一、时滞LPV系统基于观测器的L_2-L_2控制（论文文献综述）
李军毅[1]（2021）在《网络化非线性系统的分布式状态估计与同步控制研究》文中研究表明进入21世纪以来,流程工业、离散制造等典型场景的控制任务变得愈发复杂,简单独立的控制系统已不能满足控制需求,因此,融合了网络通信技术、电子信息技术的网络化非线性系统迎来了蓬勃发展。网络化非线性系统高效运行的核心科学目标是构建系统状态高精度快速估计方法,并实现网络节点的高效协同。为了实现上述核心科学目标,基于传感器网络的分布式状态估计和互联耦合系统的同步受到了广泛的关注,且存在很多值得深入讨论的开放问题。本论文旨在探讨具有非线性、时滞、跳变耦合等复杂特性的网络化系统在诸如带宽受限、网络攻击等影响下的分布式状态估计和同步控制问题。为了处理以上问题,本论文提出了周期调度传输策略、比特率约束模型、网络与控制协同设计算法等新思路和新方法,其主要内容如下:1.针对具有时变时滞的周期非线性系统,考虑传感器带宽有限、节点能量不足的实际情况,研究了基于调度传感器网络的时滞周期非线性系统的分布式状态估计问题。通过分析数据交换方式与节点能量调度的关系,提出了一种节点循环发送信息的周期调度策略。通过构造时滞依赖的周期Lyapunov函数,得到了可以保证系统稳定和平均意义下H∞性能的充分条件,有效地降低了系统的保守性。2.针对数字通信网络框架下的离散时间非线性系统,考虑网络带宽的内在约束,研究了比特率受限下离散时间非线性系统的分布式状态估计问题。引入一个比特率约束条件来反映网络带宽的限制,基于该条件提出了一种保证编解码过程唯一性的改进编-解码协议。得到了保证分布式状态估计误差系统最终有界的充分条件,并提出了三个最优问题计算满足不同的估计性能需求的估计器增益。3.针对离散时变的马尔可夫神经网络,考虑了通信通道中随机发生DoS攻击和控制器上随机发生欺骗攻击的混合攻击情形,研究了混合攻击下时变马尔可夫跳变神经网络的有限域l2-l∞同步控制问题。用两个随机变量描述了混合型攻击的随机发生过程,设计了基于观测器的同步控制器,克服了主神经网络的状态难以获取的困难。给出了有限时域l2-l∞性能指标,并给出了相应观测器和同步器增益。4.针对具有跳变耦合的耦合神经网络,考虑了由于网络不稳定等原因造成的控制器仅可观测到部分模态信息的实际限制,研究了部分模态可观测的马尔可夫耦合神经网络的有限时间同步控制问题。通过应用一种更一般的隐马尔可夫观测模型,描述了同步控制器只能获取部分马尔可夫状态的实际案例。通过构造一个与模态相关的Lyapunov函数得到了有限时间同步有界条件,有效地降低了系统的保守性。通过解决一个优化问题,得到了能够抵抗参数扰动的非脆弱同步控制器的最优增益。5.针对数字通信网络框架下的复杂动态网络,考虑网络带宽受限对同步性能的量化影响,研究了比特率受限下复杂动态网络的集群同步控制问题。通过引入比特率约束模型,描述了复杂动态网络的网络带宽受约束的程度。提出了一个与比特率相关的充分条件来保证集群同步误差动态的最终有界性。提出了两个优化问题,得到了满足不同同步性能指标的控制器增益。首次考虑了以控制器增益和比特率分配协议为设计参数的协同设计问题。
姚翔宇[2]（2021）在《多机器人系统分析及分布式协同控制研究》文中提出作为助力国家经济发展的新引擎,机器人技术的相关研究体现着高端制造产业和先进控制理论的创新发展。大力开展机器人系统研究,对于完善现代工业体系且保障制造业领先地位意义重大。然而单一个体机器人系统由于受到传感器、处理器、执行器以及环境限制通常存在感知、通信、计算和执行能力有限等问题,因此只能用于完成基础任务,对于较复杂任务往往无能为力。基于生物群集行为启发以及传感测量和无线通信技术的快速发展,多机器人系统具备的高效率、低成本和强灵活特点使其在时效性、经济性和功能性等方面均展现出巨大优势;尤其在疫情常态化的当下,群集机器人系统在工业生产和服务社会等方面的作用更加凸显。本文基于分布式控制算法研究了欧拉-拉格朗日多机器人系统的协同控制,按照关节空间控制和任务空间控制两类控制问题由易到难、由浅入深依次展开论文研究,具体研究内容如下:针对具有两层领导者的欧拉-拉格朗日多机器人系统在不确定参数、输入扰动和有向交互拓扑影响下的关节空间编队-包含控制问题,建立了一种对系统进行逐步分析的新型编队-包含控制框架;针对该两层领导者系统提出了一种各子算法基于分布式滑模估计器的分层控制-估计算法;通过引入有限时间理论和输入-状态稳定推导出该算法收敛的充分判据。此外,该研究为解决不同模型精度控制问题提供了一种合适控制方法,也为处理多机器人系统的多任务控制提供了一种问题分析及解决的新思路。基于统一框架研究了网络化欧拉-拉格朗日多机器人系统存在参数不确定、时变扰动和有限控制资源情况的关节空间单同步和多同步控制问题,并在不依赖相对速度信息情况下提出了几种新型事件触发控制算法。所提算法能够显着降低不必要控制器更新、信号传输和计算成本,同时可实现良好控制性能。此外,基于李雅普诺夫稳定性方法建立了同步误差渐近收敛的严格充分判据,并求得执行间隔正下界以排除Zeno行为。最后,通过提出触发率这一性能指标,并与其他控制算法对比,证明了所提算法在无明显收敛性能差别情况下可减少通信、计算和执行能量消耗。讨论了网络化欠驱动欧拉-拉格朗日多机器人系统的关节空间一致性控制问题,基于固定和切换通信网络设计了若干新颖事件触发控制算法,所设计算法可同时保证主动执行机构状态收敛、被动执行机构速度有界、以及Zeno行为排除。在固定网络中,给出了依赖和不依赖邻居速度情况下由分布式事件触发机制实现系统稳定的充分判据,实现了通信负载和系统性能较好平衡。此外,通过假设切换网络中联合子网络含有向生成树建立了系统稳定充分判据,并构造了一种分布式取样规则以决定何时更新自身和邻居估计位置,从而进一步降低了不必要控制消耗。最后,将主要结果进一步推广实现其他三种取样控制算法并进行了性能比较,从一定程度上证明了分布式/事件触发控制分别相对于集中式/时间触发控制效率更高,且分布式取样事件触发控制算法控制消耗最少。研究了具有不确定运动学和动力学的欧拉-拉格朗日多机器人系统任务空间跟踪问题,针对含有非冗余和冗余个体以及输入扰动的上述控制问题,提出了具有运动学和动力学环路分离特性的两类控制方案,设计了包括控制律、运动学和动力学参数自适应律的控制算法。此外,利用无源性方法证明了输入信号为作用于末端执行器上外力时系统无源,并基于有向交互约束（即只有部分从机器人可接收主机器人信息）实现跟踪误差渐近收敛。最终,通过执行数值算例并与现有结果对比,证明所提算法可获得更好跟踪性能（即更小的位置和速度跟踪误差）。针对欧拉-拉格朗日多异构机器人系统在通信时滞、运动学和动力学不确定参数作用下的任务空间同步问题,为放松交互拓扑结构约束条件,基于包含有向生成树的有向图设计了两类自适应滑模控制器。进而,利用李雅普诺夫方法和输入-输出理论获取系统渐近稳定的充分判据,最终实现了系统位置和速度同步误差渐近收敛到原点。基于单时变和多时变领导者研究了具有外部扰动以及不确定运动学和动力学的非线性欧拉-拉格朗日多异构机器人系统任务空间编队跟踪问题,并基于有向通信拓扑提出了几种新颖的不依赖系统全局信息的全分布控制算法。所提控制算法可将控制过程分为两部分,即分别基于单领导和多领导主机器人的从机器人任务空间编队跟踪问题;通过引入Barbalat引理和输入-状态稳定性理论建立了任务空间编队跟踪误差渐近收敛的充分判据。此外,将所得理论结果成功推广并用于实现类似非线性系统的任务空间编队-包含和一致性控制目标。
