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基于观测器的参数不确定非线性系统的模糊鲁棒控制(英文) 被引量:3
1
作者 佟绍成 张新政 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期269-272,276,共5页
对一类非线性系统进行模糊建模及其模糊观测器设计 ,研究了在系统的状态不可测且存在参数不确定的模糊鲁棒控制问题 ,以线性矩阵不等式的形式给出了模糊控制系统具有李雅普诺夫意义下稳定的充分条件 ,最后把所提出的方法应用到倒立摆系... 对一类非线性系统进行模糊建模及其模糊观测器设计 ,研究了在系统的状态不可测且存在参数不确定的模糊鲁棒控制问题 ,以线性矩阵不等式的形式给出了模糊控制系统具有李雅普诺夫意义下稳定的充分条件 ,最后把所提出的方法应用到倒立摆系统进行仿真 ,仿真结果验证了该控制方法的有效性 . 展开更多
关键词 模糊鲁棒控制 参数不确定非线性系统 观测器 模糊建模 模糊控制系统 线性矩阵不等式
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参数不确定非线性系统的鲁棒镇定与鲁棒跟踪设计
2
作者 张凌波 吴敏 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2002年第3期83-87,共5页
针对参数不确定非线性系统的鲁棒镇定和鲁棒跟踪问题 ,提出了一种基于Lya punov稳定性理论的非线性动态鲁棒控制器设计方法 ,将设计过程分为两步 :第一步是针对标称系统设计使其实现控制目标的控制器 ;第二步是在第一步的基础上 ,进一... 针对参数不确定非线性系统的鲁棒镇定和鲁棒跟踪问题 ,提出了一种基于Lya punov稳定性理论的非线性动态鲁棒控制器设计方法 ,将设计过程分为两步 :第一步是针对标称系统设计使其实现控制目标的控制器 ;第二步是在第一步的基础上 ,进一步设计控制器抑制由于不确定性因素所产生的原系统与标称系统之间的偏差。其优点是在设计的第一步可以直接利用基于精确数学模型建立的非线性控制系统设计方法 。 展开更多
关键词 鲁棒镇定 鲁棒跟踪 LYAPUNOV稳定性 参数不确定非线性系统 设计 鲁棒控制器
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含参数不确定性的非线性分数阶系统输出反馈控制
3
作者 刘乐菲 葛富东 陈阳泉 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第6期1124-1131,共8页
研究了具有参数不确定性的非线性分数阶系统的输出反馈控制问题.为此,首先提出一种新颖的分数阶比例积分(PI)观测器对未知状态进行估计,利用拉普拉斯变换和Gronwall-Bellman不等式得到观测器误差系统渐近稳定的充分条件;随后,基于分数阶... 研究了具有参数不确定性的非线性分数阶系统的输出反馈控制问题.为此,首先提出一种新颖的分数阶比例积分(PI)观测器对未知状态进行估计,利用拉普拉斯变换和Gronwall-Bellman不等式得到观测器误差系统渐近稳定的充分条件;随后,基于分数阶Lyapunov稳定性定理研究系统的输出反馈控制问题,并分析相应闭环系统的渐近稳定性;最后给出了具体的数值仿真算例,从而说明本文所得理论结果的有效性和适用性. 展开更多
关键词 输出反馈控制 PI观测器设计 非线性分数阶系统 参数不确定 渐近稳定性
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基于正系统分析的不确定非线性系统性能驱动控制方法
4
作者 郭宗易 韩永麟 +1 位作者 郭建国 胡冠杰 《自动化学报》 北大核心 2025年第1期133-143,共11页
