非线性控制系统的输入-状态稳定性及有关问题 被引量：5

1

作者 范子彦 韩正之 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期473-477,共5页

输入-状态稳定性是 80年代末对非线性控制系统提出的一个有用的概念 ,由于其具有广泛的应用背景 ,而得到普遍的重视 .本文介绍进入 90年代以来对这种稳定性以及由此派生出来的其他稳定性研究的主要成果 ,讨论了相关的镇定问题 。

关键词 非线性控制系统 输入-状态稳定性 可镇定性 LYAPUNOV函数

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非线性广义系统的输入-状态稳定性 被引量：3

2

作者 马合保 康会光 《安徽大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第2期9-11,共3页

研究非线性广义系统的输入-状态稳定性问题.输入-状态稳定性是非线性控制系统的一个重要性质,基于非线性系统的输入-状态稳定性概念,给出非线性广义系统输入-状态稳定(ISS)的定义,并利用ISS-Lyapunov函数给出非线性广义系统输入-状态稳... 研究非线性广义系统的输入-状态稳定性问题.输入-状态稳定性是非线性控制系统的一个重要性质,基于非线性系统的输入-状态稳定性概念,给出非线性广义系统输入-状态稳定(ISS)的定义,并利用ISS-Lyapunov函数给出非线性广义系统输入-状态稳定的一个充分条件. 展开更多

关键词 非线性广义系统 输入-状态稳定性 ISS-Lyapunov函数

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混杂系统的一致输入输出对状态稳定性 被引量：1

3

作者 楼旭阳 叶倩 崔宝同 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期516-521,共6页

混杂系统的输入输出对状态稳定性是混杂控制系统领域极富挑战性的课题之一.为了观测混杂系统的状态,本文提出了一类混杂系统的一致输入输出对状态稳定的充分条件,分析了混杂系统的一致输入输出对状态稳定性、光滑Lyapunov函数存在性和... 混杂系统的输入输出对状态稳定性是混杂控制系统领域极富挑战性的课题之一.为了观测混杂系统的状态,本文提出了一类混杂系统的一致输入输出对状态稳定的充分条件,分析了混杂系统的一致输入输出对状态稳定性、光滑Lyapunov函数存在性和状态模估计器存在性三者之间的关系.借助状态模估计器将混杂系统化为受扰动系统,获得了受扰动系统一致输入输出对状态稳定性的结果,并进一步证明了混杂系统的一致输入输出对状态稳定性. 展开更多

关键词 混杂系统 输入输出对状态稳定性 光滑Lyapunov函数 状态模估计器

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非线性广义系统的局部输入-状态稳定性 被引量：1

4

作者 马合保 贤锋 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第4期347-349,共3页

利用LISS-Lyapunov函数研究非线性广义系统的局部输入-状态稳定性问题.根据局部输入-状态稳定性要求初始状态和输入在一定范围内变化,给出非线性广义系统的相应定义,得到非线性广义系统局部输入-状态稳定(LISS)的1个充分条件.

关键词 非线性广义系统 局部输入-状态稳定性 LISS-Lyapunov函数

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跟随伺服控制系统的输入-状态稳定性

5

作者 刘启辉 向学辅 《兵工自动化》 2010年第1期80-82,84,共4页

针对跟随控制系统和"领导者"智能体队形控制系统相似的特点,通过输入-状态稳定性(Input-to-State Stability ISS)分析了跟随控制系统的稳定性,验证系统控制器的性能。跟随控制系统由主动系统和跟随系统构成,跟随系统按照确定... 针对跟随控制系统和"领导者"智能体队形控制系统相似的特点,通过输入-状态稳定性(Input-to-State Stability ISS)分析了跟随控制系统的稳定性,验证系统控制器的性能。跟随控制系统由主动系统和跟随系统构成,跟随系统按照确定的跟随模型跟随主动系统。跟随控制系统输入-状态稳定性把主动系统的控制输入与跟随控制系统内部状态联系起来,并描述了控制输入对系统稳定性能的影响方式。相对其他分析法,采用ISS分析跟随系统的稳定性具有不依赖于误差传播的衰减和确定最差边界及计算简单等优点。试验结果表明,采用ISS分析得到的控制器的系统是稳定的,实际系统运行情况验证:在控制器控制下,跟随系统按照确定的跟随模型跟随主动系统,在主动系统的有界外界输入情况下,跟随性能有了显著的提高。 展开更多