何伟[3]（2020）在《切换系统的平均驻留时间控制器设计》文中研究指明随着控制对象越来越复杂,对控制性能指标要求也越来越高,同时系统运行机制受到多方面因素的制约,许多实际控制问题须通过切换系统理论才能得到更好的解决,切换系统分析与综合研究成为了学术界和工程研究领域的热点问题。切换系统的动力学行为不仅取决于各个切换子系统,还与切换规则密切相关。平均驻留时间（Average Dwell Time,ADT）切换规则是切换系统分析与综合的一种有效工具。尽管经过数十年的研究,切换系统的理论与应用研究已取得了丰硕的成果,然而,切换系统控制系统设计还有许多需要进一步探讨的问题。首先,在基于多Lyapunov函数的切换系统控制器设计中,约束两个相邻Lyapunov函数跳变的边界条件的数值计算复杂,往往只能得到一个充分条件的保守解;其次,关于切换系统的加权L2增益性能切换控制器参数化研究还不尽人意;最后,切换系统的降阶控制器设计也是一个关键科学问题。针对上述三个方面问题,本文着重研究了基于平均驻留时间切换规则的切换控制器设计。具体研究内容主要包括以下几个方面:（1）针对离散时间切换系统的加权L2增益性能实现,研究了基于ADT的全阶输出反馈切换控制器设计方法。切换系统在每个切换瞬间执行复位规则,基于变量消元法和变量替换法的线性化求解方法,给出了离散时间切换系统加权L2增益性能的充分条件;进而设计了一个离散时间切换动态输出反馈控制方法。（2）针对连续切换线性变参数（Linear Parameter Varying,LPV）系统的加权L2增益性能实现,研究了基于ADT的切换控制器设计方法。由于控制器设计中约束两个相邻Lyapunov函数跳变的边界条件往往是非凸的,本文引入一种执行复位规则的监测器,设计了一个连续时间切换的动态输出反馈控制方法,得到加权L2增益性能综合的充分条件,将边界条件通过矩阵的初等变换和Schur补引理变换成线性矩阵不等式（Linear Matrix Inequalities,LMIs）形式,使得切换系统满足某一加权L2增益性能。（3）研究了连续时间切换LPV系统的加权L2增益性能降阶控制器实现。一般切换控制器的阶次和系统对象的阶次是一致的,全阶的控制器实现成本高。本文在每个切换瞬间执行复位规则,提出一种降阶的输出反馈控制方法,并和传统的非复位规则降阶输出反馈控制器进行了比较,验证了所提出方法的有效性。（4）研究了连续时间切换系统的加权L2增益性能切换控制器参数化设计方法。引入ADT切换规则和多李雅普诺夫函数,设计了一组动态切换输出反馈控制器,提出了Riccati不等式和LMIs两种形式的求解方法,保证了闭环切换系统满足加权L2增益性能,给出了切换系统的控制器参数化形式。
白卫齐[4]（2020）在《基于动态通信拓扑的高速列车协同控制方法研究》文中指出作为一种安全可靠、快捷舒适、低碳环保和运载能力大的运输方式,世界范围内高速铁路近年来蓬勃发展,已经成为综合交通运输体系的关键组成部分,攸关国计民生。目前,高速列车运行主要基于准移动闭塞模式采用人工驾驶、分散调整方式,在现有短间隔、高密度、动态耦合运行条件下,难以在保障运行安全的同时,减小突发事件对路网列车正常运行的影响,进一步提升高速铁路运营效率。高速列车协同控制作为一种能够增强高铁系统对突发事件的应对能力、提升运营效率的有效手段,已成为近年来国内外研究的热点。本文在对列车控制系统复合故障快速诊断保障列车动态特性稳定的基础上,针对列车通信网络信息传输的时滞、离散采样和时变切换拓扑等特性,结合列车运行协同调整中的运行状态约束,围绕高速列车协同控制问题展开研究,主要工作如下:1.考虑多源干扰对列车运行状态的影响,提出高速列车动态系统复合故障诊断方法。针对列车运行过程阵风干扰、难以建模外部干扰和内部因素对复合故障诊断结果的影响,采用未知输入解偶原理和特定频域H∞优化指标,构建一种复合故障检测滤波器。基于控制系统特征子空间配置方法和线性矩阵不等式优化方法,提出参数矩阵选取方法和存在条件,保障复合故障检测滤波器对多源干扰信号抑制的同时,避免截断故障信号对相应残差信号的影响,实现列车控制系统复合故障的快速检测与隔离。2.考虑通信网络信息传输时滞约束,建立高速列车分布式时变低增益协同控制器。深入分析信息传输时滞对列车协同运行过程的影响,构建列车三阶非线性时滞控制模型,基于反步递归设计方法,提出时变低增益反馈控制结构,建立多列车分布式协同控制器;进一步,利用控制参数的时变、收敛特性,使控制器满足协同调整过程快速性要求的同时,保障信息交互时滞约束下列车对参考运行曲线的精确追踪。3.考虑列车执行器更新频率的限制,提出高速列车事件触发协同控制方法。通过分析列车牵引力/制动力更新原理,将基于离散采样状态信息的列车追踪控制问题转化为时变有界输入时滞下的控制系统镇定问题,提出适用于分散动力结构列车的低增益事件触发控制策略。进一步,将提出的低增益事件触发控制策略拓展至多列车协同控制过程,构建分布式低增益事件触发控制器,在保障列车运行控制性能的同时,有效减少控制器更新次数、降低列车之间通信频率。4.考虑通信网络拓扑结构时变切换特性,提出基于状态依赖权重的列车分布式协同控制策略。针对高速列车运行过程状态约束下的协同控制问题,分析状态约束对列车运行状态协同调整过程的影响,构建高速列车类多智能体动力学模型,考虑邻接车厢之间车钩安全拉伸/压缩范围约束造成的状态约束,提出一种基于状态依赖权重的控制策略。进一步,将建立的状态依赖权重控制策略推广至高铁多列车协同控制过程,考虑车车无线通信范围约束和列控系统信号约束造成的状态约束,提出基于状态依赖通信拓扑的多列车分布式协同控制策略,保障列车协同运行的同时,避免触发列控系统紧急制动。5.考虑通信网络拓扑时变切换下牵引力/制动力受限约束,提出高速列车分布式抗饱和协同控制策略。分析时变切换通信拓扑下列车之间信息交互原则,提出通信网络拓扑结构切换规则,基于单质点非线性控制模型,构建基于状态依赖拓扑权重和类速度观测器抗饱和函数的分布式抗饱和协同控制器。进一步,考虑列车运行过程中的安全追踪间隔约束,提出列车初始状态的防碰撞条件,保障列车牵引力/制动力有界约束下协同运行过程的安全性。
孙雨辰[5]（2020）在《奇异切换系统的基于观测器控制及输出调解问题》文中认为随着通信网络的发展,对混杂系统的研究引起了越来越多的关注。切换系统作为一种重要的混杂系统广泛应用于大型电力系统、机器人控制系统、飞行器系统等。另外,由于受到外部干扰和参数不确定的影响,非线性特性普遍存在于系统中。与Lipschitz常数只能取正数不同,二次内有界非线性中的参数还可以取负数和零,并且它只需要满足单边Lipschitz非线性中的第二条性质,因此二次内有界非线性包含一类更广泛的非线性函数,它在递归神经网络、蔡氏电路、洛伦兹等系统中有广泛应用。本文以奇异切换系统为模型,主要讨论了带有二次内有界非线性项的奇异切换系统基于观测器的有限时间镇定、异步H∞控制、线性奇异切换系统的输出调节等问题。论文主要分为以下七章:第一章介绍了奇异切换系统、非线性系统以及输出调节问题、观测器设计和基于观测器的控制问题的研究背景和国内外研究现状,给出了本文用到的基本引理,总结了本文的主要工作及创新之处。第二章讨论了带有二次内有界非线性项的离散时间奇异切换系统基于观测器的有限时间镇定问题,通过Lyapunov泛函方法和自由矩阵方法,得到了在平均滞留时间切换下闭环系统正则、因果、有限时间一致有界的充分条件,同时用隐函数定理证明了闭环系统解的存在唯一性。利用受限系统等价变换和矩阵解耦方法将上述条件转化为线性矩阵不等式（LMI）,给出了观测器设计方法,并通过算例验证了方法的有效性。本章结果发表在International Journal of Robust and Nonlinear Control（2019）。第三章讨论了带有二次内有界非线性项的连续时间奇异切换系统的有限时间镇定问题。分别给出了在状态反馈和基于观测器的控制下闭环系统正则、无脉冲、存在唯一解且有限时间一致有界的条件,分别给出了两种控制器的设计方法。因为二次内有界非线性包含Lipschitz和单边Lipschitz非线性两种特殊情况,因此二、三章的方法也适用于带有Lipschitz和单边Lipschitz非线性项的奇异切换系统。本章结果发表在第38届中国控制会议（CCC2019）。第四章研究了一类离散时间非线性奇异切换系统基于观测器的异步H∞控制问题。选取在子系统运行的时间段上先增加后减少的Lyapunov泛函,利用平均滞留时间方法和自由矩阵方法得到了保守性更低的满足H∞性能指标的稳定性条件,通过Finsler引理将以上条件转化为LMI并给出了观测器设计方法。最后通过两个算例说明了本章方法的应用性和优势。本章结果发表在Journal of the Franklin Institute（2020）。第五章讨论了基于误差反馈控制器的线性奇异切换系统的输出调节。在几个基本假设下,借助坐标变换,奇异切换系统的输出调节问题转化为自治系统的稳定性问题,利用Lyapunov稳定性理论,给出了在平均滞留时间切换下输出调节问题的可解性条件,并给出了验证调节器方程解的存在条件及其参数化表示。基于此利用Finsler引理,得到了输出调节问题可解的LMI条件并且给出了误差反馈控制器的设计方法。最后通过算例说明了本章方法的有效性。第六章考虑了基于全阶和降阶观测器的奇异切换系统的输出调节。通过引入奇异形式的全阶观测器来估计系统状态和干扰,在适当的假设下,得到了在平均滞留时间切换下问题可解的充分条件和全阶观测器设计方法。对原系统进行受限系统等价变换,引入正常形式的降阶观测器,给出问题可解的条件及降阶观测器设计方法。最后通过算例验证了本章方法的正确性。第七章总结了本文的主要工作,分析了缺点和不足并对未来进行了展望。
