摘要：针对受船舶运动状态和推力饱和约束影响的动力定位控制问题,本文提出了一种非线性模型预测控制方法。依据多面体描述理论建立了船舶动力定位多面体描述偏差模型,针对上述模型采用线性矩阵不等式设计非线性模型预测控制器中的终端要素,并证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明:设计的控制器能在满足约束条件和受环境干扰条件下快速控制船舶稳定在计划航向和计划船位,验证了控制器的有效性和本质鲁棒性。

摘要：三相电压源变换器(voltage source converter,VSC)工作过程可视为在不同开关状态(即不同子系统)下的切换,是一种典型的切换系统。基于切换系统理论,提出一种三相电网平衡条件下基于功率切换模型的三相VSC切换控制策略。相较于传统基于线性化模型的三相VSC控制方法,所提方法具有模型精确无近似,控制参数少,控制器实现简单,无需复杂的坐标旋转变换和脉冲宽度调制过程,对于电路参数不确定具有强鲁棒性等优点。相较于传统基于电流切换模型的三相VSC切换控制策略,所提方法具有模型更便于系统分析与切换规则设计且提升了系统延迟条件下系统稳定性等优点。仿真及实验比较结果证明了所提方法的有效性及优越性。

摘要：延迟微分代数系统(DDAEs)是具有时滞影响和代数约束的微分系统,为计算机辅助设计、化学反应模拟、线路分析、最优控制、实时仿真以及管理系统等科学与工程应用问题提供了有效的数学模型.中立型多延迟微分代数系统是一种结构较复杂的DDAEs,因为它不仅含有多个延迟项,而且还包含有未知函数的导数.然而,由于延迟微分代数方程的复杂性,只有极少数延迟微分方程能获得其理论解的精确解析表达式.因此,研究延时微分代数方程的数值解法显得十分重要.而在数值解的研究中,有效可靠的算法及算法的数值稳定性研究,又是必须首先面对的问题.研究了连续的龙格库塔方法对多延迟量微分代数方程的渐进稳定性,并证明了这种方法在系数矩阵都是上三角形的假设下是渐进稳定的,这种假设对有广泛应用的Hessenberg DDAEs是正确的.

摘要：针对一类四阶欠驱动系统,提出一种基于非线性干扰观测器的解耦时变快速终端滑模控制策略。将四阶系统分解为两个二阶子系统,分别用一个关于系统状态的非线性函数设计各子系统时变滑模面的指数项参数,用第2个子系统的滑模面构造中间变量,将其引入第1个子系统的滑模面中,构造出整个四阶系统的整体滑模面。采用改进的非奇异时变快速终端滑模控制律使两个子系统的状态分别在有限时间内收敛到平衡点;同时为削弱外部扰动对系统控制效果的影响,设计了一个基于双曲正切跟踪微分器的非线性干扰观测器估计外部干扰和系统的不确定性,并将估计值补偿给控制器。利用Lyapunov稳定性原理证明了系统滑模面的渐近稳定性。将该方法应用于小车倒立摆系统的稳定控制,并与现有的解耦滑模控制算法相比,验证了其有效性及优越性。

摘要：在逐日动态演化模型框架下,引入了ATIS的一致性交通预测信息,以研究其对个体出行者的路径选择行为作用以及对整体路网交通流动态演化过程的影响。按照对ATIS交通预测信息的使用与否,将路网中的所有出行者划分为两类,在此基础上,构建了一个逐日交通流演化模型,模拟路网中两类出行者的路径选择动态调整过程。对演化模型的不动点及其存在性、唯一性等理论特性进行了研究。同时,通过对模型稳定性条件的分析,证明了一致性交通预测信息增强了路网交通流演化的渐进稳定性。数值试验结果表明:出行者接收交通预测信息时受到的误差影响越小,路网交通流演化过程越容易趋于稳定。研究结果将有助于智能交通系统的优化设计。

摘要：摆系统是一个强耦合、非线性、高阶次的不稳定系统,常规控制方法如PID算法、最优控制算法等。由于摆系统的数学模型是在忽略了次要因素的基础上得出来的,当系统受到外部的干扰时,这些次要因素的影响比较突出,控制系统采用基于线性矩阵不等式的方法设计一系统性能上界最小的最优保性能控制律,以改善系统的瞬态性与鲁棒性。然后采用Matlab的工具箱设计该控制律,并对系统进行仿真。最后采用VC++6.0编写控制程序,实现对平面二级摆系统的实时控制。

摘要：摆系统是一个典型的强耦合、非线性、高阶次的不稳定系统,常规控制方法如算法、最优控制算法等。由于摆系统的数学模型是在忽略了次要因素的基础上得出来的,当系统受到外部的干扰时,这些次要因素的影响比较突出,控制系统采用基于线性矩阵不等式的方法设计一系统性能上界最小、保守性最低的最优保性能控制律,以改善系统的瞬态性与鲁棒性。然后采用的工具箱设计该控制律,并对系统进行仿真。最后采用3.1编写控制程序,实现对平面二级摆系统的实时控制。

摘要：针对一类存在执行器故障的非线性系统,将自适应控制和容错控制相结合,在执行器部分故障情况下设计出了自适应律和控制律,对双关节刚性机械手进行了控制。利用Lyapunov的分析方法证明了所设计控制器的渐进稳定性,最后在Matlab下进行了仿真实验。仿真结果表明,系统能克服扰动且在执行器部分故障下可良好地跟踪速度以及位置信号,验证了该算法的可行性和有效性。

摘要：提出了针对一类仿射非线性系统的容错控制器设计新方法,通过适当选取非线性系统Brunovsky标准型的加权矩阵,使Riccati型方程的解满足特定的条件,可以保证闭环系统在传感器失效时具有渐进稳定性。用实际算例和仿真结果验证了该方法的有效性。

摘要：为了提高单管正激变换器非线性系统的控制性能,提出将反步法应用于系统中。首先建立了具有参数严格反馈形式的二阶非线性系统数学模型。对此模型应用反步设计方法时,通过选择跟踪误差和虚拟控制量,并构造适当的李雅普诺夫函数,使电容电压和电感电流状态分量具有适当的渐进特性,实现整个系统在大扰动下的全局渐进稳定性,进而得到反馈控制律的表达式。通过相应的实验验证了方法的有效性和正确性。系统具有良好的静态性能和动态性能,验证了控制策略的正确性和可行性。