摘要：针对存在执行器故障、外界干扰和模型不确定的自主式水下潜航器系统(autonomous underwater vehicle,AUV),提出基于全驱系统(fully actuated system,FAS)方法的鲁棒自适应轨迹跟踪误差受限控制策略,使AUV能够渐近跟踪目标信号.首先,将跟踪误差相关的归一化函数和障碍函数与时变尺度函数相结合,提出误差受限全驱系统方法;其次,将径向基函数神经网络(radial basis function neural networks,RBFNNs)与误差受限全驱系统方法相结合处理系统中的不确定模型;进一步,设计自适应补偿机制处理执行器故障;再次基于Lyapunov稳定性理论证明轨迹跟踪误差渐近收敛于零;最后,通过仿真结果验证所设计的鲁棒自适应轨迹跟踪误差受限控制器的有效性.

摘要：针对冷带轧机液压厚控(Hydraulic automatic gauge control,HAGC)系统中带材厚度输出存在测量时延摄动以及系统存在不确定性的情况,提出一种新的控制器设计策略,以提高实际工作中冷带轧机板带材的板厚精度。基于轧机液压厚控系统各环节的方程式,给出具有测量时延摄动和不确定项的数学模型,并将该测量时延转化为时变输入时延考虑,建立最终的HAGC系统模型。针对该模型设计一种新的控制器,并利用Lyapunov稳定性理论对所设计的控制器进行严格的理论证明,得出系统的指数稳定性。针对1700单机架轧机进行Matlab仿真,将所提出的控制器与传统比例积分微分(Proportional integral derivative,PID)控制器的仿真结果进行对比,说明了该控制方法能够克服时延及不确定性的影响,比传统的PID控制器具有更加良好的效果,进一步验证了控制器的有效性和优越性。

摘要：考虑一类由局部状态空间Fornasini-Marchesini(FM LSS)第二模型描述的,具有时变状态滞后非线性二维(2-D)离散系统的稳定性分析和控制问题.时变状态滞后项的上、下界为正整数,非线性项满足Lipschitz条件.首先,通过引入一个含有时滞上、下界的新Lyapunov函数,给出了系统的稳定性准则;然后设计了状态反馈控制器以保证系统的稳定性,进而,状态反馈控制律可由线性矩阵不等式求得;最后通过数值算例表明了所得结果的有效性.

摘要：针对外界干扰和输出误差约束条件下的四旋翼无人机的跟踪控制问题,提出预定性能反步跟踪控制策略.首先,将四旋翼无人机动力学模型转换为带有外界干扰的严反馈形式;然后,利用反步法设计控制器,通过引入障碍Lyapunov函数保证跟踪误差的预定性能,设计干扰观测器对外界干扰进行估计,并通过滤波器估计姿态子系统中部分虚拟控制输入的导数;通过稳定性分析说明所设计的控制器可以保证跟踪误差的有界稳定性,且跟踪误差一直处于预设边界内;最后,通过仿真验证所设计控制策略的有效性.

摘要：考虑了不确定仿射非线性系统的鲁棒耗散性与保性能控制问题,不确定性范数有界,不满足匹配条件.基于HJI不等式,设计了状态反馈控制器.当扰动存在时,控制器能使系统达到耗散,当扰动为零时,所设计的控制器使系统对于给定的性能函数具有上界,最后研究了不确定线性系统的保性能与耗散性控制情形.

摘要：针对具有匹配与非匹配不确定的非线性系统,设计基于干扰观测器和多幂次趋近律的滑模控制策略.首先,通过干扰观测器估计系统的不确定,实现估计误差在有限时间内收敛;其次,基于积分型滑模面,并结合多幂次趋近律,设计了连续滑模控制律,避免了传统滑模的抖振问题.与基于单幂次和双幂次趋近律的滑模控制策略相比,所设计的基于多幂次趋近律的控制策略,提高了系统的收敛速度.最后,通过数值仿真和永磁同步电机控制仿真验证了所设计的控制策略的有效性.

摘要：针对受外界干扰的水下机器人,提出一个预定性能控制器.首先,针对水下机器人的外界干扰,设计一个干扰观测器并且估计误差在有限时间内收敛至零;然后,利用干扰观测器进行前馈补偿,基于一种指数型障碍李雅普诺夫函数设计一个非奇异快速积分终端滑模控制器,使得水下机器人的轨迹跟踪误差在有限时间内收敛至零并且满足预定的性能要求;最后,严格地证明控制系统的稳定性,并通过仿真实例验证所提方法的有效性.

摘要：针对冷带轧机液压厚控(HAGC)系统易受外界扰动且存在测量时延的问题,提出基于障碍Lyapunov函数的模糊反步控制策略。首先,将HAGC系统模型转化为严反馈系统,并将系统中的测量时延转化为输入时延。其次,设计辅助系统补偿系统中的输入时延;利用模糊逻辑系统和干扰观测器分别处理系统的非线性项和未知综合不确定项;为了保证系统的输出误差满足约束条件,引入障碍Lyapunov函数;然后,利用Lyapunov稳定性理论证明系统的半全局一致有界稳定性。最后,通过仿真试验验证所设计控制器的有效性。研究结果表明:所提出的控制策略可实现输出的稳定跟踪,且系统输出误差满足约束条件。

摘要：针对外界扰动、模型不确定性以及输出误差约束情况下的四旋翼无人机轨迹跟踪问题,提出有限时间预定性能控制策略.首先,将无人机动力学模型解耦为姿态子系统和位置子系统;其次,引入误差转换函数和性能约束函数,通过合理设计快速终端滑模面,实现转换误差有限时间收敛,从而实现原系统输出误差约束控制;进一步,通过稳定性分析可以得出所设计的控制器能够保证系统有限时间稳定,并且具有良好的暂稳态性能;最后,通过实例仿真验证所设计方法的有效性。

摘要：在遥操作系统中,为了提高操作者的交互感知能力,通常将与环境的接触力反馈回主端.然而,反馈力会导致主端机器人的诱导运动,使得主端机器人发出不准确的运动指令,甚至导致闭环系统不稳定.此外,在作业过程中,水下机械臂不可避免地受到洋流和海浪带来的外部干扰.针对带有接触力反馈的水下遥操作系统,本文设计了一种补偿主端位置漂移的辅助系统,构造了有限时间干扰观测器,并讨论了观测时间内系统状态的有界性,进一步证明了整个闭环系统是指数输入–状态稳定的.仿真结果表明,该方法能够保证变时延和外部干扰条件下水下遥操作系统跟踪性能.