胡艳梅[6]（2020）在《线性参变系统的有限时间控制及其应用》文中认为线性参变（LPV）系统是一类重要的时变系统。它既可以描述许多实际系统本身的非线性和时变特性,又具有线性系统的结构形式。这使得它可以利用成熟的线性系统理论实现对非线性系统的控制,建立起线性和非线性控制的桥梁。另一方面,LPV系统本身蕴含非线性和时变特性,其控制设计具有内在困难性。因此,LPV系统控制已经成为当前控制领域研究的热点问题。现有的LPV系统的研究成果都是基于传统的Lyapunov稳定性理论得到的,其关注的是系统在时间趋于无穷大时系统的稳态性能。而在实际工程中,我们往往需要关注的是系统在有限时间区间内的行为特性,有限时间稳定（FTS）理论正是在这种背景下产生的。研究LPV系统有限时间控制具有重要的理论意义和应用前景。但是当前针对该课题的研究还没有引起足够重视。本文在前人工作基础上,将有限时间稳定理论推广至LPV系统,围绕状态反馈和输出反馈控制,综合考虑时滞、干扰等带来的影响,系统地研究LPV系统的有限时间控制问题,并将其应用到导弹控制系统设计中,本文所做的主要工作和研究成果如下:第2章研究LPV系统有限时间稳定性分析和控制器综合的一个新框架。首先将现有文献中的线性定常系统的有限时间稳定概念推广至LPV系统中,分别针对无扰动项和带有扰动项的LPV系统,提出有限时间稳定和有限时间有界的定义。基于Lyapunov函数方法,给出LPV系统有限时间稳定和有限时间有界的判定充分条件。在此基础上,基于增益调度思想,给出保证闭环LPV系统有限时间稳定和有限时间有界的变增益控制器的存在条件,并对这些非线性矩阵不等式和参数线性矩阵不等式的求解问题做出说明,给出基于线性矩阵不等式（LMI）求解的简单有效方案。最后,分别以数值系统和双质量-弹簧系统为例,验证了所得理论结果的正确性和有效性。第3章在第2章工作的基础上进一步考虑扰动和时滞影响,研究了带有外部扰动和参变时滞LPV系统的有限时间镇定和有限时间H∞控制问题。首先给出时滞LPV系统有限时间稳定和有限时间有界的定义。然后,基于参数依赖Lyapunov-Krasovskii函数方法,给出时滞相关有限时间有界的充分条件,在此基础上结合变增益控制技术提出此类系统的基于LMI的有限时间镇定控制器设计方法。采用类似思路,进一步考虑有限时间H∞控制问题,给出系统具有有限时间H∞性能的充分性条件以及有限时间H∞控制器设计方法。在问题的解决中,充分融入参数依赖和时滞相关思想,并结合自由权矩阵方法进行分析,降低所得结果的保守性。最后,结合数值算例和铣床切削过程模型进行仿真,仿真结果验证了所提方法的有效性。第4章考虑系统状态不可测的情形,研究基于状态观测器的时滞LPV系统的有限时间镇定与有限时间H∞控制问题。首先基于第3章中有关有限时间有界性的分析结果,结合参数依赖全维状态观测器重构系统状态,给出基于状态观测器的时滞LPV系统有限时间变增益镇定控制器的设计方法,并将控制器的存在条件转化为线性矩阵不等式组的可解性问题。类似地,根据有限时间H∞性能的分析结果与参数依赖的全维状态观测器,重构系统状态,解决了基于状态观测器的时滞LPV系统的有限时间H∞控制器设计问题,所求得的控制器使得闭环系统有限时间有界,且系统具有有限时间H∞性能。最后,分别对数值算例和铣床切削过程进行仿真,仿真结果验证了理论结果的有效性。第5章将LPV系统有限时间控制方法应用于导弹俯仰通道控制系统设计中。首先,针对导弹俯仰通道的非线性动力学方程进行伪LPV建模,然后采用Lyapunov函数方法和变增益控制方法,分别设计了导弹俯仰通道的有限时间变增益控制器和有限时间H∞变增益控制器,使得闭环系统有限时间有界和具有有限时间H∞性能,最后,将设计的控制器应用于导弹俯仰通道非线性模型进行闭环仿真,仿真结果验证了所提出方法的有效性。这一部分是有限时间稳定思想向实际工程问题的尝试性应用,不仅拓展了有限时间稳定理论,同时也为工程实际研究提供思路。
褚晓安[7]（2019）在《基于事件触发的非线性网络化系统的滑模控制》文中研究说明事件触发控制是一种新颖的控制机制,与传统的周期触发控制相比,这种控制方式能够在保证系统稳定性和性能要求的前提下,有效提高带宽受限下的网络化系统有限资源的利用率。原因在于在该机制中,只有满足预先设定的事件触发条件,传感器信号或控制器信号才会传输。另一方面,滑模控制因其对系统参数不确定性,扰动和输入非线性具有强鲁棒性的优势,而广泛应用于工业过程控制、网络化控制及机器人等领域。近几年,结合事件触发控制和滑模控制的优势,基于事件触发的滑模控制已成为很多学者当前的关注热点。但是,针对网络化系统的事件触发滑模控制的研究成果仍存在一些局限,有待进一步探讨,例如,多数成果针对于状态完全可测的线性连续系统的研究,对于更具有实际意义的输出反馈离散非线性系统的研究还很少涉及。此外,对于网络化系统中出现量化、执行器故障、饱和及死区等因素影响的事件触发滑模控制方法研究还比较欠缺。为了弥补已有成果的不足,本文针对一类存在系统约束（如饱和、死区、量化、执行器故障及网络延时）的离散Lipschitz非线性网络化系统和T-S模糊网络化系统,从系统建模、稳定性分析和事件触发机制、观测器与滑模控制器协同设计等方面展开研究。主要研究内容概括如下:1.针对一类具有输入输出量化的不确定离散时间Lipschitz非线性网络化控制系统,研究了基于事件触发观测器的滑模控制问题。在考虑量化、网络延时和事件触发机制影响的情况下,利用时滞系统建模方法和重构Lipschitz性质,建立了一个包含滑动模态和误差动态的线性参数时变时滞系统模型。基于此模型,根据Lyapunov-Krasovskii泛函理论和线性矩阵不等式方法,得到了该系统模型满足给定H∞性能指标下的渐近稳定性充分条件,并协同设计了事件触发参数、观测器参数和滑模参数。考虑输入量化因素的影响,设计了一个新的基于观测器的滑模控制器,并进行了滑模可达性分析。2.研究了一类存在执行器故障的离散时间Lipschitz非线性网络化控制系统的事件触发故障估计和滑模容错控制问题。首先,设计了事件触发故障/状态观测器来同时估计执行器故障和系统状态。然后使用重构Lipschitz性质和时滞系统分析方法,建立了一个包含滑动模态和状态/故障误差动态的离散线性参数时变时滞系统模型。基于Lyapunov-Krasovskii泛函分析方法,提出了一个保证该系统渐近稳定且满足H∞性能的延时相关充分条件,并给出了参数协同设计方法。再次,设计了一个基于观测器的滑模容错控制器,并证明了有限时间内滑模的可达性。3.针对存在传感器饱和和执行器死区的情况,研究了一类动态事件触发离散时间Lipschitz非线性网络化控制系统的基于非脆弱观测器的滑模控制问题。为了进一步减少不必要的网络数据传输,基于饱和输出信息,提出了一种新的动态事件触发机制。然后构造了一个非脆弱观测器来估计不可测系统状态,并基于估计状态设计了一个离散滑模面。接着建立了一个同时刻画动态事件触发机制、输出饱和、网络延时和不确定参数的线性参数时变时滞系统模型,提出了保证该模型渐近稳定且满足自适应H∞性能的充分条件,并协同设计了动态事件触发参数、滑模参数和观测器参数。再次,设计了一个新的事件触发滑模控制器,并分析了在存在死区输入情况下滑模的可达性。4.在考虑输入量化、不完备测量及双通道事件触发影响的情况下,研究了一类离散时间T-S模糊网络化控制系统的故障估计及容错控制问题。传感器端不完备信息包含随机饱和和随机量化。首先,为了减少传感器到控制器端和控制器到执行器端的数据传输量,在传感器端提出了一个动态事件触发机制,在控制器端引入了一个静态事件触发机制。然后设计了一个事件触发模糊故障/状态观测器同时估计执行器故障和系统状态。接着建立了一个新的包含滑动模态和故障/状态误差动态的T-S模糊时滞系统模型,得到了保证该模型随机渐近稳定且满足自适应H∞性能的充分条件,并协同设计了事件触发参数、观测器参数及滑模参数。基于此条件,设计了一个新的模糊滑模容错控制器使得系统轨迹在存在输入量化、执行器故障和输入事件触发机制的情况下到达一个有界滑模区域。5.针对传感器端存在多通道饱和、量化和非理想网络的情形,研究了一类离散时间T-S模糊网络化控制系统的输出分散动态事件触发滑模控制问题。首先,为了减少传感器端多通道网络数据传输量,提出了一种新的分散动态事件触发机制。然后,建立了一个同时刻画量化、饱和、滑动模态和分散动态事件触发机制的增广T-S模糊时滞系统模型,分析了该系统模型的稳定性,并给出了参数协同设计方法。再次,设计了一个基于观测器的模糊滑模控制器保证滑模的可达性。
