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跳变双线性随机系统饱和执行器的镇定

控制与决策 2008年第3期23卷 349-352页

作者：刘飞陈娇蓉江南大学自动化研究所江苏无锡214122

对于一类具有Markov跳变参数的双线性离散随机系统,研究其饱和执行器问题.分别采用一般二次型Lyapunov函数、饱和关联Lyapunov函数进行系统随机稳定性分析,以椭圆不变集构造随机稳定域,提出两种依赖于模态跳变率的饱和状态控制器设计方... 详细信息

对于一类具有Markov跳变参数的双线性离散随机系统,研究其饱和执行器问题.分别采用一般二次型Lyapunov函数、饱和关联Lyapunov函数进行系统随机稳定性分析,以椭圆不变集构造随机稳定域,提出两种依赖于模态跳变率的饱和状态控制器设计方法,两种方法均以线性矩阵不等式的形式给出.

关键词：双线性系统跳变系统饱和执行器椭圆不变集随机稳定性

Markov跳变系统的滚动时域鲁棒双模控制

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电机与控制学报 2009年第6期13卷 919-925页

作者：闻继伟刘飞江南大学自动化研究所江苏无锡214122

针对一类具有输入和状态联合约束的不确定离散时间Markov跳变系统,提出滚动时域鲁棒双模控制的方法。基于椭圆不变集的性质,在椭圆不变集以外使用滚动时域控制,驱动状态进入椭圆不变集。一旦状态进入椭圆不变集,改为使用线性状态反馈控... 详细信息

针对一类具有输入和状态联合约束的不确定离散时间Markov跳变系统,提出滚动时域鲁棒双模控制的方法。基于椭圆不变集的性质,在椭圆不变集以外使用滚动时域控制,驱动状态进入椭圆不变集。一旦状态进入椭圆不变集,改为使用线性状态反馈控制以保证状态始终位于椭圆不变集内,并使系统均方稳定。控制器的求解转化为以线性矩阵不等式形式给出的半正定规划问题。为改进半正定规划问题的可行性,将自由终端成本的上界作为椭圆不变集的边界,在优化成本的同时得到一组压缩椭圆集,相对于固定椭圆不变集降低了保守性。仿真实例验证了所提出方法的可行性和有效性。

关键词： Markov跳变系统滚动时域控制双模控制输入和状态联合约束椭圆不变集半正定规划

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无人机栖落机动的一种离线鲁棒预测控制算法

南京航空航天大学学报 2019年第6期51卷 785-794页

作者：万慧雯何真曹瑞胡舟逸南京航空航天大学自动化学院

针对固定翼无人机栖落机动过程的纵向运动,研究了一种在线计算量小的栖落机动鲁棒预测控制方法。首先将飞行器栖落机动动力学模型沿参考轨迹建立分段线性切换系统模型。考虑外部风扰动,进一步建立张量积模型。然后,利用渐近稳定的椭圆... 详细信息

针对固定翼无人机栖落机动过程的纵向运动,研究了一种在线计算量小的栖落机动鲁棒预测控制方法。首先将飞行器栖落机动动力学模型沿参考轨迹建立分段线性切换系统模型。考虑外部风扰动,进一步建立张量积模型。然后,利用渐近稳定的椭圆不变集的概念,采用“离线设计、在线综合”的方法设计了在线计算量较小的栖落轨迹跟踪控制律;结合鲁棒预测控制和切换系统全局稳定分析方法分析了系统稳定性。最后,对外部风扰动下的固定翼无人机栖落机动过程进行了仿真。仿真结果表明所设计的跟踪控制器在线计算量小并具有良好的控制效果。

关键词：栖落机动切换控制轨迹跟踪控制鲁棒预测控制椭圆不变集

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含执行器饱和主动悬架反馈控制的LMI方法

机械设计与制造 2022年第3期373卷 172-175页

作者：曹青松易星许力江西科技学院机械工程学院江西南昌330098

执行器饱和非线性严重制约了主动悬架系统的良好减振性能。采用标准饱和函数向量描述悬架执行器饱和特性,建立具有执行器饱和的1/4车体主动悬架系统动力学模型。考虑饱和函数凸集表示,分析含执行器饱和的主动悬架收敛域估计问题,确定具... 详细信息

执行器饱和非线性严重制约了主动悬架系统的良好减振性能。采用标准饱和函数向量描述悬架执行器饱和特性,建立具有执行器饱和的1/4车体主动悬架系统动力学模型。考虑饱和函数凸集表示,分析含执行器饱和的主动悬架收敛域估计问题,确定具有执行器饱和的主动悬架系统椭圆不变集条件,采用线性矩阵不等式(LMI,Linear Matrix Inequality)方法求解最大椭圆不变集。将反馈控制律当成一个优化参数,通过LMI方法获得系统反馈控制律。仿真结果表明,通过LMI设计的控制律能显著增大系统椭圆不变集,随执行器饱和度改变而改变并保证系统稳定工作,还可以改善执行器非线性现象对系统的不利影响。

关键词：主动悬架执行器饱和线性矩阵不等式反馈控制椭圆不变集

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非线性系统时间最优模型预测控制

非线性系统时间最优模型预测控制

作者：胡素强辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

模型预测控制发展至今,线性系统的预测控制理论已经比较成熟了,并且可以有效的处理带有约束的系统、优化求解目标,使得在线计算量足够小,广泛的应用于工业过程中,但是,实际上,大部分工业过程的系统都是非线性的,而且非线性系统的复杂性... 详细信息