关键词 伺服控制 跟随控制系统 稳定性 输入-状态稳定性

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直线电机运动系统输入到状态稳定性分析

6

作者 徐永明 曹向东 +1 位作者 李旭 刘海波 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第11期34-38,共5页

直线电机是一种典型的直接驱动系统,具有高速度、高精度和大推力的优点,适用于各种高端装备中的精密直线运动场合。然而,直线电机运动系统的“零传动”特性,使得负载变化、非线性摩擦力、推力波动等扰动因素直接作用于系统,进而严重影... 直线电机是一种典型的直接驱动系统,具有高速度、高精度和大推力的优点,适用于各种高端装备中的精密直线运动场合。然而,直线电机运动系统的“零传动”特性,使得负载变化、非线性摩擦力、推力波动等扰动因素直接作用于系统,进而严重影响系统的性能和运动精度。为了分析扰动对系统状态的影响,针对直线电机运动系统进行建模并研究系统的输入到状态稳定性分析问题,提出一种基于李雅普诺夫方法的直线电机运动系统输入到状态稳定性分析方法,建立控制器增益与系统输入到状态稳定性之间的关系,为控制器增益的选取提供理论支持。 展开更多

关键词 直线电机运动系统 扰动 输入到状态稳定性

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时滞半Markov切换随机系统输入–状态稳定性分析的时变驻留时间条件方法

7

作者 刘乾 何勇 宁重阳 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期322-330,共9页

本文针对时滞半Markov切换随机系统,建立了一种基于时变驻留时间条件的不定多重Lyapunov-Razumikhin函数方法,给出了系统输入–状态稳定性和积分输入–状态稳定性判别条件.一方面,构造了一种不定多重Lyapunov函数,不要求每个子系统对应... 本文针对时滞半Markov切换随机系统,建立了一种基于时变驻留时间条件的不定多重Lyapunov-Razumikhin函数方法,给出了系统输入–状态稳定性和积分输入–状态稳定性判别条件.一方面,构造了一种不定多重Lyapunov函数,不要求每个子系统对应的Lyapunov-Razumikhin函数导数总是保持负定,从而放宽了对于子系统稳定性要求,甚至允许了不稳定子系统的存在;另一方面,提出了一种时变驻留时间条件来表示半Markov切换信号的切换次数与子系统驻留时间之间的关系,利用时变函数对切换次数进行估计,间接放松了不定多重Lyapunov-Razumikhin函数选取的限制.最后,数值算例验证了所提方法的有效性. 展开更多

关键词 半Markov切换系统 随机系统 时滞系统 输入–状态稳定性 Lyapunov-Razumikhin函数 不定多重Lyapu-nov函数 时变驻留时间条件

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基于仿射控制输入的输入状态稳定非线性预测控制 被引量：3

8

作者 史冬琳 毛志忠 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1388-1392,共5页

针对有扰动的约束非线性系统,提出了一种基于仿射控制输入的反馈预测控制策略.采用无穷范数定义有限时域代价函数,对其进行极大极小优化得到预测控制律,并应用输入状态稳定分析了闭环系统的鲁棒稳定性,同时还给出了确定容许扰动上界的方... 针对有扰动的约束非线性系统,提出了一种基于仿射控制输入的反馈预测控制策略.采用无穷范数定义有限时域代价函数,对其进行极大极小优化得到预测控制律,并应用输入状态稳定分析了闭环系统的鲁棒稳定性,同时还给出了确定容许扰动上界的方法.最后,数值仿真说明本文的预测控制策略是有效的. 展开更多

关键词 非线性系统 模型预测控制 输入状态稳定性 仿射控制输入 扰动

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有界扰动多变量Hammerstein系统输入到状态稳定模型预测控制 被引量：6

9

作者 何德峰 余世明 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期605-612,共8页

考虑具有状态和控制约束的有界未知扰动多变量Hammerstein系统,提出一种具有输入到状态稳定和有限L_2增益性能的鲁棒非线性模型预测控制策略.基于多变量线性子系统H_∞控制律,滚动预测非线性代数方程的解算误差,继而在线优化计算满足系... 考虑具有状态和控制约束的有界未知扰动多变量Hammerstein系统,提出一种具有输入到状态稳定和有限L_2增益性能的鲁棒非线性模型预测控制策略.基于多变量线性子系统H_∞控制律,滚动预测非线性代数方程的解算误差,继而在线优化计算满足系统约束条件的预测控制量.利用输入到状态稳定性概念和L_2增益思想,建立闭环系统关于该扰动信号具有鲁棒稳定性和L_2增益的充分条件,使闭环系统不仅满足系统约束,而且对不确定扰动输入和解算误差具有鲁棒性.最后以工业聚丙烯多牌号切换过程控制为例,仿真验证本文算法的有效性. 展开更多

