摘要：针对气动波纹管二维伺服系统的超高精度控制问题,提出了一种基于逐阶反馈的递归滑模控制方法。通过对三阶系统的各阶输出分别进行二次估计,设计新型逐阶状态观测器,降低了常规观测器对系统三阶状态的观测误差。通过设计逐阶滑动模态,设计递归滑模面,减少了常规动态滑模控制信号抖振问题。通过递归滑模控制器与逐阶状态观测器的结合,在提高伺服系统精度的同时改善了控制系统的动态品质。用李雅普诺夫函数理论证明了气动波纹管伺服系统所有状态全局一致最终有界。数值仿真结果表明,气动伺服系统跟踪轨迹无超调、响应速度快、精度高,实现了运动行程20mm,稳态误差小于100nm的大行程精密控制。

摘要：针对一类含有未知死区输入的不确定纯反馈非线性系统,为实现精准控制,提出一种新的基于扩张状态观测器的动态面控制算法.用扩张状态观测器代替函数逼近器在线估计高阶系统动态面控制中每一步的不确定函数.结果表明,估计误差显著降低,闭环控制性能得到实质性改善.此外,设计跟踪微分器来消除传统反推方案中计算复杂的问题.通过李雅普诺夫方法分析了具有自适应鲁棒控制器的闭环系统的稳定性.最后,对所提出的自适应鲁棒控制方案进行仿真,取得了满意的结果.

摘要：近年来,图像加密技术备受关注.随着人们对通信隐私及网络安全重视程度的提高,对信息加密技术的要求更加严格,图像作为信息的载体之一,因携带信息的有效性和生动性而受到重视.本文提出一种基于DNA编码与交替量子随机行走的彩色图像加密算法.量子随机行走作为出色的密码学工具参与算法流程中各个部分,DNA编码作为核心加密方式完成算法.本文详细描述加密、解密流程,并对所提出算法进行仿真实验验证与结果分析.仿真阶段设计模拟密钥参数,编码进行彩色图像加密、解密实验,并进行了相关分析.实验结果表明,本文提出的彩色图像加密算法能够进行安全有效的彩色图像加密,且相关分析表示其加密后图像直方图平稳、像素相关性系数趋近于0、密钥空间2^(128),三通道信息熵达到7.997以上,能够抵御统计攻击、穷举攻击等攻击手段.此外,DNA编码除新颖的编码及运算方式之外还有其独特的生物学特性,为密码学的研究提供了新的思路与方向.

摘要：针对机械臂系统在实际应用中存在的建模误差及未知扰动问题,设计了一种基于扰动观测器的改进型非奇异快速终端滑模控制策略.通过扰动观测器准确估计系统存在的总扰动,并设计恰当的非线性增益函数使扰动观测误差指数收敛,实现了对控制器的前馈补偿.考虑到终端滑模存在的奇异性问题,结合扰动观测器设计了非奇异快速终端滑模控制器,在保证跟踪误差有限时间收敛的同时抑制了滑模控制固有的抖振现象.同时在控制器设计过程中,用fal函数代替sig函数有利于削弱滑模控制抖振,提高系统稳定性及跟踪精度.最后,利用MATLAB软件进行实验仿真,验证了所设计控制器的有效性.

摘要：针对一类连续搅拌反应釜(CSTR),提出了基于扩张状态观测器和反步法的自适应控制方法,并结合连续动作强化学习器(CARLA)进行控制器参数整定.将CSTR视为包含不确定函数的非严格反馈非线性系统,利用扩张状态观测器对系统中的状态变量实时估计,并对不确定函数在线逼近,将系统补偿为线性二阶积分串联系统,为其设计反步法控制器.通过李雅普诺夫稳定性定理对系统稳定性进行分析,证明了闭环系统中所有信号均有界.最后,针对大量控制器参数难以人工整定的问题,设计CARLA算法快速搜索控制器参数最优值,提升了控制品质.仿真实验进一步验证了该方法的有效性.

摘要：针对一类非严格反馈非线性系统,系统中包含不确定函数和未知外部扰动,提出一种带不匹配扰动补偿的输出反馈模糊控制器.采用模糊逻辑系统逼近未知的非线性函数,同时构造模糊状态观测器观测系统未知状态.考虑观测器和控制器会受到外部扰动和模糊逼近误差构成的不匹配总扰动信号影响,采用改进的扰动观测器对不匹配扰动进行估计和补偿,使扰动观测误差能够在有限时间内平缓地收敛到任意小的范围,消除不匹配扰动信号对模糊观测器设计的影响.同时在控制器设计中进行扰动的精确补偿,提高系统的抗扰动性.通过Lyapunov函数证明了闭环系统所有信号都是有界的.最后,通过数值仿真进一步验证了所提出方法的有效性.

摘要：针对包含不确定函数和未知外部扰动的一类严格反馈型非线性系统,提出基于精确扰动观测器的变比例增益自适应模糊控制器.系统中的未知不确定函数由模糊逻辑系统在线逼近,同时将模糊逻辑系统的逼近误差和未知外部扰动定义为总扰动,利用精确扰动观测器进行精确微分补偿控制.将非线性函数应用于设计可调节的输出反馈增益,有效消除系统的稳态误差,使得系统跟踪误差可以控制在零的任意小邻域内.最后,通过Lyapunov定理证明闭环系统中所有信号均是有界的.数值仿真表明了所提出方案的有效性.

摘要：针对由于分组冲突和信号噪声造成测距数据包损坏,导致节点间距离测量缺失从而定位性能下降的问题,提出了一种能够容忍测距包损坏的定位算法。首先,设计了一种高效的节点间距离测量值收集机制,并构造具有部分观测值的平方距离矩阵;然后,利用平方距离矩阵固有的低秩结构,将矩阵的恢复补全转化为一个正则化的低秩矩阵分解问题,并设计了一种改进的Newton-Raphson方法进行优化求解;最后,基于恢复矩阵内的距离测量值,应用多维标度技术对所有节点进行定位。仿真结果表明,该算法在定位精度、定位覆盖率和稳定性等方面均优于其他对比算法。

摘要：针对带有延时、大惯性换热器温度控制问题,设计基于扩张状态观测器(ESO)动态面控制器。换热器温度控制是非线性的、时变的和不确定的动态过程,采用扩张状态观测器不仅可以获取系统不可测状态还能实时估计系统动态;采用动态面控制律,实现对温度的精确快速跟踪。利用Lyapunov函数证明控制系统的稳定性。通过对经典PID控制方法、动态矩阵控制方法和基于扩张状态观测器的动态面控制方法进行比较,仿真结果表明基于扩张状态观测器的动态面控制方法具有更优越的控制效果和鲁棒性能,且在被控系统设定值和扰动发生变化时具有更好的动态响应性能。

摘要：针对基于传统单级可升压准Z源逆变器研究,提出一种具有特殊阻抗网络结构的TΓ混合型单级可升压准Z源逆变器(TΓ-qZSI),其阻抗网络是由T型、Γ型阻抗网络组合演化而来。所设计的电路可在较小的直通占空比、更大的调制因子下实现高电压增益。此外,耦合电感的匝比设计灵活,输入电流分布良好。分析TΓ-qZSI的工作模式,推导电路内部各能量转换关系及电压增益。最后在实验室搭建1000 W实验样机进行相关测试,验证了所提变换器的有效性和实用性以及理论分析的正确性。