针对一类不确定非线性系统,提出一种保证系统状态满足预设边界性能函数的新型性能驱动控制(Performancedriven control,PDC)方法.不同于传统预设性能控制(Prescribed performance control,PPC)方法中对误差与边界性能函数的比值进行非... 针对一类不确定非线性系统,提出一种保证系统状态满足预设边界性能函数的新型性能驱动控制(Performancedriven control,PDC)方法.不同于传统预设性能控制(Prescribed performance control,PPC)方法中对误差与边界性能函数的比值进行非线性变换的思路,本文基于保证状态量与上下边界的两个误差量均始终非负这一思想,引入基于Metzler矩阵的正系统分析理论,并结合切换控制技术,以最终保证系统状态始终在预设性能函数之内.系统的稳定性取决于边界性能函数的选取,而不改变控制器的形式.给出针对一类不确定非线性系统的控制设计、稳定性分析和方法讨论,数值仿真例子验证了所提出方法的有效性. 展开更多
关键词 不确定非线性系统 预设性能 性能驱动控制 稳定性 Metzler 矩阵
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延迟全状态约束下不确定非线性系统的自适应容错控制
5
作者 赵瑞莹 王芳 +1 位作者 周超 王春艳 《燕山大学学报》 北大核心 2025年第1期22-33,共12页
针对一类具有延迟时变全状态约束的不确定非线性系统,提出自适应神经网络容错控制策略。首先,设计平移函数使违反约束的系统初值在预定时间回到约束范围内。其次,通过设计应用范围更广的新型非线性状态变换函数,将约束系统转化为无约束... 针对一类具有延迟时变全状态约束的不确定非线性系统,提出自适应神经网络容错控制策略。首先,设计平移函数使违反约束的系统初值在预定时间回到约束范围内。其次,通过设计应用范围更广的新型非线性状态变换函数,将约束系统转化为无约束系统,解决全状态约束问题。接着,利用径向基神经网络和自适应技术分别处理不确定性和执行器故障。然后,根据Lyapunov理论证明闭环系统的实际有限时间稳定性,且所有状态都能保持在约束范围内。最后,通过机械臂系统的对比仿真验证设计的自适应容错控制策略的有效性。 展开更多
关键词 不确定非线性系统 全状态约束 状态变换函数 神经网络 执行器故障 实际有限时间稳定
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基于高斯过程的不确定非线性系统在线学习控制及应用
6
作者 刘玉发 练桂铭 +1 位作者 刘勇华 苏春翌 《自动化学报》 北大核心 2025年第7期1662-1672,共11页
针对一类不确定非线性系统,提出一种基于高斯过程的在线学习控制方法.该方法首先通过障碍函数间接设定系统状态的运行区域.其次,在该区域内在线采集量测数据,利用高斯过程回归对系统中未知非线性动态进行学习.然后,通过Lyapunov稳定理论... 针对一类不确定非线性系统,提出一种基于高斯过程的在线学习控制方法.该方法首先通过障碍函数间接设定系统状态的运行区域.其次,在该区域内在线采集量测数据,利用高斯过程回归对系统中未知非线性动态进行学习.然后,通过Lyapunov稳定理论,证明了所提在线学习控制算法可保证闭环系统所有信号的有界性.与基于径向基神经网络的自适应控制方案相比,所提控制算法无需精确给出系统状态的运行区域及预先分配径向基函数中心值.最后,通过数值仿真与Franka Emika Panda协作机械臂关节控制实验,验证了本文控制算法的有效性与先进性. 展开更多
关键词 非线性系统 不确定系统 高斯过程 在线学习控制 机械臂
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异构不确定二阶非线性多智能体系统事件触发状态趋同
7
作者 李振兴 庄娇娇 +2 位作者 杨成东 邱建龙 曹进德 《自动化学报》 北大核心 2025年第4期804-812,共9页