刘丽娟[8]（2019）在《切换正系统若干控制问题研究》文中研究说明实际生活中存在大量系统可以用切换正系统描述,如:经济、生物、交通等领域。切换正系统是一类特殊的切换系统,其子系统间的切换特性和系统状态的非负特性使得对此系统的研究充满了复杂性和挑战性。尽管切换正系统的研究已经取得一些进展,但还处于初步研究阶段,大量的分析和综合问题亟待解决。因此,研究切换正系统的相关问题具有重要的应用价值及理论意义。本文主要研究切换正系统的稳定性、观测器设计及控制器设计等问题,主要包括以下几个方面内容:针对慢切换下切换正线性系统的驻留时间的下界问题,提出一种新颖的多不连续线性余正李雅普诺夫函数方法。与传统的多线性余正李雅普诺夫函数方法不同,该方法要求每个余正李雅普诺夫函数在被激活的子系统运行期间是分段连续的。并基于此方法,研究了离散时间切换正线性系统、离散时域和连续时域两种时域下具有时滞的切换正线性系统的稳定性。采用平均驻留时间和模型依赖平均驻留时间两种切换方法,通过构造适合的多不连续线性余正李雅普诺夫-克拉索夫斯基泛函,借助线性规划方法,建立上述系统的稳定性判据。同时,本文采用传统的多线性余正李雅普诺夫-克拉索夫斯基泛函方法给出两种时域下切换正线性时滞系统的稳定性判据,并给出仿真对比结果,验证所提出方法的优越性。并且,该方法被进一步推广到解决具有多个时滞的切换正线性系统的稳定性问题。研究了状态约束下的切换正线性时滞系统的有限时间稳定性。提出一种多不连续线性余正李雅普诺夫-克拉索夫斯基泛函方法,借助线性规划方法,建立平均驻留时间和模型依赖平均驻留时间两种切换信号下有限时间稳定性的判据。然后,提出一个组合线性余正李雅普诺夫-克拉索夫斯基泛函方法,设计控制器的数值构造形式,建立一个状态反馈控制方案,在平均驻留时间和模型依赖平均驻留时间两种切换信号下实现了切换正线性时滞系统的有限时间镇定。该方法克服了多不连续线性余正李雅普诺夫-克拉索夫斯基泛函无法直接用于设计控制器的弊端。针对工程应用中状态不可测量性,提出一种观测器设计方法。该方法将观测器增益的整定问题转化为一个线性规划问题来求解,并降低了求解观测器的计算复杂度。基于此方法,研究了连续时间标称切换正线性系统、不确定切换正线性系统和切换正线性时滞系统的观测器设计问题。基于平均驻留时间切换信号,借助线性规划方法,给出了多模态正观测器、鲁棒多模态区间正观测器和多模态正时滞观测器的存在条件。同时,将观测器设计方法扩展到解决切换正线性系统的控制器设计问题,提出静态输出反馈控制律和状态反馈控制律两种控制方案,使系统全局一致指数稳定。考虑切换转移概率和时变时滞对非线性切换正系统的影响,分析了一类非线性正马尔可夫跳变系统的稳定性及L1性能。首先,采用模型依赖平均驻留时间方法分析非线性正马尔可夫跳变系统的稳定性。借助角域条件分析此系统的非线性行为,在时变时滞有界的情况下,通过构造一个非线性随机余正李雅普诺夫-克拉索夫斯基泛函,使用线性规划技术,采用平均驻留时间和模型依赖平均驻留时间两种切换方法,给出了非线性正马尔可夫跳变系统的均值指数稳定性判据。然后,考虑随机外部扰动对系统的影响,对非线性正马尔可夫跳变系统进行了 L1增益性能分析。
韦晓芳[9]（2019）在《高超声速飞行器的被动容错预测控制方法研究》文中认为高超声速飞行器的飞行速度快,突防能力强,在民用和军事领域有广泛的应用前景。本文考虑到参数不确定性、输入饱和与执行机构故障,对巡航阶段的高超声速飞行器展开被动容错控制策略的研究,主要工作为以下几方面:首先,针对舵面发生失效故障、随机漂移故障和卡死故障的高超声速飞行器纵向模型,通过反馈线性化和对故障的等效转化,建立了带有多胞附加扰动项的线性时不变（linear time-invariant,LTI）模型。将实际输入约束等效转移到虚拟控制输入上,形成具有状态依赖形式的非线性饱和函数,利用基于最小二乘的线性回归方法将非线性函数近似为多项式,并利用平方和（sum of squares,SOS）技术将多项式约束转化为凸优化问题;利用范数有界定理将带扰动系统状态与标称系统状态限制在同一个不变集内,基于鲁棒预测控制（robust model predictive control,RMPC）,利用线性矩阵不等式（linear matrix inequality,LMI）求解了控制器,实现了高超声速飞行器的容错控制。其次,在以上基础上,将高超声速飞行器的参数不确定性考虑在内,建立了多胞线性参变（linear parameter variation,LPV）模型,其中一部分不确定参数体现在输入矩阵的仿射形式中,另一部分转化为多胞附加不确定项。基于此多胞LPV模型,考虑舵面发生的三种故障,将其等效转化为扰动项,与附加不确定项共同构成集总附加扰动项。同样利用SOS技术处理饱和函数约束,利用范数有界定理抑制扰动,设计了 SOS-RMPC容错控制器,实现了对高超声速飞行器的稳定跟踪控制。最后,基于雅可比线性化和张量积变换,建立了高超声速飞行器的多胞LPV模型。将高超声速飞行器舵面发生的三种故障转化为有界的附加扰动项,设计了基于不完备扰动不变集的加权Tube-RMPC控制器。本文创新地提出了不完备扰动最小鲁棒正不变（incomplete disturbance minimum robust positive in-variant,idmRPI）集的概念,基于此不变集设计了权重参数,用以调节传统Tube-RMPC 的控制性能和鲁棒性能。除此之外,还详细分析了权重参数对扰动不变集和标称控制输入约束的影响机理,通过选择合适的权重参数,提高系统控制性能,避免了传统方法中过分强调鲁棒性而忽视控制性能的缺点。针对状态不完全可测情况,设计了状态观测器,实现了输出反馈控制策略。最终实现了高超声速飞行器的容错控制,也达到了提高控制性能的目的。
吴伟林[10]（2019）在《基于控制器参数化的切换系统设计》文中指出现代工业过程面向大规模、集成化方向发展,对系统的控制精度要求也越来越高,需要不断的对系统进行优化,保证系统稳定性或某些性能指标达到更高的要求,采用传统的控制方法设计单一的控制器难以满足实际工业系统的多性能指标需求。为了克服单个控制器的不足,设计一系列子控制器按照预先设定好的规则进行切换,使得系统能够应对外部环境多种复杂因素的干扰。虽然切换控制器能够满足复杂系统的多种性能需求,但是现有的基于Lyapunov函数的切换控制器设计方法更多强调闭环系统全局性能,而切换控制器在系统局部性能优化上,仍需进一步深入研究。为同时保证控制系统的全局和局部最优性能,进一步优化系统性能,将Youla参数化方法引入到切换控制器的设计上,在保证系统稳定性的同时,将优化问题集中到自由参数的优化上,从而实现既定的控制目标,改善系统局部最优性能。此外,基于Youla参数化设计切换控制器不仅可以保证在切换的情况下整个闭环系统稳定或满足某些性能,而且可以保证局部子系统满足相应的最优性能指标。本论文将结合Youla参数化方法,对线性时不变（Linear time invariant,LTI）系统和线性参数变化（Linear parameter-varying,LPV）系统的切换控制器设计问题展开深入研究,本文主要内容分为以下几个方面:1.针对一个LTI被控对象,基于Youla参数化方法设计切换控制器,给出了切换控制器的Youla自由参数在任意切换时保证子系统的H2控制性能的充分条件。另外,根据该自由参数和闭环系统之间H2性能的对应关系,给出了一种切换控制器自由参数的状态空间实现,不仅可以保证在任意切换的情况下整个闭环系统满足某一H2性能,而且可以保证局部子系统满足相应的H2性能。2.研究了基于Youla参数化的LPV系统任意切换H∞性能控制器设计问题。为解决单一的LPV控制器在时变参数大范围变化时,无法保证闭环系统在所有参数区域内都具有相同的控制性能。将时变参数的变化区域划分为若干个子区域,利用Riccati不等式求解中心控制器保证系统全局的H∞性能。通过线性分式变换得到中心控制器Youla参数的状态空间实现Q（θ）,将切换控制器转换为自由参数之间的切换,以保证在任意切换下的每个子系统和整个闭环系统都满足相应的H∞性能。3.针对LPV控制系统的噪声抑制问题,结合Youla参数化方法,研究了H2控制性能的平滑切换LPV控制器的设计。首先,采用Lyapunov不等式求取中心控制器,保证系统的稳定性,然后根据时变参数的变化区域划分为若干个子区间,再将中心控制器进行参数化分解,通过线性矩阵不等式求取具有H2控制性能的自由参数Q（θ）,设计平滑切换控制器自由参数,不仅能够实现平滑过渡的切换,并且使得系统具有较好的噪声抑制能力。4.针对切换LPV控制器在切换时可能产生较大的扰动问题,基于Youla参数化方法设计平滑切换控制器并实现系统满足H∞控制性能。将参数变化范围划分为若干个子区域,利用Riccati不等式求解中心控制器保证全局的H∞性能,采用互质因式分解技术,构造凸组合形式,对于调度参数重叠区域的LPV控制器的Youla参数的设计,重叠区域的Youla参数将由相邻的子区间的控制器的Youla参数线性插值得到,从而实现自由参数平滑过渡的切换。所提出的方法不仅能够保证系统全局的H∞性能,也可以保证局部子系统的H∞性能,并且实现在切换时产生较小的扰动。
