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非线性系统具有圆盘极点约束的鲁棒模糊控制

控制与决策 2007年第9期22卷 983-988页

作者：陈珺刘飞江南大学自动化研究所江苏无锡214122

针对一类具有范数有界时变参数不确定性的离散非线性系统,研究其具有圆盘极点约束的鲁棒模糊控制问题.采用T-S模糊模型逼近实际的离散非线性系统,结合并行分布补偿法和二次型性能指标,导出了保证闭环系统鲁棒稳定且所有极点配置在预先... 详细信息

针对一类具有范数有界时变参数不确定性的离散非线性系统,研究其具有圆盘极点约束的鲁棒模糊控制问题.采用T-S模糊模型逼近实际的离散非线性系统,结合并行分布补偿法和二次型性能指标,导出了保证闭环系统鲁棒稳定且所有极点配置在预先指定圆盘中的二次圆域稳定保性能控制器的存在条件,并将最优保性能控制器的设计问题可归结为求解一个线性矩阵不等式的凸优化问题.最后的仿真结果验证了设计方法的有效性.

关键词：离散非线性系统 T-S模糊模型圆盘极点约束鲁棒保性能控制并行分布补偿法线性矩阵不等式

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有数据丢包的复杂网络的鲁棒保性能状态估计

应用科学学报 2015年第3期33卷 329-340页

作者：万佑红安维亮樊春霞南京邮电大学自动化学院南京210003

针对现实网络在数据传输中存在数据丢包和噪声干扰的特点,研究离散时间复杂网络的鲁棒保性能状态估计问题,旨在减小数据丢包和噪声干扰对状态估计的影响.利用Lyapunov稳定性理论与随机分析方法,以线性矩阵不等式的形式提出了鲁棒保性能... 详细信息

针对现实网络在数据传输中存在数据丢包和噪声干扰的特点,研究离散时间复杂网络的鲁棒保性能状态估计问题,旨在减小数据丢包和噪声干扰对状态估计的影响.利用Lyapunov稳定性理论与随机分析方法,以线性矩阵不等式的形式提出了鲁棒保性能状态估计增益矩阵存在的条件和设计准则,在满足状态估计误差均方指数收敛的前提下,能进一步使网络的状态估计满足一定的性能指标.仿真结果表明,鲁棒保性能状态估计器可以有效地估计复杂网络的状态.

关键词：复杂网络噪声数据丢包状态估计鲁棒保性能控制

具有数据丢包和噪声的输出耦合复杂网络鲁棒保性能状态估计

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南京邮电大学学报（自然科学版） 2015年第4期35卷 87-95页

作者：安维亮万佑红南京邮电大学自动化学院江苏南京210023

针对现实网络在数据传输中存在数据丢包和噪声干扰的特点,研究输出耦合离散时间复杂网络的鲁棒保性能状态估计问题,旨在减小数据丢包和噪声干扰对状态估计的影响。估计误差在满足均方指数收敛的前提下,能进一步满足一定的性能指标。利用... 详细信息

针对现实网络在数据传输中存在数据丢包和噪声干扰的特点,研究输出耦合离散时间复杂网络的鲁棒保性能状态估计问题,旨在减小数据丢包和噪声干扰对状态估计的影响。估计误差在满足均方指数收敛的前提下,能进一步满足一定的性能指标。利用Lyapunov稳定性理论与随机分析方法,以线性矩阵不等式的形式提出了鲁棒保性能状态估计增益矩阵存在的条件和设计准则。通过仿真表明,鲁棒保性能状态估计器可以有效地估计复杂网络的状态。

关键词：复杂网络输出耦合噪声数据丢包状态估计鲁棒保性能控制

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复杂中立系统的鲁棒滤波控制研究

复杂中立系统的鲁棒滤波控制研究

作者：李毅河北科技大学

学位级别：硕士

随着科学技术的高速发展，特别是在高新技术领域，如飞行器、机器人、核能技术、电力系统等，对控制系统的精确程度提出了更高的要求，由于传统的控制理论和控制方法的局限性，所以在这种工程技术的迫切须要下，非线性系统和鲁棒控制理... 详细信息