研究异构不确定二阶非线性多智能体系统事件触发状态趋同控制问题.首先,为每个智能体设计参数观测器,用以估计不确定参数,这些观测器可渐近估计不确定参数.其次,为每个跟随智能体设计分布式参数观测器,渐近估计领导智能体不确定参数,每... 研究异构不确定二阶非线性多智能体系统事件触发状态趋同控制问题.首先,为每个智能体设计参数观测器,用以估计不确定参数,这些观测器可渐近估计不确定参数.其次,为每个跟随智能体设计分布式参数观测器,渐近估计领导智能体不确定参数,每个智能体利用邻居智能体触发时刻的采样值估计其邻居智能体的状态.基于估计的参数和邻居状态,提出完全不依赖智能体间连续信息传输的事件触发趋同算法.同时,证明在所给算法的作用下,多智能体系统能够达到状态趋同且不存在芝诺现象.最后,给出一个多单摆系统,用以验证事件触发趋同算法.仿真实验结果表明,跟随智能体的位置和速度可以渐近跟踪领导智能体的位置和速度,并且整个多智能体系统平均每秒触发8.825次.对比仿真实验显示,所提出的事件触发趋同算法可有效减少事件触发次数. 展开更多
关键词 多智能体系统 事件触发 不确定二阶非线性系统 状态趋同 异构系统
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基于模型确认的非线性转子支承系统建模方法
8
作者 杨稀 闫述 +1 位作者 王浩然 赵永刚 《航空发动机》 北大核心 2025年第1期151-157,共7页
为了建立能够准确反映转子支承系统真实结构的数学模型,提出基于模型确认辨识转子系统非线性支承刚度参数,并建立转子支承系统的非线性动力学模型的方法。采用自由状态下的转子模态测试数据对转子模型进行修正与确认,建立准确的转子模... 为了建立能够准确反映转子支承系统真实结构的数学模型,提出基于模型确认辨识转子系统非线性支承刚度参数,并建立转子支承系统的非线性动力学模型的方法。采用自由状态下的转子模态测试数据对转子模型进行修正与确认,建立准确的转子模型。在此基础上,对转子支承系统开展低幅值激励的模态测试,辨识其线性支承刚度参数,从而建立转子支承系统的底层线性模型。对转子支承系统开展不同激励水平下的恒位移振动测试,确定支承非线性刚度的函数形式,并进一步识别支承非线性刚度参数,最终建立转子支承系统的非线性动力学模型。设计加工了考虑非线性支承因素的转子系统,采用该方法建立的转子支承系统底层线性模型,与实际结构的模态频差在5%以内,模态置信准则(MAC)值在0.89以上,具有良好的相关性;进一步建立转子支承系统的非线性动力学模型,将模型预测的响应与转动试验数据进行对比,结果表明:所提出的方法能够基本准确地反映真实结构的非线性动力学特性。 展开更多
关键词 转子支承系统 非线性支承 振动测试 非线性参数识别 非线性建模 模态置信准则 航空发动机
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基于分数阶滤波器和BiGRU神经网络的Wiener非线性系统建模与辨识
9
作者 李峰 杨岳松 李生权 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第6期1181-1190,共10页
本文提出了一种基于分数阶滤波器和双向门控循环单元(BiGRU)神经网络的Wiener非线性系统建模与辨识方法,并应用于永磁同步电机的电流和电压预测.首先,通过Grünwald-Letnikov方法计算分数阶滤波器的未知系数,并利用该滤波器对输入... 本文提出了一种基于分数阶滤波器和双向门控循环单元(BiGRU)神经网络的Wiener非线性系统建模与辨识方法,并应用于永磁同步电机的电流和电压预测.首先,通过Grünwald-Letnikov方法计算分数阶滤波器的未知系数,并利用该滤波器对输入数据进行滤波,去除高频噪声,增强数据的稳健性;其次,为了提升对序列深层次特征的捕捉能力,使用BiGRU神经网络同时获取序列数据的过去和未来信息,并通过自适应动量估计技术更新BiGRU网络的参数.仿真结果表明,提出的Wiener系统能够有效建立永磁同步电机系统模型,取得了较好的预测效果.与整数阶滤波器BiGRU-attention神经网络相比,电压预测值的均方误差降低了30.87%,平均绝对误差降低了26.97%;电流预测值的均方误差降低了34.42%,平均绝对误差降低了14.88%. 展开更多
