摘要：现有的状态空间反步法存在着设计上的问题,如对非线性函数求导的项数过多,且鲁棒性较差。结合一类欠驱动系统的控制设计,提出一种频域反步设计方法。该方法不同于标准的反步法,不是在每一步加一个积分器,而是每一步设计一个输出反馈回路。这样系统将更为紧凑,也更便于实现。每一步的回路都采用H∞设计。为了解决线性化设计可能带来的非线性尖峰现象,控制回路中增加饱和设计。以无动态联系的欠驱动系统为例来进行讨论。因为这类系统是欠驱动系统设计的难点,其相对阶不能定义,且其未建模非线性不能用有界算子来描述,而且还起一种正反馈的作用。

摘要：针对脆弱性有不同的理解,提出了一种新的关于脆弱性的概念。脆弱性是指一个优化设计的控制系统却失去了稳定裕度。文中对此进行了分析和说明,指出这脆弱性问题并不是因为控制器的脆弱性造成的,其根本的原因是在最优控制本身,是最优设计的手段或所用的判据造成的。因为H∞优化设计中并没有用到稳定裕度的概念。在多入多出系统的设计中由于用的是奇异值而不是各个物理变量,所以就有可能忽略了单个回路的鲁棒稳定性问题。这个新的脆弱性概念也不同于一般控制器参数摄动下的鲁棒性问题,将有助于理解一个设计良好的系统在实际调试中可能出现的稳定性问题,所以对理论和实践都有重要意义。文中附有设计分析的例子,其中的一个例子取自作者在实验中所遇到的问题。

摘要：为了克服控制系统中摩擦等随机扰动的影响,研究了扰动信号模型,给出其随机游走的状态空间模型,设计了有限拍扰动观测器和状态反馈加积分控制两种扰动补偿方案对扰动进行了补偿。通过对这两种方案的对比,证明了二者的等价性。仿真结果表明了这两种方案均能够实现一拍补偿。如果使二者的特征方程也相等,则这两个等价系统的扰动响应也完全相同,但从实际控制系统考虑,由于控制输入信号受限,用扰动观测器进行扰动补偿的效果更佳。以球-杆控制系统为例,给出了以上两种方案的设计过程,并进行了实验验证。