模型预测控制发展至今,线性系统的预测控制理论已经比较成熟了,并且可以有效的处理带有约束的系统、优化求解目标,使得在线计算量足够小,广泛的应用于工业过程中,但是,实际上,大部分工业过程的系统都是非线性的,而且非线性系统的复杂性、多样性和不确定性等因素,其稳定性、鲁棒性、在线优化计算的复杂度都大大增加,因此本文针对带有约束的非线性系统,提出了时间最优的非线性模型预测控制算法,用来求解优化非线性系统,具体内容如下:1.基于Jacobian线性化将非线性系统线性化能够推导产生一系列的凸优化问题,而且产生的线性化误差在Lipschitz条件下确定上边界范围。然后采用双重控制模式策略,在离线情况下构造一系列椭圆集来描述t步可行区域,每个椭圆集的平衡点根据上一个椭圆来选取,最后再根据在线计算合适的输入使系统稳定。采用逐步倒退计算的方法能够确保迭代的可行性和稳定性,数值例子表明算法大大减少了计算负担,证明了算法的有效性。2.针对一类基于多线性模型的约束非线性系统,首先基于间隙度量(gap metric)在操作范围内通过网格化取点将非线性系统进行划分,然后确定最小的线性模型库可以得到一系列线性模型集,这一类线性模型集可以精确估计非线性系统,其次根据鲁棒约束的模型预测控制算法,在离线条件下每一个子模型可以设计一个离线的局部控制器,可以根据模型集构造一些列不变椭圆集合;在线计算合适的输入,使初始状态能够很快的到达目标区域,而且离线计算的方式可以减少在线计算的负担,使得优化求解能够更快更有效的进行,在线条件状态在构造的不同子模型椭圆区域之间的转换能够确保闭环系统的稳定性。最后连续搅拌反应釜(CSTR)验证了算法的可行性。

关键词：非线性模型预测控制利普希茨条件间隙度量时间最优椭圆不变集

基于T-S模型的焦炉集气管压力双模预测控制方法研究

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基于T-S模型的焦炉集气管压力双模预测控制方法研究

作者：王妍东北大学

学位级别：硕士

焦炭是冶金工业炼铁的主要原料,在炼焦生产过程中同时伴随产生大量的副产品—荒煤气。集气过程中有效回收利用荒煤气,不仅节约能源,而且减少环境污染,是钢铁生产的重要环节。焦炉集气管压力是炼焦生产中的重要参数,它的稳定性直接影响... 详细信息

焦炭是冶金工业炼铁的主要原料,在炼焦生产过程中同时伴随产生大量的副产品—荒煤气。集气过程中有效回收利用荒煤气,不仅节约能源,而且减少环境污染,是钢铁生产的重要环节。焦炉集气管压力是炼焦生产中的重要参数,它的稳定性直接影响着焦炭质量、焦炉的使用寿命以及企业的效益。由于集气管压力系统是一个多变量、非线性、强耦合的复杂系统,传统的控制方法难以达到理想的控制效果,目前钢铁厂还是大多数采用PID和现场操作人员手动调节相结合的方法,智能程度较低,存在产品质量不稳定,能源消耗高等问题,因此研究焦炉集气管压力系统的建模和控制方法具有重要的意义。本文首先分析焦炉集气工艺过程,在研究影响焦炉压力稳定因素的基础上,运用T-S模糊建模方法对集气过程进行建模,建立焦炉集气管压力系统的非线性模型,利用模糊C-均值聚类算法和最小二乘法分别辨识前后件的结构和参数。进一步将该模型转化为线性时变状态空间模型运用于后续的控制算法中。然后针对线性时变系统提出了一种基于椭圆不变集的双模预测控制方法。首先不考虑系统受限,设计最优控制律和终端不变集;然后针对系统受限引入辅助控制变量,控制律的求解可以转化为二阶锥规划问题,从而实现对集气管压力的控制。这种方法通过在最优控制的基础上增加补偿量,以此扩大可行不变集的范围,既保证了系统的可行性,也提高了系统的稳定性能。最后,本文设计了焦炉集气管压力的控制系统,仿真研究表明,双模预测方法具有快速调节性,能够将集气管压力稳定在工艺范围内,控制效果良好。

关键词：集气管压力 T-S建模双模预测控制椭圆不变集

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输入受限不确定广义系统的离线鲁棒预测控制

鲁东大学学报（自然科学版） 2012年第4期28卷 314-318,331,F0003页

作者：景依凤刘晓华鲁东大学数学与信息学院山东烟台264039 鲁东大学研究生处山东烟台264039

针对带有输入约束的多面体不确定广义系统,利用线性矩阵不等式和椭圆不变集方法,提出了一种离线鲁棒预测控制算法.该算法在输入受限的条件下,将一部分在线计算转移到离线设计上,离线部分的设计降低了在线优化问题的计算量.数值仿真验证... 详细信息

针对带有输入约束的多面体不确定广义系统,利用线性矩阵不等式和椭圆不变集方法,提出了一种离线鲁棒预测控制算法.该算法在输入受限的条件下,将一部分在线计算转移到离线设计上,离线部分的设计降低了在线优化问题的计算量.数值仿真验证了算法的可行性.

关键词：广义系统不确定输入约束离线鲁棒预测控制椭圆不变集

面向无人机的线性系统执行器约束条件下的卡死故障补偿方法研究

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面向无人机的线性系统执行器约束条件下的卡死故障补偿方法研究