关键词 非线性Wiener系统 分数阶滤波器 双向GRU神经网络 参数辨识 永磁同步电机
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具有非线性不确定参数的电液伺服系统自适应backstepping控制 被引量:25
10
作者 林浩 李恩 梁自泽 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期181-188,共8页
针对电液伺服系统中存在非线性不确定参数的问题,提出了一种采用积分型Lyapunov函数的自适应backstepping控制方法.首先定义积分型Lyapunov函数,将电液伺服系统中的非线性不确定参数转化为线性表示;然后逐步递推设计backstepping控制器... 针对电液伺服系统中存在非线性不确定参数的问题,提出了一种采用积分型Lyapunov函数的自适应backstepping控制方法.首先定义积分型Lyapunov函数,将电液伺服系统中的非线性不确定参数转化为线性表示;然后逐步递推设计backstepping控制器,同时在控制律中加入阻尼项,从而补偿外界干扰对控制性能的影响;基于Lyapunov稳定性方法,设计了参数自适应律,并且在自适应律中引入充分光滑投影算子,实现对电液伺服系统中不确定参数漂移的抑制作用.搭建了AMESim与MATLAB的联合仿真平台,对所设计的自适应backstepping控制器进行仿真,作为对比,设计了不带有非线性参数估计的自适应backstepping控制器和PID算法.仿真表明,本文所设计的控制器具有良好的跟踪性能和补偿非线性不确定参数变化的能力. 展开更多
关键词 电液伺服系统 自适应backstepping 非线性不确定参数 参数漂移 投影算子
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含有非线性不确定参数的电液系统滑模自适应控制 被引量:66
11
作者 管成 潘双夏 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期261-267,共7页
针对含有非线性不确定参数的电液控制系统,提出了一种滑模自适应控制方法.该控制方法主要是为了解决由于初始控制容积的不确定性而引起的,非线性不确定参数自适应律设计的难题.其主要特点为,通过定义一个新型的特殊Lyapunov函数,进而构... 针对含有非线性不确定参数的电液控制系统,提出了一种滑模自适应控制方法.该控制方法主要是为了解决由于初始控制容积的不确定性而引起的,非线性不确定参数自适应律设计的难题.其主要特点为,通过定义一个新型的特殊Lyapunov函数,进而构建系统的自适应控制器及参数自适应律,并结合滑模控制方法及一种简单的鲁棒设计方法,给出整个电液系统的滑模自适应控制器,及所有不确定参数的自适应律.试验结果表明,采用该控制方法能够取得良好的性能,尤其可以补偿非线性不确定参数对系统的影响. 展开更多
关键词 自适应控制 滑模控制 电液控制系统 非线性不确定参数 LYAPUNOV 方法
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一类具有不确定参数的非线性相似组合系统的鲁棒控制器设计 被引量:9
12
作者 王银河 黎阳生 张嗣瀛 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期482-485,共4页
针对一类具有不确定参数的非线性相似组合控制系统 ,利用状态反馈精确线性化方法 ,设计出一种鲁棒控制器 .结果表明 ,相似结构确实可以简化组合系统的分析与设计 .最后的算例表明了结果的有效性 .