二、时滞LPV系统基于观测器的L_2-L_2控制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、时滞LPV系统基于观测器的L_2-L_2控制（论文提纲范文）
（1）网络化非线性系统的分布式状态估计与同步控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.2.1 网络化系统的分布式状态估计研究 |
| 1.2.2 网络化系统的同步控制研究 |
| 1.2.3 受限比特率下网络化系统的分析与综合研究 |
| 1.3 现有研究的不足及待解决的问题 |
| 1.4 论文的主要框架 |
| 1.5 预备知识 |
| 1.6 符号说明 |
| 第二章 基于调度传感器网络的时滞周期非线性系统的分布式H_∞状态估计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 问题描述 |
| 2.2.1 系统描述 |
| 2.2.2 传感器网络中的周期通信调度策略 |
| 2.2.3 具有通信调度的分布式状态估计器 |
| 2.3 主要结果 |
| 2.3.1 基于通信调度策略的分布式状态估计器分析 |
| 2.3.2 基于通信调度策略的分布式状态估计器设计 |
| 2.4 数值例子 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 受限比特率下非线性系统的分布式状态估计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.2.1 系统描述 |
| 3.2.2 比特率描述 |
| 3.2.3 受限比特率下的编-解码过程 |
| 3.2.4 基于解码新息的分布式状态估计 |
| 3.3 主要结果 |
| 3.3.1 基于解码新息的分布式状态估计器分析 |
| 3.3.2 基于解码新息的分布式状态估计器设计 |
| 3.3.3 分布式状态估计器和比特率分配协议的协同设计 |
| 3.4 数值例子 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 混合攻击下时变马尔可夫神经网络的有限域l_2-l_∞同步控制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述 |
| 4.2.1 系统描述 |
| 4.2.2 混合网络攻击情形 |
| 4.3 主要结论 |
| 4.3.1 有限域l_2-l_∞同步误差系统的分析 |
| 4.3.2 有限域l_2-l_∞同步控制器的设计 |
| 4.4 数值例子 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 部分模态可观测的马尔可夫耦合神经网络的有限时间同步控制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 问题描述 |
| 5.2.1 系统描述 |
| 5.2.2 具有隐马尔可夫模态观测的同步控制器 |
| 5.2.3 同步误差系统 |
| 5.3 主要结果 |
| 5.3.1 同步误差系统的分析 |
| 5.3.2 非脆弱同步控制器的设计 |
| 5.4 数值例子 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 比特率受限下复杂动态网络的集群同步控制研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 问题描述 |
| 6.2.1 系统描述 |
| 6.2.2 比特率的相关描述 |
| 6.2.3 编-解码过程下的集群同步控制 |
| 6.3 主要结果 |
| 6.3.1 受限比特率下的编-解码过程 |
| 6.3.2 集群同步控制的分析 |
| 6.3.3 集群同步控制器的设计 |
| 6.3.4 控制器和比特率分配协议的协同设计 |
| 6.4 数值例子 |
| 6.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文或其他成果 |
| 致谢 |
（2）多机器人系统分析及分布式协同控制研究（论文提纲范文）
| 作者简历 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 多机器人系统研究现状 |
| 1.2.1 多机器人系统群集协同控制 |
| 1.2.2 复杂多机器人系统分析控制 |
| 1.2.3 多机器人系统能量优化控制 |
| 1.3 本文主要研究内容与结构安排 |
| 第二章 基于分层算法的多机器人系统关节空间编队-包含 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 系统建模和问题描述 |
| 2.2.1 系统建模 |
| 2.2.2 交互拓扑图 |
| 2.2.3 问题描述 |
| 2.3 基于HCE算法的编队-包含控制 |
| 2.4 数值仿真 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 缺少相对速度信息系统的事件触发关节空间同步 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统建模和问题描述 |
| 3.3 缺少相对速度信息的单同步事件触发控制算法 |
| 3.4 缺少相对速度信息的多同步事件触发控制算法 |
| 3.5 数值仿真 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于事件触发的欠驱动系统关节空间一致性控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统建模和问题描述 |
| 4.2.1 系统建模 |
| 4.2.2 数学知识准备 |
| 4.3 主要控制算法结果 |
| 4.3.1 基于固定通信网络的分布式事件触发控制 |
| 4.3.2 不依赖邻节点速度的分布式事件触发控制 |
| 4.3.3 基于切换网络的的分布式取样事件触发控制 |
| 4.3.4 结果拓展及讨论 |
| 4.4 数值仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 具有抗干扰能力的多机器人系统任务空间跟踪 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统建模和问题描述 |
| 5.2.1 系统建模和问题描述 |
| 5.2.2 图论和引理 |
| 5.3 多机器人系统任务空间跟踪控制 |
| 5.3.1 任务空间跟踪控制器I |
| 5.3.2 任务空间跟踪控制器II |
| 5.4 数值仿真 |
| 5.4.1 非冗余机器人系统数值仿真 |
| 5.4.2 冗余机器人系统数值仿真 |
| 5.4.3 数值仿真对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 含参数不确定和通信时滞的异构系统任务空间同步 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 系统建模和问题描述 |
| 6.2.1 系统建模 |
| 6.2.2 问题描述和数学准备 |
| 6.3 MHRS同步控制 |
| 6.3.1 同步控制器I |
| 6.3.2 同步控制器II |
| 6.4 数值仿真 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 非线性异构机器人系统任务空间全分布编队跟踪 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 系统建模和问题描述 |
| 7.2.1 系统建模 |
| 7.2.2 图论和问题描述 |
| 7.3 NHRS任务空间编队跟踪控制 |
| 7.3.1 基于单领导者的任务空间编队跟踪 |
| 7.3.2 基于多领导者的任务空间编队跟踪 |