关键词 HAMMERSTEIN模型 模型预测控制 约束控制 输入到状态稳定性 L2增益

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一类具有时变系数的抛物系统的积分输入状态镇定问题

10

作者 陈巧玲 郑军 朱谷川 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2259-2268,共10页

对于具有时变系数的抛物系统,如何通过非时变的核函数进行边界反馈控制设计以确保闭环系统的稳定性,一直是极具挑战性的问题.本文考察一类特殊的具有时空变系数的抛物系统的镇定问题.具体地,在未对时变系数施加Gevrey条件也未使用事件... 对于具有时变系数的抛物系统,如何通过非时变的核函数进行边界反馈控制设计以确保闭环系统的稳定性,一直是极具挑战性的问题.本文考察一类特殊的具有时空变系数的抛物系统的镇定问题.具体地,在未对时变系数施加Gevrey条件也未使用事件触发策略的前提下,本文通过与时间变量无关的核函数设计一个边界反馈控制器以镇定系统;为了刻画外加扰动为系统稳定性带来的影响,本文在输入状态稳定性理论框架下研究闭环系统的稳定性,特别地,利用Lyapunov逼近方法以及带有非局部边界条件的抛物系统的比较原理,建立闭环系统在空间L1范数下关于扰动的积分输入状态稳定性估计式.通过数值实验,进一步验证本文设计的控制器的有效性及所提出的方法的可行性. 展开更多

关键词 积分输入状态稳定性 反步法 镇定 Lyapunov逼近方法 比较原理 抛物方程 时变系数

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未知外部输入传感器网络异步触发分布式滚动时域估计

11

作者 徐晨辉 何德峰 杜海平 《自动化学报》 北大核心 2025年第7期1642-1650,共9页

考虑未知外部输入无线传感器网络的约束分布式状态估计问题,提出一种新型异步触发分布式滚动时域估计方法.首先针对传感器网络节点的有限观测能力与资源约束,设计基于异步事件触发机制的数据交互策略.同时为抑制异步事件触发可能引入的... 考虑未知外部输入无线传感器网络的约束分布式状态估计问题,提出一种新型异步触发分布式滚动时域估计方法.首先针对传感器网络节点的有限观测能力与资源约束,设计基于异步事件触发机制的数据交互策略.同时为抑制异步事件触发可能引入的最坏影响,构建基于min-max优化的分布式滚动时域状态估计器.其次,通过松弛输入矩阵条件,建立保证估计误差满足输入-状态稳定性的充分条件,并利用该条件离线确定估计器参数.进一步,将状态估计器等价转化为基于线性矩阵不等式的凸规划问题,减轻估计器在线计算负担.最后,通过对比实验验证了本文方法的优越性. 展开更多

关键词 无线传感器网络 滚动时域估计 事件触发机制 输入-状态稳定性 分布式状态估计

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具有外部干扰的不稳定剪切梁的输入–状态稳定

12

作者 张涵雯 王军民 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1339-1348,共10页

本文针对一端受到范德华力的不稳定剪切梁方程,考虑其输入–状态稳定性问题.通过可逆变换把方程等价地变成一个具有反馈循环的2×2的一阶运输方程与常微分方程的耦合系统.通过自抗扰控制方法,给出具有时变增益的扩张状态观测器来估... 本文针对一端受到范德华力的不稳定剪切梁方程,考虑其输入–状态稳定性问题.通过可逆变换把方程等价地变成一个具有反馈循环的2×2的一阶运输方程与常微分方程的耦合系统.通过自抗扰控制方法,给出具有时变增益的扩张状态观测器来估计干扰.应用Backstepping变换和干扰估计量,设计系统的反馈控制来补偿系统本身的不稳定以及消除匹配干扰.通过C0–半群方法证明闭环系统的适定性,以及Lyapunov方法证明闭环系统的输入–状态稳定性.数值仿真验证理论结果的正确性. 展开更多