关键词 鲁棒控制器 非线性相似组合系统 不确定参数
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具有参数不确定性的非线性系统的鲁棒输出跟踪 被引量:4
13
作者 马晓军 文传源 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第3期354-360,共7页
研究具有非线性参数化的非线性系统的输出跟踪问题.采用时变状态反馈控制律,指数镇定输出跟踪误差,并保证非线性系统的所有状态是有界的.为了实现时变状态反馈控制律,设计高增益鲁棒观测器观测构造该控制律所需要的状态,使得整个... 研究具有非线性参数化的非线性系统的输出跟踪问题.采用时变状态反馈控制律,指数镇定输出跟踪误差,并保证非线性系统的所有状态是有界的.为了实现时变状态反馈控制律,设计高增益鲁棒观测器观测构造该控制律所需要的状态,使得整个闭环系统的输出能渐近跟踪期望输出,且该闭环系统中所有信号都是有界的. 展开更多
关键词 非线性系统 鲁棒输出跟踪 参数不确定
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非线性动态系统模型结构确定和参数估计新算法 被引量:9
14
作者 王秀峰 劳育红 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1992年第4期385-392,共8页
非线性动态系统模型一般可表示为NARMAX模型的形式,本文对此类模型给出了同时确定模型结构和参数的递推新算法,它基于“新息”理论和一些信息准则,借助于矩阵运算的技巧,将新息计算、结构确定和参数估计巧妙地结合起来,因而计算量小,并... 非线性动态系统模型一般可表示为NARMAX模型的形式,本文对此类模型给出了同时确定模型结构和参数的递推新算法,它基于“新息”理论和一些信息准则,借助于矩阵运算的技巧,将新息计算、结构确定和参数估计巧妙地结合起来,因而计算量小,并能确保得到最优的系统描述,最后用仿真例子验证了新算法的有效性。 展开更多
关键词 参数估计 非线性系统
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参数不确定非线性组合大系统的鲁棒稳定性及参数鲁棒域的估计(英)
15
作者 吕兴亚 严星刚 张嗣瀛 《应用数学》 CSCD 1997年第4期50-55,共6页
本文研究了参数不确定非线性组合大系统.首先利用现代微分几何理论将系统化为由线性子系统互联而成的组合大系统,然后给出了参数不确定非线性组合大系统鲁棒稳定性的若干判据.最后通过一个例子说明了本文的结论及参数鲁棒域的估计方法.
关键词 非线性组合系统 鲁棒稳定性 参数鲁棒域 估计
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随机参数非线性系统在确定性荷载下的随机响应分析
16
作者 尤凤翔 郎悦 《噪声与振动控制》 CSCD 2004年第6期29-32,共4页
应用摄动法和随机中心差分法,研究了具有随机参数的非线性系统在确定性荷载下的随机响应,得到了均方响应的一种近似迭代关系。并分析了随机参数反对称层合板的统计特性。
关键词 振动与波 随机参数 非线性系统 响应 分析
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含参数不确定及时滞的线性系统自适应模型预测控制
17
作者 孔令仁 亓庆源 《复杂系统与复杂性科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期136-143,共8页
探讨了一类含参数不确定和输入延迟的约束多输入多输出线性系统的自适应模型预测控制问题。提出了一种基于时变更新率的自适应更新律,实现了在输入延迟的情况下更新估计系统的不确定参数。为了处理约束,将优化问题转换为源自于min-max... 探讨了一类含参数不确定和输入延迟的约束多输入多输出线性系统的自适应模型预测控制问题。提出了一种基于时变更新率的自适应更新律,实现了在输入延迟的情况下更新估计系统的不确定参数。为了处理约束,将优化问题转换为源自于min-max优化可解的简单结构。此外,从理论上证明了闭环系统的渐近稳定性,并证明了提出的自适应模型预测控制策略是递归可行的。最后,数值模拟验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 自适应模型预测控制 输入延迟 参数不确定 离散时间系统
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参数冻结精细指数积分法在非线性车桥耦合振动分析中的应用 被引量:2
