摘要：针对绳系太阳能发电卫星大角度回转机动时太阳能板的振动抑制问题,提出了主姿态控制和边界最优主动振动控制相结合的复合控制方法。基于Lyapunov方法设计的主姿态控制器不但能够使卫星完成姿态机动,而且能够以太阳能板根部的弯曲力矩作为反馈信息,通过改变太阳能板根部的控制力矩来保证挠性结构振动的衰减性。考虑到绳的单侧饱和非线性特性,用非二次型性能指标代替传统的二次型性能指标设计的边界最优控制器能够进一步抑制挠性结构的振动。设计的同时证明了系统的稳定性及控制器的最优性。将该复合控制方法用于绳系卫星大角度单轴回转机动的仿真研究,仿真结果验证了该控制策略的有效性。

摘要：研究了针对执行器非光滑反向间隙-饱和约束特性的深海柔性立管系统振动控制和全局稳定问题.为了实现控制效果和品质,引入辅助系统和函数设计边界控制策略,以抑制立管系统振动并消除混合的反向间隙-饱和输入非线性影响.采用严格的分析且无需求助于模型降阶,所研发的控制器确保闭环系统在Lyapunov意义下的一致有界稳定性.通过选取恰当的设计参数,仿真结果验证了所设计控制器的控制性能.能.

摘要：针对一类由半线性抛物型偏微分方程描述的分布参数系统,考虑系统边界为Robin或混合边界条件的情况,提出基于边界控制的控制策略,并研究其镇定问题.首先,根据无穷维抽象发展方程理论和Lumer-Phillips理论证明闭环系统的适定性;其次,通过传感器对系统状态进行测量,并将数据传递给控制器,根据测量方式的不同,分为平均域测量和边界值测量;再次,基于Lyapunov稳定性理论,采用Lyapunov直接法,并借助于线性矩阵不等式(LMI)方法,设计满足系统稳定条件的有效控制器;然后通过在系统边界处分别施加基于平均域测量和边界值测量的输出反馈控制作用,使原本不稳定的开环分布参数系统状态在较短的时间内到达稳定状态;最后,通过仿真实验验证了所设计控制器的有效性.

摘要：为了更准确地描述海洋输油立管结构的动力学特性,文中基于Hamilton原理建立了耦合时变内流和海流的动力学的立管模型,该模型由一组偏微分方程(PDEs)和一组常微分方程构成,具有无限维特点.随后基于该原始无穷维PDEs模型,结合边界控制技术和Lyapunov方法,分别设计了纵向和横向二维边界控制器用以抑制立管振动.之后利用Lyapunov方法对立管系统的稳定性和一致有界性进行了证明,并通过仿真实验验证了文中控制算法的有效性.

摘要：针对受外部干扰和具有结构参数不确定性的柔性卫星系统,为了抑制其振动和避免控制溢出问题,采用Hamilton变分原理和Euler-Bernoulli梁理论建立了结构无穷维偏微分方程模型,随后基于该无穷维模型设计了带有干扰自适应律的自适应边界控制对柔性卫星振动进行主动控制,并证明了闭环柔性卫星控制系统解的存在性、唯一性和收敛性.最后,仿真结果验证了所设计的自适应边界控制算法的有效性.

摘要：针对耦合内流动力学的海洋柔性立管系统,为了提高其振动控制品质,结合Lyapunov直接法和高增益观测器理论设计了输出反馈边界控制和干扰观测器,用以抑制结构振动偏移量和减弱外部环境干扰载荷的影响.其后,证明了闭环系统解的存在性、唯一性和收敛性及闭环状态的一致有界性.此外,本文的控制设计和稳定性分析是基于立管的原始无穷维动力学进行的,因此关于模型截断法产生的控制溢出问题将不会产生.最后仿真结果验证了本文所提出的输出反馈边界控制器能有效抑制柔性立管的振动.

摘要：约束问题普遍存在于物理系统中,如何解决分布参数系统的约束问题还没有有效的方法.本文以一类非齐次的热传导方程作为研究对象,设计了一种新型的边界控制方法来稳定系统状态并解决热传导方程的约束问题.为此首先简要地介绍了由偏微分方程和常微分方程共同描述的热传导方程.然后,在未知的分布式外界扰动的影响下,设计一种新型的基于障碍-积分型李雅普诺夫函数的边界控制方法.此方法是基于原始的分布参数系统模型,没有任何的模型简化,因此有效地避免了溢出不稳定问题.本文采用李雅普诺夫方法证明系统稳定性并保证系统的边界输出约束在一定的范围内.最后采用有限差分法进行仿真验证,仿真结果进一步证明了所提出的边界控制方法的有效性.

摘要：海洋输油柔性立管的振动是引起立管疲劳破坏的主要原因,对其研究边界控制是消除振动疲劳、减少断裂的有效方法.本文引入内流动力学,完善了立管原始无穷维分布参数模型,更好地表达了柔性立管的动力学响应.为抑制柔性立管在内外流激励下的振动奠下基础,本文用Lyapunov直接法对柔性立管系统的稳定性和状态一致有界性进行了证明,设计了边界控制器调节柔性立管的振动,其中控制器使用了符号函数来消除不确定性环境扰动对振动控制效果的影响,提高了系统的鲁棒性.仿真实验表明本文所设计的控制算法有效地减少了柔性立管的振动偏移量.

摘要：针对具有系统结构参数不确定的海洋柔性立管不确定性系统,为了提高其振动控制效果和品质,通过对立管结构参数进行估计,采用自适应控制技术和Lyapunov综合法,设计了自适应边界控制算法对耦合内流动力学的立管振动进行控制.所设计的自适应控制器能补偿系统参数不确定性,以及避免了控制溢出,并能保证系统的稳定性和一致有界性.仿真结果进一步验证了该控制算法对抑制立管振动的有效性.

摘要：研究一类存在扰动的一维人群疏散系统的边界控制问题.以走廊中的人群动态为例,基于数量守恒定律建立人群动态模型;由非线性偏微分方程描述系统模型,并直接在分布参数的范畴内,设计Robin、 Neumann、Dirichlet三种边界控制律,用于控制行人在疏散过程中的移动方式,避免拥堵的产生;利用李雅普诺夫方法对边界控制律作用下的人群疏散系统稳定性给出详细证明,并通过一个仿真实例验证边界控制律的有效性.研究成果可以应用到生活中单入口单出口场所的人群动态管理.