随着科学技术的高速发展，特别是在高新技术领域，如飞行器、机器人、核能技术、电力系统等，对控制系统的精确程度提出了更高的要求，由于传统的控制理论和控制方法的局限性，所以在这种工程技术的迫切须要下，非线性系统和鲁棒控制理论已得到了科研人员的重视，并迅速发展。本文主要基于李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式方法，针对两类中立时滞非线性系统，研究了系统的稳定性以及鲁棒控制滤波器设计问题，其思路是利用一些成熟的线性方法将非线性的系统在多个参数化工作点做线性化，并设计多个控制器，根据给定的参数变化轨迹切换所设计的增益调度控制器。其主要工作如下： 1)考虑了一类具有非线性扰动的复杂中立型系统的鲁棒指数稳定性问题，基于LMI稳定性理论，以及自由权矩阵的方法，并考虑利用指数稳定理论在数学模型的计算中能够在不影响稳定性的情况下求得更加优异结果的优势，构造合适的李雅普诺夫方程。从而得到保证非线性中立系统鲁棒指数渐进稳定的充分条件。 2)考虑了一类关于具有非线性扰动的复杂中立系统H滤波设计问题，对复杂中立时滞系统下非线性扰动进行研究，并根据李雅普诺夫稳定性理论，指数稳定性理论以及线性矩阵不等式的方法设计出合适的滤波器，使结果是渐进稳定的并且能够规定出H噪声衰减范围。 3)考虑了一类具有非线性扰动时滞中立不确定系统的鲁棒H保性能滤波问题，所考虑的内容包括时变以及不确定性。根据线性矩阵不等式(LMI)方法，以及指数稳定方法，来构造合适的李雅普诺夫函数，来得到鲁棒H保定能滤波器存在的充分条件。

关键词：中立系统时滞系统滤波控制鲁棒滤波控制鲁棒保性能控制

基于变增益ESO与逆系统方法的非线性系统故障调节

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北京工业大学学报 2017年第5期43卷 736-744页

作者：李炜王可宏兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050

为了对一类非线性系统执行器时变故障进行有效诊断,研究了一种基于变增益扩张状态观测器的逆系统故障调节方法.首先,通过一种时变增益的设计方法,来改进传统的恒增益扩张状态观测器,有效消除了在状态及故障估计初始阶段的"峰值"问题;其... 详细信息

为了对一类非线性系统执行器时变故障进行有效诊断,研究了一种基于变增益扩张状态观测器的逆系统故障调节方法.首先,通过一种时变增益的设计方法,来改进传统的恒增益扩张状态观测器,有效消除了在状态及故障估计初始阶段的"峰值"问题;其次,在依据故障估计值对原系统进行补偿调节的基础上,借助于逆系统的引入,对原非线性系统线性化,在使系统能对故障容错的同时,确保了系统无论故障发生与否的不变伪线性特性,进而又为其设计了鲁棒保性能控制,从而以不变的控制器使得系统始终具有了良好的性能及对逆建模误差的鲁棒性;最后,仿真算例对比验证了该方法的有效性.

关键词：时变增益扩张状态观测器逆系统方法非线性系统鲁棒保性能控制

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离散时间复杂网络的状态估计

离散时间复杂网络的状态估计

作者：安维亮南京邮电大学

学位级别：硕士

网络实时监控和故障诊断往往需要网络的所有状态信息,而对于大规模复杂网络,测量网络中所有的节点状态是不现实的。这时,为获得复杂网络的所有节点状态,继而更好的了解网络的行为特征,我们需要通过已测节点输出对整个网络进行状态估计... 详细信息

