一、具有最优动态性能的鲁棒镇定控制器设计（论文文献综述）
李垚熠[1]（2021）在《永磁同步电机伺服系统的全局鲁棒输出调节方法研究》文中研究表明如今,永磁同步电机在电动汽车、航空航天、机器人等工业应用领域已被公认为一种流行的驱动设备。然而,永磁同步电机普遍存在负载转矩干扰和参数不确定性,特别是当参考信号或干扰信号是时变信号的时候,其跟踪精度会降低。因此,在考虑负载转矩干扰和参数不确定性的情况下,实现永磁同步电机高精度跟踪控制是具有挑战性的。此外,当永磁同步电机作为电动汽车的驱动装置时,电动汽车模型因包含永磁同步电机与车辆传动系统从而变成了一个复杂的多变量非线性系统。然而,复杂的车辆运行环境中往往伴随着系统参数的变化以及外部干扰的引入,从而会降低电动汽车的速度跟踪精度。因此,在同时考虑外部干扰和参数变化的情况下,实现电动汽车的精确速度跟踪控制同样是具有挑战性的。以上任务均可以被描述为一个多输入多输出非线性系统的全局鲁棒输出调节问题。考虑到全局鲁棒输出调节方法可以实现不确定系统的渐近跟踪与干扰抑制,因此,采用全局鲁棒输出调节方法研究永磁同步电机伺服系统以及电动汽车的跟踪控制问题具有重要的意义。本文的主要的研究工作如下:（1）研究了永磁同步电机的全局速度跟踪与干扰抑制问题,提出了一个基于内模的永磁同步电机速度控制方法。该方法不仅可以在参考速度和/或负载转矩干扰是时变信号的情况下实现高精度的速度跟踪,而且允许所有电机参数不确定。仿真和实验结果均验证了所提方法的有效性。（2）研究了永磁同步电机的全局位置跟踪与干扰抑制问题,提出了一个基于内模的永磁同步电机位置控制方法。该方法不仅可以在参考位置和/或负载转矩干扰是时变信号的情况下实现高精度的位置跟踪,而且允许所有电机参数不确定。仿真和实验结果均验证了所提方法的有效性。（3）研究了永磁同步电机驱动电动汽车的速度跟踪与干扰抑制问题。针对永磁同步电机与车辆传动系统整合后的非线性系统,提出了一个基于内模的状态反馈控制律用于解决电动汽车的速度跟踪控制问题。该方法不仅能在具有外部干扰的情况下实现高精度的速度跟踪,而且允许所有系统参数不确定。仿真结果验证了所提方法的有效性。
沈乐萍[2]（2020）在《基于T-S模糊模型的奇异摄动系统滑模控制》文中研究指明非线性不确定系统的先进控制是现代控制理论的热点问题之一,引起众多专家和学者的广泛关注。现有方法难以用于航空航天、化工过程和电力电子等工程领域的具有非线性、不确定性、多源干扰、多时间尺度特性等综合复杂特性的动态系统。鉴于此,本文将T-S模糊模型、滑模控制和奇异摄动理论相结合,研究基于T-S模糊模型的奇异摄动系统滑模控制方法,旨在解决具有非线性、不确定性、多源干扰和多时间尺度特性的系统控制问题。本文主要工作概括如下:1.提出基于扰动观测器（Disturbance Observer,DOB）的奇异摄动系统模糊滑模镇定控制方法。首先,针对系统中存在的干扰,结合T-S模糊系统的结构特点,设计一种DOB;接下来,设计基于观测器的滑模镇定控制器,并证明该控制器满足到达条件;其次,通过求解线性矩阵不等式（Linear Matrix Inequalities,LMIs）确定滑模控制器参数,并利用Lyapunov稳定性理论证明闭环系统的稳定性;最后,利用仿真结果说明该控制方法的有效性和优越性。2.提出奇异摄动系统的模型参考模糊滑模跟踪控制方法。