| 7.4 数值仿真 |
| 7.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（3）切换系统的平均驻留时间控制器设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 切换系统的概述 |
| 1.2.1 系统模型 |
| 1.2.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本论文的结构安排 |
| 1.4 课题来源 |
| 1.5 符号说明 |
| 1.6 缩写对照 |
| 第二章 预备知识 |
| 2.1 向量和矩阵的范数 |
| 2.1.1 向量的范数 |
| 2.1.2 矩阵范数 |
| 2.1.3 函数范数 |
| 2.2 线性矩阵不等式 |
| 2.2.1 Schur补引理 |
| 2.2.2 有界实引理 |
| 2.3 线性分式变换 |
| 2.3.1 镇定控制器的存在性 |
| 2.3.2 镇定控制器参数化 |
| 2.4 L_2控制性能指标 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 离散切换系统的加权L_2增益性能切换控制器设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.3 基于ADT的离散切换系统切换控制器设计 |
| 3.3.1 基于变量替换线性方法 |
| 3.3.2 变量消元法 |
| 3.3.3 基于变量替换化法与控制器变量消除法的比较 |
| 3.4 数值算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 连续切换LPV系统的加权L_2增益性能切换控制器设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述 |
| 4.3 基于ADT的连续切换LPV系统加权L_2 增益性能切换控制器设计 |
| 4.4 数值算例 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 连续切换LPV系统的加权L_2增益性能降阶控制器设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 问题描述 |
| 5.3 基于ADT连续切换LPV系统的加权L_2 增益性能降阶控制器设计 |
| 5.4 数值算例 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 连续切换系统的加权L_2增益性能控制器参数化 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 问题描述 |
| 6.3 基于ADT的切换系统加权L_2增益性能控制器参数化 |
| 6.4 数值算例 |
| 6.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（4）基于动态通信拓扑的高速列车协同控制方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号对照表 |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 预备知识 |
| 2.1 列车运行控制系统 |
| 2.2 基本引理和定理 |
| 3 多源扰动下高速列车动态系统复合故障诊断 |
| 3.1 问题描述 |
| 3.2 基于未知输入观测器的复合故障检测滤波器设计 |
| 3.3 仿真算例分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 通信网络时滞约束下高速列车时变低增益反馈控制 |
| 4.1 问题描述 |
| 4.2 分布式时变低增益控制器设计 |
| 4.3 分布式时变低增益控制器闭环控制性能分析 |
| 4.4 仿真算例分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于采样数据的高速列车事件触发控制 |
| 5.1 基于采样状态的单列车事件触发控制 |
| 5.2 基于离散通信数据的多列车事件同步触发控制 |
| 5.3 基于离散通信数据的多列车事件分散触发控制 |
| 5.4 仿真算例分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 状态依赖通信拓扑下高速列车协同控制 |
| 6.1 基于状态依赖拓扑权重的高速列车分散控制 |
| 6.2 动态拓扑下高速列车分布式协同控制 |
| 6.3 仿真算例分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 状态依赖通信拓扑下高速列车协同抗饱和控制 |
| 7.1 问题描述 |
| 7.2 高速列车协同抗饱和控制器设计及性能分析 |
| 7.3 仿真算例分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 附录 A |
| A.1引理4.3的证明 |
| A.2引理4.6的证明 |
| A.3定理4.1的证明 |
| A.4定理5.1的证明 |
| A.5定理5.3的证明 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）奇异切换系统的基于观测器控制及输出调解问题（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 研究背景 |
| §1.1.1 奇异切换系统 |
| §1.1.2 非线性系统 |
| §1.1.3 输出调节问题 |
| §1.2 研究现状 |
| §1.2.1 切换系统的稳定性及控制综合 |
| §1.2.2 奇异切换系统的研究现状 |
| §1.2.3 观测器设计和基于观测器的控制 |
| §1.3 预备知识 |
| §1.4 本文的工作及创新之处 |
| 第二章 带有二次内有界非线性项的离散奇异切换系统基于观测器的有限时间镇定 |
| §2.1 系统描述及预备知识 |
| §2.2 有限时间有界性分析 |
| §2.3 基于观测器的控制器设计 |
| §2.4 算例 |
| §2.5 结语 |
| 第三章 带有二次内有界非线性项的连续奇异切换系统的有限时间镇定 |
| §3.1 系统描述及预备知识 |
| §3.2 基于状态反馈的有限时间镇定 |
| §3.3 基于观测器的有限时间镇定 |
| §3.4 算例 |
| §3.5 结语 |
| 第四章 一类离散非线性奇异切换系统基于观测器的异步H＿∞控制 |
| §4.1 系统描述及预备知识 |
| §4.2 稳定性和H_∞性能分析 |
| §4.3 基于观测器的控制器设计 |
| §4.4 算例 |
| §4.5 结语 |
| 第五章 基于误差反馈控制器的奇异切换系统的输出调节 |
| §5.1 问题描述及预备知识 |
| §5.2 误差反馈输出调节可解性条件 |
| §5.3 误差反馈控制器设计 |
| §5.4 算例 |
| §5.5 结语 |
| 第六章 基于全阶和降阶观测器的奇异切换系统的输出调节 |
| §6.1 系统描述及预备知识 |
| §6.2 全阶观测器输出调节 |
| §6.3 降阶观测器输出调节 |
| §6.4 算例 |
| §6.5 结语 |
| 第七章 总结与展望 |
| §7.1 论文总结 |
| §7.2 课题展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表和完成学术论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）线性参变系统的有限时间控制及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号与缩略语表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 线性参变系统的研究现状 |
| 1.3 时滞系统的研究现状 |
| 1.4 有限时间稳定控制的研究现状 |
| 1.4.1 有限时间稳定的定义 |
| 1.4.2 研究现状 |
| 1.5 现有结果分析 |
| 1.6 本文主要研究内容及安排 |
| 第2章 LPV系统的有限时间稳定性分析与控制综合 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 LPV系统的有限时间稳定性分析 |