网络实时监控和故障诊断往往需要网络的所有状态信息,而对于大规模复杂网络,测量网络中所有的节点状态是不现实的。这时,为获得复杂网络的所有节点状态,继而更好的了解网络的行为特征,我们需要通过已测节点输出对整个网络进行状态估计。本文的主要研究工作及取得的成果如下:(1)实际网络中存在着各种不确定因素如丢包、噪声等,而这势必会对复杂网络的状态估计产生影响。本文研究了传输过程中存在数据丢包和噪声干扰的情况下,节点状态耦合离散时间复杂网络的鲁棒保性能状态估计,旨在减小数据丢包和噪声干扰对状态估计的影响。利用Lyapunov稳定性理论与随机分析方法,以线性矩阵不等式的形式给出了鲁棒保性能状态估计器的设计准则。通过数值仿真,表明了设计方案的有效性。(2)在网络建模方面采用更符合实际工程应用的节点输出耦合复杂网络模型,针对现实网络在数据传输中存在丢包和噪声干扰的特点,设计一种鲁棒保性能状态估计器,旨在减小数据丢包和噪声干扰对状态估计的影响。利用Lyapunov稳定性理论与随机分析方法,以线性矩阵不等式的形式提出了鲁棒保性能状态估计增益矩阵存在的条件和设计准则,在满足状态估计误差均方指数收敛的前提下,能进一步使网络的状态估计满足一定的性能指标。通过仿真实例,表明了所设计的鲁棒保性能状态估计器可以有效地估计复杂网络的状态。(3)将牵制控制的方法运用到离散时间复杂网络的状态估计中。仅仅对网络中少部分节点施加反馈控制,以达到对整个复杂网络进行状态估计的目的,大大降低了状态估计的成本,更符合实际的工程应用。利用Lyapunov稳定性理论,给出了牵制控制状态估计器的设计准则。最后通过仿真实例,验证了所设计状态估计器的有效性和可行性。

关键词：复杂网络噪声数据丢包状态估计鲁棒保性能控制牵制控制

车—路系统动力学及改善车辆对道路动态作用的控制技术研究

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车—路系统动力学及改善车辆对道路动态作用的控制技术研究

作者：龙垚坤湖南大学

学位级别：硕士

目前我国及世界其他国家的道路设计方法中，通常把车辆载荷视为静态载荷或近似等效静态载荷，当在载荷不太大、车速较低的情况下基本是适合的。随着交通运输高速﹑重载趋势的发展，由路面不平度引起的随机振动使车辆动载荷大大增加，静... 详细信息

目前我国及世界其他国家的道路设计方法中，通常把车辆载荷视为静态载荷或近似等效静态载荷，当在载荷不太大、车速较低的情况下基本是适合的。随着交通运输高速﹑重载趋势的发展，由路面不平度引起的随机振动使车辆动载荷大大增加，静力载荷模式与车辆运行过程中对路面实际作用力的差异越来越大，地面结构的动力学特性远非静力学特性所能描述。同时车辆动载荷引起的道路破坏又会加剧车辆的振动，增加车辆动载荷，严重影响车辆的行驶安全性、舒适性。因此，车辆与道路是相互耦合作用的系统，将车辆与道路作为一个系统，深入研究车-路系统的相互作用，研究重型车辆作用下道路结构的动力特性，具有十分重要的现实意义。由于轮胎变形较路面变形大得多，车辆、轮胎、道路组成一个弱耦合系统。本文主要研究内容如下：(1)车辆对路面动态载荷研究。本文建立了不同等级道路的时域模型和四分之一车辆模型，分析了道路随机激励下车辆动载荷的频域响应，探讨了行车速度、载重、轮胎刚度和悬架阻尼等参数对动载荷系数的影响。结果表明，车辆对道路的动载荷以低频率振动为主，适当减小轮胎刚度，增大悬架阻尼等方法可有效减小车辆动载荷。(2)二维汽车-道路系统动力学分析。以Bernoulli-Euler梁模拟路面，用Kelvin粘弹性地基模拟路基，考虑悬架阻尼非线性、轮胎非线性，建立了车-路耦合系统，并采用平均法对车辆微分方程进行了理论分析，采用常数变异法对道路振动方程进行了分析，最后用New mark法数值模拟了车-路耦合系统响应。(3)刚性混凝土路面上车-路系统动力学建模及仿真分析。以Kelvin粘弹性地基模拟路基，Kirchhoff无限大薄板模拟路面，建立了7自由度整车-道路系统模型。数值分析了不同车速、轮胎刚度、载重、地基模量和道路面层厚度等参数下的道路结构动力响应。仿真结果验证了所建系统模型的正确性，夯实地基，增加面层厚度，降低轮胎刚度和载重，适当的车辆速度等能减小道路的变形。(4)重载汽车下半刚性沥青路面的动力学响应与疲劳破坏。根据沥青道路层状体系理论，建立了道路结构的ANSYS模型，对移动载荷作用下道路结构的应力、应变进行了分析。通过分析道路的裂纹，研究了道路疲劳破坏的原因和方式，并以面层底部的弯拉应变为指标进行了道路疲劳寿命的预估。(5)减小车辆对道路动态作用的车辆主动悬架鲁棒H2/H保性能控制研究。为了减少重载汽车对路面的破坏，采用悬架主动控制技术。将主动悬架的控制问题归结为有时域硬约束的鲁棒干扰抑制问题，将轮胎动载荷作为系统的H2最小化输出性能指标，悬架动行程和车辆加速度作为H性能指标，设计出一个鲁棒H2/H最优保性能控制器。仿真结果表明，鲁棒H2/H保性能控制主动悬架可明显降低车轮动载荷对路面的冲击作用。

