基于内模原理的汽车主动悬挂系统的减振控制

研究路面粗糙度扰动作用下的汽车主动悬挂系统的减振控制问题。首先简化单自由度四分之一悬挂系统模型,建立路面粗糙度扰动模型。然后基于内模原理设计汽车主动悬挂系统的减振控制结构,并利用线性系统的极点配置方法设计系统的减振控制律。最后利用数字仿真验证了减振控制律的有效性。     

含有控制时滞系统的输出反馈扰动抑制

研究在持续外界扰动作用下,具有控制时滞线性系统的动态输出反馈扰动抑制问题。首先利用模型转换将控制时滞系统转化为形式上无时滞的系统,通过求解Riccati方程和Sylvester方程,推导出前馈—反馈最优扰动抑制控制律。然后构造能同时预估状态和扰动的降维观测器,不仅解决前馈控制和状态反馈的物理不可实现问题,而且得到了近似于最优扰动抑制控制律的动态输出反馈扰动抑制控制器。仿真实例证明此控制律的有效性。     

一类受持续扰动的非线性时滞系统的扰动抑制

研究一类受已知动态特性的外部扰动作用的非线性时滞系统的扰动抑制问题。基于内模原理构造能够抵消扰动影响的伺服补偿器,然后利用极大值原理及灵敏度法设计带有补偿器的最优控制律,使得系统在无扰动作用时以1种最优方式运行,而有扰动作用时,控制律能够消除扰动引起的稳态误差,实现无静差扰动抑制。最后,通过仿真算例验证提出算法的有效性。     

基于无记忆状态观测器的多时滞不确定非线性系统的自适应控制

针对一类多时滞不确定非线性系统,研究了基于无记忆状态观测器的自适应控制问题.时滞状态扰动的上界未知,在控制中通过自适应律估计未知参数,并利用估计值设计了不依赖于时滞的无记忆状态观测器和控制器,基于Lyapunov-Krasovskii函数证明了观测误差渐近收敛到零.最后仿真结果说明了该方法的有效性.     

受扰线性系统的前馈-反馈最优控制

针对具有外部持续扰动的线性系统，研究前馈-反馈最优控制律的设计问题。给出了最优控制律的存在唯一性条件。并提出了最优控制律的设计算法。利用滤波器解决了前馈控制的物理不可实现问题。仿真结果表明，此算法易于实现，与传统的反馈最优控制相比对抑制外部扰动具有较强的鲁棒性。     

受扰欠驱动自主水下航行器的最优扰动抑制控制

针对近水面航行的欠驱动自主水下航行器(AUV),研究了其波浪力作用下的航向控制问题。首先,利用局部微分同胚将AUV非线性系统转换为Brunovsky标准型系统;其次,基于波浪力的Morison方程给出了波浪力干扰外系统模型;然后,根据最优控制理论,基于二次型性能指标设计欠驱动AUV系统的前馈反馈最优扰动抑制控制律,并通过求解Riccati方程和矩阵方程获得。最后,通过AUV系统仿真实例验证了该方法的有效性。     

受正弦扰动的线性系统的无静差控制

研究线性系统在正弦扰动下的扰动抑制问题。对于一类受正弦扰动的n阶线性系统,提出了一种具有二阶动态特性的状态反馈控制算法。设计的动态反馈控制律结构由两部分构成。首先利用内模原理,在控制器中嵌入了正弦扰动的模态矩阵,实现了闭环系统的无静差扰动抑制。然后通过设计控制器中的n+2个参数,使闭环系统的极点实现任意配置,从而保证了闭环系统的指数渐近稳定性。数值仿真算例说明了控制策略的有效性。     

地震拖缆的复模态振动主动控制

地震拖缆系统的振动是影响海上油气勘探数据采集效率的主要因素,为提高勘探作业效率,研究了地震拖缆系统的主动振动控制问题。地震拖缆系统的重阻尼特性使得实模态控制技术难以实施。在地震拖缆系统有限元模型的基础上,基于模态观测器,在独立复模态空间,通过选择合适的权重矩阵,对地震拖缆的低阶模态设计了稳定的最优控制规律。通过对带有四个水鸟的拖缆系统的主动控制仿真,证明基于复模态的地震拖缆最优控制策略,在最大程度上利用水鸟自带电池能量的基础上,有效地抑制拖缆系统的振动,既能减少悬挂式水鸟更换频率,又能提高数据采集的质量,进而提高勘探作业效率。     

基于T-S模型不确定时滞系统的保成本控制

针对一类基于T-S 模糊模型描述的具有输入与状态时滞的不确定系统,研究了保成本控制问题,得到了保成本控制律存在的充分条件,并以线性矩阵不等式的形式给出了控制器的设计方法.最后仿真实例验证了该方法的可行性.     

含输入和输出时滞离散时间系统的最优跟踪控制

针对一类含有输入时滞和输出时滞的离散时间系统,给出了一种无时滞转换方法,并给出了此类系统在受扰情况下的最优跟踪控制律。为避免求解含有超前项和时滞项的两点边值问题,对原时滞系统进行了无时滞转换。根据系统的最优控制理论,构造了转换后系统的二次性能指标。通过求解Riccati差分方程得到了最优跟踪控制律。构造了扰动外系统观测器和参考输入外系统观测器来解决最优跟踪控制律中所含有的前馈项的物理不可实现问题。仿真实例表明所提出的最优跟踪控制律有效。