摘要：针对一类非匹配受扰非线性系统在输出受限条件下的跟踪控制问题,本文在预设性能控制过程中引入非递归设计框架,提出了一种降维非递归预设性能控制方案,以缓解常用的递归预设性能控制过程中出现的复杂性爆炸问题,大幅简化了系统的控制器设计过程,便于实际工程应用.本文设计的降维非递归控制策略能够实现控制器设计过程与稳定性分析的分离,并且具有控制器形式简洁、控制参数选取机制简单的优点.最后,选取具有代表性的数值仿真和永磁同步电机位置跟踪控制实验阐释了所提出的控制策略的有效性及简洁性.

摘要：对于一类由直流电机驱动的机械臂,考虑了在干扰和输出受限下的轨迹跟踪控制问题。在干扰有界的条件下,设计了一个干扰观测器来估计干扰。为了防止违反约束条件,基于机械臂系统的结构特性,引入了一个障碍Lyapunov函数,然后设计了一个矢量形式的可调轨迹跟踪控制器,使跟踪误差可充分小,同时输出不能违反其约束界限。最后通过对一个拟人机械臂的仿真结果,验证了所提方案的有效性。

摘要：针对船舶输出受限、执行器故障不确定性和受到未知海洋扰动的船舶航向控制问题,提出一种基于切换策略的自适应容错控制方案。利用对数障碍李雅普诺夫约束航向误差并将状态输出约束在有限范围内。结合预设性能理论和反步法,针对具有不确定参数和执行器故障的船舶控制系统,将健康执行器作为备用。通过设计一套监控函数来监督航向误差的动态范围,实现了在执行器故障且故障模式未知的情况下,船舶航向控制器从故障执行器切换到健康执行器,同时满足跟踪误差的收敛性及控制系统稳定性。仿真验证了所提出算法的有效性。

摘要：针对具有量化输入饱和及输出受限的非线性非仿射系统,提出固定时间自适应神经网络跟踪控制方法.引入中值定理解决系统具有非仿射结构的问题;基于反步法,使用Barrier Lyapunov函数约束系统输出,并利用RBF神经网络逼近未知函数;根据固定时间控制理论设计输入信号,该输入信号由滞后量化器量化,以降低控制信号的通信速率,并保证该系统在满足量化输入饱和及输出受限的条件下,系统可以在固定时间内跟踪上期望信号,且该系统收敛时间与初始状态无关.最后通过Matlab仿真软件验证所设计控制器的有效性.

摘要：针对高速列车运行时存在车轮打滑的问题,提出一种将输出受限与模型参考自适应控制(model reference adaptive control, MRAC)相结合的防滑控制策略。该策略在障碍李雅普诺夫函数(barrier Lyapunov function, BLF)和MRAC算法作用下,可较好地实现防滑控制。首先,根据列车黏着原理建立动力学模型,再将黏着防滑问题转化为包含输出受限的蠕滑速度跟踪控制问题;其次,凭借BLF的约束能力以及MRAC特性,设计自适应防滑控制器;最后,证明该控制系统的稳定性。仿真实验表明,所设计的控制策略实现了对蠕滑速度曲线的渐近跟踪控制和列车防滑控制,且收敛速度快、跟踪误差小、防滑效果好,验证了该防滑控制策略的有效性。

摘要：针对输入输出受限,模型部分不确定和受到未知海洋干扰的全驱动船舶的轨迹跟踪问题,提出一种基于时变非对称障碍李雅普诺夫函数的最小参数自适应递归滑模控制策略.该策略首先设计障碍李雅普诺夫函数约束船舶轨迹在有限区域内,利用最小参数法神经网络逼近模型不确定项,降低系统的计算复杂度,然后采用指令滤波器对输入信号进行幅值约束,同时避免对因反步法导致的微分爆炸问题,综合考虑船舶位置以及速度误差间的关系设计递归滑模控制律,提高系统的鲁棒性,采用双曲正切函数和Nussbaum函数补偿由输入饱和引起的非线性项,提高系统稳定性.最后通过Lyapunov理论分析证明了全驱动船舶闭环系统中所有信号是一致最终有界的.仿真结果表明,本文所设计的船舶轨迹跟踪控制方案能有效处理船舶模型不确定部分以及未知外界干扰的问题,能够实现船舶在输入受限的情况下在有限区域内航行并准确的跟踪期望轨迹,具有较强的鲁棒性.

摘要：针对具有输入饱和和输出受限的纯反馈非线性系统,设计了神经网络自适应控制器。首先利用隐函数定理和中值定理将非仿射形式的纯反馈非线性系统转换成有显式输入的非线性系统,基于李雅普诺夫第二方法以及反推法并采用障碍型李雅普诺夫函数进行控制器的设计,最后通过稳定性分析证明了闭环控制系统是半全局一致最终有界的,利用仿真例子验证了控制方案的有效性。

摘要：以单链路机器人的机械臂系统为研究对象,基于反演控制策略和有限时间Lyapunov稳定性理论,研究其固定时间跟踪控制问题。考虑实际生产中的物理因素、安全问题等,需要对机械臂的转动角度进行约束。固定时间控制加快系统的收敛速度,且收敛时间与系统初始状态无关。所提控制策略的主要控制目标是保持系统输出变量在固定时间跟踪期望信号,且系统的跟踪误差收敛于原点的一个任意小的邻域内。最后,利用MATLAB仿真软件验证了所提设计方案的有效性。

摘要：针对磁浮列车气隙速度不可测和气隙输出受限的悬浮系统控制问题,考虑存在外界干扰未知的情况,提出一种基于扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)的输出受限磁浮列车悬浮系统反演控制方法。首先,设计一种可保证观测误差快速收敛和足够高估计精度的扩张状态观测器。随后,利用反演法设计控制器,将ESO的估测值引入同时保证输出气隙约束在一定范围内。最后,基于对称BarrierLyapunov函数证明了该方法的稳定性。数值仿真表明,该方法可以有效应对气隙速度不可测和广义干扰,同时能够保证悬浮系统输出气隙在安全范围内。

摘要：本文研究一类不确定非线性系统的约束鲁棒输出调节问题.在具有未知控制输入方向的情况下,要求被控非线性系统的受控输出在趋近于零的同时,被限制在给定的范围内.文章结合障碍Lyapunov函数和Nussbaum增益技术,进行反馈控制器的设计.通过MATLAB仿真验证了控制算法的合理性.同时,与基于二次型Lyapunov函数设计的仿真结果进行对比,表明了控制算法的有效性.