18
作者 张宇 李韶华 任剑莹 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期258-272,共15页
描述车桥耦合作用的基本问题是一个时变系统问题,且很多工况下需考虑非线性特性,使得该问题难以得到解析解,甚至数值解也可能很复杂.针对该问题的求解,提出了一种参数冻结精细指数积分法,将其应用于车桥耦合动力学模型的数值分析中.该... 描述车桥耦合作用的基本问题是一个时变系统问题,且很多工况下需考虑非线性特性,使得该问题难以得到解析解,甚至数值解也可能很复杂.针对该问题的求解,提出了一种参数冻结精细指数积分法,将其应用于车桥耦合动力学模型的数值分析中.该方法结合了精细积分和指数积分特点,并将时变系数矩阵在每一积分步参数冻结,用于获得系统振动响应的数值解.考虑汽车轮胎与桥面的力和位移耦合关系、桥面沥青铺装层、桥梁材料黏弹性和几何非线性特性,建立了车桥耦合动力学模型,并应用参数冻结精细指数积分法对该模型进行了求解.通过与近似解析解、辛Runge-Kutta算法以及经典的Newmark-β数值积分法计算结果进行对比,验证了所提出方法计算结果的有效性和准确性.在此基础上,制作了缩尺车桥耦合系统模型,测试了跨中挠度响应,进一步验证了理论建模和所提算法的有效性和实用性.通过数值计算分析了所提算法的数值特性,结果表明:提出的参数冻结精细指数积分法不仅可以处理时变、非线性问题,且具有良好的数值计算精度和长时间数值稳定性;由于精细积分的特点,参数冻结精细指数积分法的计算时间步长可以取的较大,可有效提高计算效率.因此,所提出的参数冻结精细指数积分法预期可成为求解车桥耦合动力学问题的一种新的高效算法. 展开更多
关键词 精细指数积分法 车桥耦合振动 参数冻结 非线性时变系统 辛Runge-Kutta算法
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无人机非线性状态估计:扩展精确高斯变分推理学习方法
19
作者 刘久富 Elishahidi S.B.Mvungi +3 位作者 汪恒宇 解晖 刘向武 王志胜 《国防科技大学学报》 北大核心 2025年第3期141-150,共10页
针对在对时变非线性系统进行状态估计以及参数学习时估计误差大、抗干扰能力差等问题,提出一种面向非线性系统的精确稀疏高斯变分推理的批量状态估计与参数学习方法。基于高斯变分推理提出损失函数,状态估计问题转化为对真实后验近似问... 针对在对时变非线性系统进行状态估计以及参数学习时估计误差大、抗干扰能力差等问题,提出一种面向非线性系统的精确稀疏高斯变分推理的批量状态估计与参数学习方法。基于高斯变分推理提出损失函数,状态估计问题转化为对真实后验近似问题,并引入需要学习的参数。对状态概率分布的参数使用高斯-牛顿式优化器的方法进行迭代更新,利用Stein引理、协方差矩阵的稀疏性及高斯容积方法得到完整的状态估计迭代方案。使用期望最大化学习测量模型的噪声参数,同时引入逆Wishart先验减少测量噪声和离群值对参数学习以及状态估计结果的影响。通过对无人机仿真模型进行模拟实验,在不加入无人机运动以及测量噪声真实值的情况下,对无人机轨迹能够进行精确的估计,且有效抑制测量噪声和测量离群值对轨迹估计精度带来的影响。 展开更多
关键词 精确稀疏高斯变分推理 非线性系统批量状态估计 参数学习 期望最大化方法 轨迹估计
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非线性不确定变参数系统鲁棒吸引域估计
20
作者 张斌 余联郴 +1 位作者 吴斌 曾建平 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期605-610,共6页
研究了一类非线性不确定变参数系统的鲁棒吸引域估计问题.基于李雅普诺夫稳定性理论,建立了鲁棒吸引域估计的可解性条件.利用多项式平方和技术,该条件可转化为优化问题,并通过凸优化算法直接求解.相比较传统的吸引域估计算法,避免了未... 研究了一类非线性不确定变参数系统的鲁棒吸引域估计问题.基于李雅普诺夫稳定性理论,建立了鲁棒吸引域估计的可解性条件.利用多项式平方和技术,该条件可转化为优化问题,并通过凸优化算法直接求解.相比较传统的吸引域估计算法,避免了未知项相乘导致的双线性问题以及复杂耗时的迭代计算搜索过程.最后,通过数值仿真和对比验证了本文方法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 鲁棒吸引域 不确定参数 非线性 凸优化 平方和
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