首先,针对基于T-S模糊模型的奇异摄动系统,结合参考信号模型构造增广的奇异摄动系统;其次,设计整体的积分滑模面,采用LMIs方法设计跟踪控制器增益矩阵,并证明闭环系统的稳定性;最后,利用非线性电路仿真实验说明该方法的有效性。3.提出带有折扣因子的奇异摄动系统模糊滑模跟踪控制方法。首先,针对基于T-S模糊模型的奇异摄动系统,结合参考信号模型构造增广的奇异摄动系统;其次,提出带有折扣因子的H∞性能指标来处理有界参考跟踪信号,通过求解LMIs确定滑模跟踪控制器增益矩阵,并分析闭环系统的状态是有界的;最后,利用电机系统仿真实验说明该方法的实用性和有效性。
胡艳梅[3]（2020）在《线性参变系统的有限时间控制及其应用》文中研究说明线性参变（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。
张宇哲[4]（2020）在《布放载荷强扰条件下UUV快速镇定控制方法研究》文中进行了进一步梳理无人水下航行器（UUV）在海洋资源开发、搜索侦查、海上作战等军事、民用方面有着广泛的应用。目前,UUV正朝着大深潜、长续航以及多功能等方向发展,其中能够携带布放多功能载荷的UUV研发势在必行,对于国防及科研均有重要意义。UUV布放载荷的过程十分复杂,涉及到载荷出管时对UUV产生的反作用力,载荷出管使UUV产生浮重不平衡在垂向上产生力及力矩,以及外界不确定环境及海流对UUV产生的干扰。在受到各种扰动时,UUV能否保持自身位姿成为顺利布放载荷任务的关键。本文将针对布放载荷UUV的快速镇定控制进行以下研究:首先,为UUV建立大地坐标系和艇体坐标系,根据UUV的空间运动及流体力学,建立UUV五自由度运动学和动力学方程。分析了海流对UUV的干扰,并建立海流干扰模型。而后针对水下水下几种常用布放载荷方式进行分析研究,选取了自航式发射方式进行布放载荷。对载荷出管的运动及受力进行分析,得到载荷运动方程及对UUV产生的强干扰力模型。其次,针对载荷布放对UUV造成的强扰动设计配置合理的UUV控制系统,设计合理的补水舱,并详细分析了补水舱的进水过程,得到其进水方程,以及水舱补水对UUV产生的力及力矩。而后对UUV的推进器系统进行合理配置,设计分析了推进器的推力逻辑分配。分别计算出推进器在各自由度所能提供的最大推力,并分别针对海流干扰以及载荷布放强扰动所造成的干扰力进行对比,分析了 UUV自身位姿保持能力。再次,针对UUV布放载荷受到强扰动其自身姿态位置会发生较大变化的问题,运用鲁棒H∞控制方法为其设计鲁棒镇定控制器。根据UUV五自由度误差模型及整合的干扰力模型,运用黎卡提方程法设计出鲁棒H∞控制器。并设计合理的李雅普诺夫函数,证明了所设计控制器的稳定性,通过仿真验证了控制器效果。最后,根据对UUV执行布放载荷任务的工作特点,进一步对所设计的鲁棒镇定控制进行仿真验证。分别进行了海流干扰条件下以及海流干扰且有航速条件下两种情况的UUV布放载荷仿真,通过鲁棒H∞控制器与传统PID控制相对比,根据仿真结果,证明了本文所设计的鲁棒H∞控制器的鲁棒性、有效性、合理性以及快速性。