关键词：车路系统结构动力响应鲁棒保性能控制疲劳破坏非线性

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典型网络通信控制系统建模与控制方法研究

典型网络通信控制系统建模与控制方法研究

作者：李梦奇北方工业大学

学位级别：硕士

纵观过去几十年,随着信息时代的发展延续,网络已经成为人类社会的一种无可替代的信息交换方式,信息的传播、处理、应用程度愈加复杂,信息量呈现出了爆炸式的增长。伴随着这些发展相应而来的网络资源有限问题也随之出现,高质量的网络服... 详细信息

纵观过去几十年,随着信息时代的发展延续,网络已经成为人类社会的一种无可替代的信息交换方式,信息的传播、处理、应用程度愈加复杂,信息量呈现出了爆炸式的增长。伴随着这些发展相应而来的网络资源有限问题也随之出现,高质量的网络服务已经成为了社会各界的迫切需求。本文针对无线通信网络、车联网通信网络以及计算机网络三种网络展开研究,对其系统建模过程以及控制算法提出了一些新的方法和结论,以期改善这三种网络的传输性能,本文的主要研究内容分为如下几个方面:(1)根据无线通信网络、车联网通信网络以及计算机网络三种网络的物理特点以及基础数学模型,提出了能够同时概况三种网络基本特性的统一的控制系统模型,本文中统称为典型网络通信控制系统模型。通过该模型可将这三类物理意义完全不同的网络问题化为统一形式的控制问题进行处理,给该类网络的控制方法研究提供了极大便捷。(2)针对含有不确定性、非时变状态时滞的典型网络模型,采用滑模变结构控制方法进行研究。首先建立有效的滑模面,将系统进行变结构处理,然后通过建立李雅普诺夫-克拉索夫斯基函数来研究其稳定性问题,并给出了状态反馈控制器增益的解法,最后通过算例仿真验证了结论的可行性。(3)针对含有不确定性、时变时滞以及非线性因素的典型网络模型,采用预测控制的方法对其进行控制。首先根据原始系统模型求得预测控制所需的预测系统模型,通过获取预测状态量来有效减弱时变时滞给系统带来的影响,然后通过李雅普诺夫稳定性原理求得状态反馈控制器增益,最后通过算例仿真验证了结论的正确性。(4)针对同时含有不确定性、时变多时滞、非线性因素以及输入约束的广义典型网络模型,采用鲁棒保性能控制的方法来保证系统的稳定性和抗干扰性能。首先根据李雅普诺夫原理讨论系统的稳定性,然后使系统满足关于二次性能指标J的约束来保证其性能,并通过算例仿真验证了结果的有效性。本文根据所得系统模型复杂度的不同,分别在第二、三、四章设计了不同的控制方法对典型网络的系统问题进行研究。算例仿真部分由于篇幅有限不能全部列出,故本文选取了不同的网络基础数据为例进行仿真,以证明模型和算法的有效性。第二章中针对计算机网络进行了算例仿真,第三章中针对车联网进行了算例仿真,第四章针对无线通信网络进行了算例仿真,其仿真结果均达到预期,获得了优良的控制效果。

关键词：系统建模控制方法滑模变结构控制预测控制鲁棒保性能控制