模型方法，通过混合多个线性局部子系统来逼近非线性系统，得到了更有效的汽车非线性动力学系统的控制效果，提高了车辆的侧向稳定性。

摘要： 本发明公开了一种静不稳定飞行器等价气动伺服弹性鲁棒稳定性的飞行试验确定方法，用于解决现有的飞行试验确定方法建模误差大的技术问题。技术方案是通过扫频飞行试验可以得到静不稳定飞行器多回路系统的闭环传递函数频率特性矩阵，按照闭环传递函数与开环传递函数之间的对应关系，建立闭环传递函数与ASE稳定性之间的关系式，并将系统闭环传递函数频率特性矩阵进行特征分解，根据系统临界稳定的条件，得到多回路稳定裕度分析标量方程式，从而计算整体回路的ASE稳定性，大大简化了问题难度。

摘要： 本发明公开了一种双电机线控转向系统及其混合鲁棒稳定性控制方法，双电机线控转向系统包括转向盘模块、转向执行模块、控制模块三大模块。混合鲁棒稳定性控制方法为：变传动比控制模块根据转向盘转角和车速信号计算出当前时刻的理想传动比和前轮转角以及车辆的理想横摆角速度和两个转向电机的总需求转矩，混合鲁棒稳定性控制器根据理想横摆角速度与实际的横摆角速度信号的差值，计算车辆前轮转向所需要的补偿转矩；然后控制两个转向电机输出补偿转矩，进而实现车辆转向稳定性控制。通过同时考虑系统参数的不确定性和控制器输出的限制，有效地改善了汽车的操纵稳定性及行驶安全性。

摘要： 本发明公开了一种静不稳定飞行器等价气动伺服弹性鲁棒稳定性的飞行试验确定方法，用于解决现有的飞行试验确定方法建模误差大的技术问题。技术方案是通过扫频飞行试验可以得到静不稳定飞行器多回路系统的闭环传递函数频率特性矩阵，按照闭环传递函数与开环传递函数之间的对应关系，建立闭环传递函数与ASE稳定性之间的关系式，并将系统闭环传递函数频率特性矩阵进行特征分解，根据系统临界稳定的条件，得到多回路稳定裕度分析标量方程式，从而计算整体回路的ASE稳定性，大大简化了问题难度。

摘要： 本发明公开了一种针对负荷频率控制的网络化鲁棒稳定性分析与优化的方法，该方法首先考虑简化的单区域电力系统，建立具有通信时延的单区域系统模型；然后设计PI控制器，并将PI控制转化为系统的输出反馈控制问题，构造合适的Lyapunov‑Krasovskii泛函，利用线性矩阵不等式技术，推导出系统含有PI参数的鲁棒稳定性判据；最后，为保证系统的鲁棒最优化，应用mincx函数以及智能优化算法对得到的鲁棒控制律进行优化。本发明在PI控制器的设计中考虑了时延的影响，通过构造适当的Lyapunov‑Krasovskii泛函和LMI方法，得到了系统渐近稳定和鲁棒稳定的稳定性判据；基于线性矩阵不等式，在不同的延迟类型和不同的控制增益下能够获得系统的最大允许延迟。

摘要： 本发明公开了一种双电机线控转向系统及其混合鲁棒稳定性控制方法，双电机线控转向系统包括转向盘模块、转向执行模块、控制模块三大模块。混合鲁棒稳定性控制方法为：变传动比控制模块根据转向盘转角和车速信号计算出当前时刻的理想传动比和前轮转角以及车辆的理想横摆角速度和两个转向电机的总需求转矩，混合鲁棒稳定性控制器根据理想横摆角速度与实际的横摆角速度信号的差值，计算车辆前轮转向所需要的补偿转矩；然后控制两个转向电机输出补偿转矩，进而实现车辆转向稳定性控制。通过同时考虑系统参数的不确定性和控制器输出的限制，有效地改善了汽车的操纵稳定性及行驶安全性。