摘要：为了解决永磁同步直线电机系统的参数不确定性、建模不确定性及饱和非线性等问题,提出一种基于特征模型的自适应控制器。依据特征模型理论描述永磁同步直线电机系统,采用自适应和鲁棒控制方法设计控制器。建立永磁同步直线电机的特征模型,并给出具体建立步骤,使得控制器设计变得简单,易于工程实现。通过设计参数自适应律对系统未知特征参数进行估计,可实现对系统模型的精确补偿,同时在控制器中添加带有误差积分的鲁棒控制项,提高系统对不确定参数及未知干扰的鲁棒性。此外,由于饱和特性的存在,导致控制器产生windup问题,给系统的控制性能和稳定性造成不利影响。因此,该控制器中还带有抗饱和控制项,能够提升系统的抗饱和能力。最后,通过对比实验验证了所提控制器的有效性。

摘要：针对嵌套输入饱和系统的吸引域扩大问题,本文提出了一种基于系统输出的抗饱和补偿器激发策略,将被控系统输出信号经性能补偿器馈入到抗饱和补偿器激发环节中,形成蕴含系统实时性能信息的抗饱和激发新机制,克服了传统抗饱和激发机制无法直接反映系统性能的缺点.基于上述抗饱和控制新框架,本文建立了抗饱和补偿器及性能补偿器存在的充分条件,并依此构建了优化问题求解最优补偿器增益以实现扩大闭环系统吸引域的目的.仿真结果表明本文方法的有效性.

摘要：针对高超声速飞行器俯冲攻击段运动模型强非线性、通道间强耦合、受多种复杂约束限制和极限情况下过载易饱和等特点,设计了一种带角度和时间约束的抗饱和非解耦俯冲攻击制导律。首先,基于速度前置角相对运动模型和滑模控制理论,设计了一种带时间约束的非解耦滑模基础制导律;随后,对基于几何旋量的三维非解耦多角度约束最优制导律进行分析并分离出角度约束对应的指令项,进而将其作为偏置项引入带时间约束的滑模基础制导律中,构造了一种综合考虑终端落角、方位角和时间约束的制导律;最后,通过设计新的趋近律对制导律基准项进行改进以抑制制导指令饱和,得到了一种考虑终端角度和时间约束的抗饱和制导律,并通过数值仿真验证了所提方法的适用性和鲁棒性。

摘要：针对一类受饱和约束的切换系统,提出了一种动态抗饱和平滑切换控制器的设计方法。首先,基于模型依赖平均驻留时间的方法设计了平滑切换控制器,能够确保系统全局一致渐进稳定并具有一定的鲁棒性能。同时,通过引入链式切换律降低控制器设计的保守性。在此基础上,给出动态抗饱和补偿器的设计方法。将动态抗饱和补偿器设计问题转化为受线性矩阵不等式组约束的优化问题。以航天器在轨加注过程姿态控制系统为例,建立了该系统的链式平滑切换模型,上述模型能够更加准确地反映系统转动惯量的渐变特性。最后,数值仿真算例表明了所提出的控制器设计方法的有效性。

摘要：针对执行机构受不对称约束的多螺旋桨浮空器,采用直接法和间接法设计了抗饱和控制器,通过线性变换将不对称约束转换为对称约束,利用广义扇形条件处理饱和非线性,采用2次Lyapunov方程分析饱和受限闭环系统的L2性能,给出了基于线性矩阵不等式(LMI)的综合条件,并将抗饱和控制器设计转化为LMI的凸优化求解问题,采用现有的YALMIP工具箱进行求解,分别给出采用直接法和间接法设计的抗饱和稳定控制器的仿真结果,以验证2种控制器设计方法的有效性.

摘要：提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)和内模控制(IMC)的动态反馈抗饱和补偿器的设计方法,为此首先简要地介绍了基于统一框架的抗饱和补偿器设计方法,然后针对原框架计算量庞大的问题,利用模型精确的IMC结构中对象和控制器同时稳定就能保证系统闭环稳定的特性对框架进行改造,并进一步选取了具有(?)2范数形式的性能优化指标,通过整定控制器的方法来优化闭环系统的工作性能,给出了LMI形式的结果．最后给出了运用此方法设计补偿器的一个仿真实例．

摘要：针对制导过程中一些状态可能进入饱和进而影响系统性能的问题,结合制导系统的特点,在有限时间理论框架下提出一种抗饱和制导律设计方法。首先以矩阵不等式的形式给出了保证有限时间有界且有限时间输入输出稳定的充分条件;而后在此基础上研究了基于有限时间理论的抗饱和制导律设计方法。此方法利用事先给定的有限时间区间和加权矩阵函数刻画系统的动态品质需求,同时能在理论上严格保证系统状态有界,仿真结果也表明在此方法设计的控制器作用下,系统能在有限时间内使视线角速率趋近于零,同时加速度亦不超过物理限制。

摘要：针对一类受外界扰动以及执行器饱和影响的不确定非线性系统,提出一种基于扩张状态观测器的动态抗饱和补偿器设计方法.首先通过将系统的不确定项以及外部扰动作为扩张状态,设计线性扩张状态观测器(ESO)对系统的总扰动进行估计;然后,在控制器中引入对扩张状态的估计值,对系统的总扰动进行补偿,设计了动态抗饱和补偿器,将控制器、观测器以及动态抗饱和补偿器的参数求解问题转化为基于LMI不等式组约束的优化问题,确保系统具有尽可能大的收敛域;最后通过数值仿真验证所提出设计方法的有效性.

摘要：针对一类分布时滞神经网络系统提出一种代数抗饱和补偿设计。在不考虑系统输入饱和的前提下,通过系统参数、M矩阵理论、迪尼导数设计出了一种代数判据。在此基础上,当发生输入饱和时,运用舒尔补引理将二次型矩阵不等式(quadratic matrix inequality,QMI)转化成线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)。同时给出优化吸引域估计的方法。仿真结果验证了方案的可行性和有效性。

摘要：针对挠性航天器中输入受限和模态振动问题,分别设计了抗饱和补偿器以及输入成型器。设计基于线性矩阵不等式(line matrix inequality,LMI)抗饱和补偿器,保证了挠性航天器受限控制系统的稳定。同时,为了降低挠性结构和受限问题带来的模态振动,设计了输入成型器,并将成型器改进优化增强模态抑制效果。与传统的抗饱和控制相比,补偿器不增加系统状态阶数,控制器不需要模型的状态信息。并且通过增加输入成型器,增强模态振动抑制效果,优化了系统输出曲线。理论分析和仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。