关键词 不稳定剪切梁方程 反馈控制 自抗扰控制方法 输入–状态稳定性

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基于分块反步设计的飞行器姿态稳定鲁棒控制 被引量：2

13

作者 毕胜 季海波 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1878-1882,共5页

采用分块反步设计思想,结合输入状态稳定性理论,获得了一种具有鲁棒性能的飞行器姿态稳定控制方案。该方案可自然地处理姿态耦合问题,实现半全局姿态稳定控制,并对外部扰动具有鲁棒性,可直接应用在燃气动力的情况。对某空间飞行器的姿... 采用分块反步设计思想,结合输入状态稳定性理论,获得了一种具有鲁棒性能的飞行器姿态稳定控制方案。该方案可自然地处理姿态耦合问题,实现半全局姿态稳定控制,并对外部扰动具有鲁棒性,可直接应用在燃气动力的情况。对某空间飞行器的姿态控制系统进行了数值仿真,仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 分块反步设计法 输入状态稳定性 姿态控制

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基于ISS稳定的三维导弹导引律 被引量：1

14

作者 乌日娜 季海波 聂章海 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期154-157,共4页

对已有的三维球坐标系导弹-目标相对运动模型进行适当变换,得到非奇异的导弹-目标相对运动的三维非线性模型,并对所得模型设计满足输入-状态稳定(ISS)的非线性鲁棒导引律.该导引律在跟踪机动目标的情况下,控制导弹-目标间相对距离,使其... 对已有的三维球坐标系导弹-目标相对运动模型进行适当变换,得到非奇异的导弹-目标相对运动的三维非线性模型,并对所得模型设计满足输入-状态稳定(ISS)的非线性鲁棒导引律.该导引律在跟踪机动目标的情况下,控制导弹-目标间相对距离,使其按指数渐近趋于零.仿真结果表明,所设计的导弹导引律实现了打击机动目标的目的,并且在鲁棒性方面具有优势,可为实际工程应用提供新的参考. 展开更多

关键词 导引律 非线性控制 输入状态稳定性 扰动抑制

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带有稳定学习算法的小波神经网络及应用 被引量：3

15

作者 丛秋梅 柴天佑 余文 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期305-308,316,共5页

针对当系统存在未建模动态时,神经网络辨识易产生参数漂移和不稳定的问题,采用输入-状态稳定性(ISS,input-to-state stability)分析方法,获得小波神经网络权值矩阵和小波尺度参数的误差反传类时变学习算法,该算法不带有鲁棒修正即可以... 针对当系统存在未建模动态时,神经网络辨识易产生参数漂移和不稳定的问题,采用输入-状态稳定性(ISS,input-to-state stability)分析方法,获得小波神经网络权值矩阵和小波尺度参数的误差反传类时变学习算法,该算法不带有鲁棒修正即可以实现小波神经网络的鲁棒稳定性.仿真例子表明,此稳定学习算法优于一般的误差反传算法,并将带有稳定学习算法的小波神经网络用于污水处理过程出水水质COD(化学需氧量,chemical oxygen demand)的预测,获得了较好的效果. 展开更多

关键词 小波神经网络 输入-状态稳定性 稳定学习算法 鲁棒稳定性 污水处理过程 化学需氧量

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稳定RBF神经网络的在线软测量建模方法 被引量：1

16

作者 丛秋梅 邓淑贤 +1 位作者 赵宇 王艳 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第5期823-828,共6页

针对RBF（Radial Basis Function）神经网络在存在未建模动态或不确定干扰时,采用梯度下降法建模出现不稳定、实时性和鲁棒性较差的问题,提出了带有稳定学习算法的RBF神经网络在线软测量建模方法。以隐含层径向基函数为Gaussian函数的RB... 针对RBF（Radial Basis Function）神经网络在存在未建模动态或不确定干扰时,采用梯度下降法建模出现不稳定、实时性和鲁棒性较差的问题,提出了带有稳定学习算法的RBF神经网络在线软测量建模方法。以隐含层径向基函数为Gaussian函数的RBF神经网络为例,通过分析ISS（Input-to-State Stability,输入到状态稳定性）-Lyapunov函数,得到网络权值和径向基函数参数的稳定学习算法,并证明RBF神经网络辨识误差的有界性。稳定学习算法可抑制过程未建模动态和不确定干扰的影响,使软测量模型具有较高的预测精度和自适应能力。以非线性对象和实际污水处理过程为例进行了仿真,结果表明,以稳定RBF神经网络建立的软测量模型具有较好的鲁棒性和在线软测量性能。 展开更多