| 2.2.1 问题描述 |
| 2.2.2 主要结果 |
| 2.3 LPV系统的有限时间镇定控制器设计 |
| 2.3.1 问题描述 |
| 2.3.2 主要结果 |
| 2.4 对问题求解的说明 |
| 2.4.1 稳定性分析 |
| 2.4.2 控制器设计 |
| 2.5 仿真分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 带有扰动的时滞LPV系统的有限时间镇定与有限时间H_∞控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 带有扰动的时滞LPV系统的有限时间镇定控制器设计 |
| 3.2.1 问题描述 |
| 3.2.2 有限时间稳定性分析 |
| 3.2.3 控制器设计 |
| 3.2.4 仿真分析 |
| 3.3 带有扰动的时滞LPV系统的有限时间H_∞控制器设计 |
| 3.3.1 问题描述 |
| 3.3.2 有限时间H_∞稳定性分析 |
| 3.3.3 控制器设计 |
| 3.3.4 仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于状态观测器的时滞LPV系统的有限时间镇定与有限时间H_∞控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于状态观测器的有限时间镇定控制器设计 |
| 4.2.1 问题描述 |
| 4.2.2 主要结果 |
| 4.2.3 仿真分析 |
| 4.3 基于状态观测器的有限时间H_∞镇定控制器设计 |
| 4.3.1 问题描述 |
| 4.3.2 主要结果 |
| 4.3.3 仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 有限时间稳定在导弹控制系统中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 俯仰通道动力学方程 |
| 5.3 LPV系统建模 |
| 5.4 有限时间控制器设计 |
| 5.5 有限时间H_∞控制器设计 |
| 5.6 仿真分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）基于事件触发的非线性网络化系统的滑模控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 事件触发机制研究现状 |
| 1.3 基于事件触发机制的网络化控制系统研究现状 |
| 1.3.1 事件触发网络化控制系统建模 |
| 1.3.2 事件触发网络化控制系统若干问题 |
| 1.4 事件触发滑模控制研究现状 |
| 1.5 主要研究内容及组织结构 |
| 2 具有量化的Lipschitz非线性网络化系统的基于事件触发观测器的滑模控制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 问题定义 |
| 2.2.1 系统描述 |
| 2.2.2 事件触发机制 |
| 2.2.3 观测器设计 |
| 2.2.4 滑模面设计 |
| 2.3 闭环系统稳定性分析 |
| 2.4 滑模控制器设计 |
| 2.5 仿真算例 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于事件触发的Lipschitz非线性网络化系统的故障估计及容错控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题定义 |
| 3.2.1 系统描述 |
| 3.2.2 故障/状态观测器设计 |
| 3.2.3 滑模面设计 |
| 3.3 稳定性分析 |
| 3.4 滑模容错控制器设计 |
| 3.5 仿真算例 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 具有传感器饱和和死区输入的动态事件触发非线性系统的滑模控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题定义 |
| 4.2.1 系统描述 |
| 4.2.2 改进的动态事件触发机制 |
| 4.2.3 非脆弱观测器设计 |
| 4.2.4 滑模面设计 |
| 4.3 改进动态事件触发机制下闭环系统稳定性分析 |
| 4.4 滑模控制器设计 |
| 4.5 仿真算例 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 具有量化和不完备测量的双端事件触发T-S模糊系统的故障估计和容错控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 问题定义 |
| 5.2.1 系统描述 |
| 5.2.2 双通道事件触发机制 |
| 5.2.3 模糊故障/状态观测器设计 |
| 5.2.4 模糊滑模面设计 |
| 5.3 双通道事件触发机制下闭环系统稳定性分析 |
| 5.4 模糊滑模容错控制器设计 |
| 5.5 仿真算例 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 具有传感器饱和和量化的分散动态事件触发T-S模糊系统的滑模控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 问题定义 |
| 6.2.1 系统描述 |
| 6.2.2 分散动态事件触发机制 |
| 6.2.3 模糊观测器设计 |
| 6.2.4 模糊滑模面设计 |
| 6.3 分散动态事件触发机制下闭环系统稳定性分析 |
| 6.4 模糊滑模控制器设计 |
| 6.5 仿真算例 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 本文总结 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）切换正系统若干控制问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 切换正系统的研究现状 |
| 1.3 本文的主要工作概述 |
| 2 切换正线性系统的稳定性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 离散切换正线性系统的稳定性分析 |
| 2.2.1 问题描述 |
| 2.2.2 离散切换正线性系统的渐近稳定性 |
| 2.2.3 仿真算例 |
| 2.3 离散切换正线性时滞系统的稳定性分析 |
| 2.3.1 问题描述 |
| 2.3.2 离散切换正线性时滞系统的指数稳定性 |
| 2.3.3 仿真算例 |
| 2.4 连续切换正线性时滞系统的稳定性分析 |
| 2.4.1 问题描述 |
| 2.4.2 连续切换正线性时滞系统的指数稳定性 |
| 2.4.3 仿真算例 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 切换正线性系统的镇定 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 控制器设计 |
| 3.2.1 问题描述 |
| 3.2.2 输出反馈控制器设计 |
| 3.2.3 状态反馈控制器设计 |
| 3.2.4 仿真算例 |
| 3.3 切换正线性时滞系统的有限时间镇定 |
| 3.3.1 问题描述 |
| 3.3.2 有限时间稳定性分析 |
| 3.3.3 状态反馈控制器设计 |
| 3.3.4 仿真算例 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 切换正线性系统的观测器设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 标称切换正线性系统的观测器设计 |
| 4.2.1 问题描述 |
| 4.2.2 多模态正观测器设计 |
| 4.2.3 仿真算例 |
| 4.3 不确定切换正线性系统的观测器设计 |
| 4.3.1 问题描述 |
| 4.3.2 多模态鲁棒正区间观测器设计 |
| 4.3.3 仿真算例 |
| 4.4 切换正线性时滞系统的观测器设计 |
| 4.4.1 问题描述 |
| 4.4.2 多模态正时滞观测器设计 |