关键词 径向基函数 软测量 建模 稳定学习算法 输入到状态稳定性

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无人艇集群自组织协同围捕控制算法研究

17

作者 夏桂华 朱文序 +2 位作者 刘浩岩 刘兴 姜享利 《智能系统学报》 北大核心 2025年第1期162-171,共10页

无人艇(unmanned surface vessel,USV)集群协同围捕是无人艇的重要应用场景之一,文章针对无人艇集群协同围捕任务设计了一种自组织控制算法。考虑到被围对象的加速度未知且仅部分集群成员可对其测量的情况,文章设计了分布式目标状态观测... 无人艇(unmanned surface vessel,USV)集群协同围捕是无人艇的重要应用场景之一,文章针对无人艇集群协同围捕任务设计了一种自组织控制算法。考虑到被围对象的加速度未知且仅部分集群成员可对其测量的情况,文章设计了分布式目标状态观测器(distributed target state observer,DTSO),实现围捕过程中各成员对被捕对象状态的一致性观测。设计了一种自组织围捕引导律,解决了围捕算法需要为成员预分配期望位置的问题。设计了分布式非线性模型预测控制(distributed nonlinear model predictive control,DNMPC),解决了执行器饱和与艇间距离约束的问题,实现了满足避碰安全的协同围捕控制。文章分析了控制系统的输入-状态稳定性(input-to-state stability,ISS),并通过多组不同初始状态和改变成员数量的仿真实验,验证了围捕算法的有效性。 展开更多

关键词 无人艇 集群控制 协同围捕 多智能体 模型预测控制 输入-状态稳定性 状态观测器 图论

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一类不确定级联链式非完整系统的自适应镇定控制

18

作者 于江波 赵彦 田洁 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1495-1500,共6页

本文研究一类带有未建模动态及未知参数的级联链式非完整系统的自适应输出反馈镇定问题.通过构造动态增益观测器与自适应估计器,借助反步递推方法提出了一种新的自适应输出反馈镇定控制方案.本文应用切换控制策略克服了非完整系统不能... 本文研究一类带有未建模动态及未知参数的级联链式非完整系统的自适应输出反馈镇定问题.通过构造动态增益观测器与自适应估计器,借助反步递推方法提出了一种新的自适应输出反馈镇定控制方案.本文应用切换控制策略克服了非完整系统不能够通过连续反馈实现镇定控制的困难.文中设计的控制律保证了闭环系统在原点渐近镇定且状态渐近收敛于零.仿真结果验证了算法的有效性. 展开更多

关键词 非完整系统 输出反馈 动态不确定性 自适应 输入状态稳定性

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持续有界扰动下的非线性H_∞鲁棒预测控制 被引量：16

19

作者 何德峰 季海波 郑涛 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期215-219,共5页

针对未知但有界的持续扰动,提出了一种约束非线性H_∞鲁棒预测控制策略.首先,引入离散系统的输入状态稳定性概念;其次,采用仿射输入定义预测控制的控制律,并给出相应终端约束集的估计解法.进一步,得到预测控制闭环系统的鲁棒稳定性结论... 针对未知但有界的持续扰动,提出了一种约束非线性H_∞鲁棒预测控制策略.首先,引入离散系统的输入状态稳定性概念;其次,采用仿射输入定义预测控制的控制律,并给出相应终端约束集的估计解法.进一步,得到预测控制闭环系统的鲁棒稳定性结论.最后,数值仿真验证了上述策略的有效性. 展开更多

关键词 模型预测控制 输入状态稳定性 鲁棒稳定性 仿射输入 非线性约束系统

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基于backstepping方法的电子节气门控制 被引量：32

20

作者 陈虹 胡云峰 +1 位作者 郭宏志 宋同好 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期491-496,503,共7页

针对汽车电子节气门的跟踪控制要求,建立了面向控制器设计的非线性模型.采用输入整形(input-shaping)技术对跟踪输入信号进行滤波,应用backstepping方法设计了电子节气门的非线性控制器.将建模误差等不确定性看做加性外部扰动,分析了跟... 针对汽车电子节气门的跟踪控制要求,建立了面向控制器设计的非线性模型.采用输入整形(input-shaping)技术对跟踪输入信号进行滤波,应用backstepping方法设计了电子节气门的非线性控制器.将建模误差等不确定性看做加性外部扰动,分析了跟踪误差系统的输入到状态稳定性(input-to-state-stability,ISS),并据此给出了选择控制器参数的指导性准则.仿真实验表明基于backstepping的控制方法能够很好的实现电子节气门的跟踪控制. 展开更多

关键词 电子节气门 不确定性 BACKSTEPPING 输入到状态稳定性 输入整形

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