| 4.4.3 仿真算例 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 非线性正马尔可夫跳变系统的均值指数稳定性与L_1增益分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 问题描述 |
| 5.3 均值指数稳定性分析 |
| 5.4 L_1增益分析 |
| 5.5 仿真算例 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本文主要工作 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 后续研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间所做的主要工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）高超声速飞行器的被动容错预测控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 高超声速飞行器研究背景及意义 |
| 1.1.1 国内外研究背景 |
| 1.1.2 课题研究意义 |
| 1.2 高超声速飞行器研究现状 |
| 1.2.1 容错控制 |
| 1.2.2 执行机构饱和 |
| 1.2.3 参数不确定性 |
| 1.3 鲁棒预测控制研究现状 |
| 1.4 本文内容及结构 |
| 第2章 预备知识 |
| 2.1 高超声速飞行器模型 |
| 2.1.1 纵向模型 |
| 2.1.2 标称反馈线性化模型 |
| 2.1.3 近似线性化多胞LPV模型 |
| 2.2 高超声速飞行器故障模型及故障分析 |
| 2.2.1 故障模型 |
| 2.2.2 故障影响仿真分析 |
| 2.3 线性矩阵不等式与不变集 |
| 2.4 平方和技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 高超声速飞行器SOS-RMPC被动容错控制策略 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 高超声速飞行器多胞故障模型 |
| 3.2.1 舵面失效故障 |
| 3.2.2 舵面随机漂移故障 |
| 3.2.3 舵面卡死故障 |
| 3.2.4 通用多胞故障模型 |
| 3.3 控制输入约束转化 |
| 3.4 SOS-RMPC被动容错控制器设计 |
| 3.5 仿真 |
| 3.5.1 仿真条件 |
| 3.5.2 仿真结果及分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 参数不确定下的SOS-RMPC被动容错控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 参数不确定下的多胞LPV故障模型 |
| 4.2.1 参数不确定下的多胞LPV模型建模 |
| 4.2.2 多胞LPV故障模型建模 |
| 4.3 SOS-RMPC被动容错控制器设计 |
| 4.4 仿真 |
| 4.4.1 仿真条件 |
| 4.4.2 仿真结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于不完备扰动不变集的加权Tube-RMPC被动容错控制策略 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 高超声速飞行器多胞LPV故障模型 |
| 5.3 基于不完备扰动不变集的加权Tube-RMPC控制器设计 |
| 5.4 多胞龙伯格状态观测器 |
| 5.5 仿真 |
| 5.5.1 仿真条件 |
| 5.5.2 仿真结果及分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）基于控制器参数化的切换系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 控制器参数化概述 |
| 1.2.1 控制器参数化研究现状 |
| 1.2.2 基于Youla参数化的增益调度控制 |
| 1.3 切换系统概述 |
| 1.3.1 切换规则 |
| 1.3.2 多控制器的切换 |
| 1.4 切换线性变参数系统 |
| 1.4.1 LPV系统研究概述 |
| 1.4.2 LPV系统模型 |
| 1.4.3 LPV系统的Lyapunov稳定性 |
| 1.4.4 切换LPV控制器研究现状 |
| 1.5 本文结构与主要研究内容 |
| 1.6 课题来源 |
| 第二章 预备知识 |
| 2.1 向量和矩阵的范数 |
| 2.1.1 向量的范数 |
| 2.1.2 矩阵范数 |
| 2.1.3 函数范数 |
| 2.2 线性矩阵不等式(LMI) |
| 2.2.1 Schur补引理 |
| 2.2.2 有界实引理 |
| 2.3 线性分式变换 |
| 2.4 控制器参数化基础理论 |
| 2.4.1 镇定控制器的存在性 |
| 2.4.2 镇定控制器参数化 |
| 2.5 控制性能指标 |
| 2.5.1 H_2 性能分析 |
| 2.5.2 H_∞性能分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 Youla参数化的任意切换LTI控制器H_2性能设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.3 主要结果 |
| 3.4 数值算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Youla参数化的任意切换LPV控制器H_∞性能设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述 |
| 4.3 LPV中心控制器参数化 |
| 4.4 切换LPV控制器设计 |
| 4.5 数值算例 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于Youla参数化的平滑切换LPV控制器H_2性能设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 问题描述 |
| 5.3 主要结果 |
| 5.3.1 中心解 |
| 5.3.2 控制器Youla参数的平滑切换设计 |
| 5.4 数值算例 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 基于Youla参数化的平滑切换LPV控制器H_∞性能设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 问题描述 |
| 6.3 主要结果 |
| 6.3.1 Youla参数插值准则 |
| 6.3.2 基于互质因式分解的Youla参数化 |
| 6.3.3 H_∞中心控制器设计 |
| 6.3.4 Youla参数的平滑切换设计 |
| 6.4 数值算例 |
| 6.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
四、时滞LPV系统基于观测器的L_2-L_2控制（论文参考文献）
- [1]网络化非线性系统的分布式状态估计与同步控制研究[D]. 李军毅. 广东工业大学, 2021
- [2]多机器人系统分析及分布式协同控制研究[D]. 姚翔宇. 中国地质大学, 2021
- [3]切换系统的平均驻留时间控制器设计[D]. 何伟. 华南理工大学, 2020
- [4]基于动态通信拓扑的高速列车协同控制方法研究[D]. 白卫齐. 北京交通大学, 2020(03)
- [5]奇异切换系统的基于观测器控制及输出调解问题[D]. 孙雨辰. 山东大学, 2020(08)
- [6]线性参变系统的有限时间控制及其应用[D]. 胡艳梅. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [7]基于事件触发的非线性网络化系统的滑模控制[D]. 褚晓安. 大连理工大学, 2019(08)
- [8]切换正系统若干控制问题研究[D]. 刘丽娟. 大连理工大学, 2019(08)
- [9]高超声速飞行器的被动容错预测控制方法研究[D]. 韦晓芳. 天津大学, 2019(01)
- [10]基于控制器参数化的切换系统设计[D]. 吴伟林. 华南理工大学, 2019