黄林彬[5]（2020）在《高比例电力电子装备电力系统的同步稳定分析与控制设计》文中研究指明随着新能源、直流输电、微电网、变频传动负荷等技术的发展,以电力电子为接口的并网装备（后文称之为“变流器”）在电网中的渗透率不断提高,现代电力系统且正在逐渐演变成由电力电子装备和同步发电机共同占主导的高比例电力电子装备电力系统。并且,电网中电力电子装备类型及其控制结构类型呈现多样性,设备的不同控制回路之间、设备与设备间、设备与网络间更是呈现强耦合,这些因素都使得现代电力系统的动态特性愈发复杂。特别地,电力电子装备并网同步控制单元的动态特性与同步发电机的同步特性迥异,导致目前对高比例电力电子装备电力系统的同步稳定机理与动态特征认识还不全面,无法从理论上指导大规模电力电子装备的“友好型并网”,这极大程度上限制了电网大规模接纳新能源的能力,同时也为电网的稳定运行与稳定控制带来了严峻的挑战。在这样的背景下,本文以多类型与多控制结构的电力电子并网装备为研究对象,旨在从大干扰稳定与小干扰稳定两个维度分析电力电子并网装备的同步机理与动态特征,从而从理论上指导“并网友好型”的并网同步单元的控制设计,提升高比例电力电子装备电力系统的同步稳定裕度与安全稳定性。主要完成的工作可以概括为以下三个部分:第一,在小干扰同步稳定方面,提出了基于同步主导回路的同步稳定分析方法,并以此分析锁相环型变流器和组网型变流器在其同步单元主导下的小干扰同步稳定性。重点探索了在不同的同步单元设计下变流器的同步机理以及在不同电网强度下的同步稳定裕度变化规律。研究表明,锁相环回路在弱电网工况下会与其他控制回路以及电网动态产生复杂的强耦合特性,并导致系统的稳定裕度大为降低,危及电网的小干扰同步稳定性。相比之下,组网型变流器对电网强度呈现出更强的适应性与更好的鲁棒性,因此更适用于接纳大规模的电力电子并网装备。第二,在大干扰同步稳定方面,提出了基于虚拟功角与虚拟功角曲线的同步稳定分析方法,并以此分析组网型变流器在大干扰下的运动变化过程。通过对两种典型大干扰场景（功率阶跃和电压跌落）的分析指出,组网型变流器在大干扰下会由于电流限幅而由电压源外特性退变成电流源外特性,从而导致系统的同步稳定裕度大为降低,且在暂态过程中可能进入不期望的稳定平衡点从而使电压外环一直失效。基于虚拟功角曲线分析,提出利用变流器同步单元设计的灵活性改善虚拟功角特性的设计方法,提高组网型变流器的大干扰同步稳定性。第三,在同步稳定控制设计方面,基于前述同步稳定性的分析方法与以此建立的对系统同步特性的物理理解,探索了相应的同步单元设计方法,以提升变流器自身的同步稳定性以及电网的同步稳定性。围绕这一点,论文主要从以下三个方面进行了相关研究:1.基于同步主导回路分析结果,系统性地提出了对同步单元的回路整形方法,从而提高系统的小干扰同步稳定性。进一步地,基于同步主导回路分析与复转矩分析法之间的联系,将其应用于分析同步单元的设计对电力系统机电振荡模式（低频振荡）的影响,并指导设计具有低频振荡抑制功能的同步单元辅助回路。研究表明,变流器的虚拟惯量模拟会使其会参与到电力系统低频振荡中,且频率检测回路起负阻尼效应,而通过对该回路合理的频域特性整形可以消除其负阻尼效应。2.针对当前直流电压控制型变流器对电网强度鲁棒性低的问题,提出一种利用直流电容动态实现变流器并网自同步的同步单元控制结构,弥补了当前直流电压控制型变流器依赖于锁相环控制结构实现并网同步而对电网强度不鲁棒的缺点。研究表明,所提出的控制结构极大地提升了变流器对电网强度的适应性与鲁棒性。论文还进一步探索了所提出的控制结构在多端直流中的应用,研究表明该控制结构可以方便地实现直流电压-有功下垂从而使多端直流运行于对等控制模式并显着地提高换流站对电网强度的适应性。3.为了进一步提升变流器对电网强度的适应性与鲁棒性,并探索同步单元更为通用的控制结构,提出了适用于变流器同步单元的H∞控制设计框架,并阐述了如何通过权函数的设计实现期望的控制目标和动态特性。探讨了所得到的同步控制器的最优性与鲁棒性,并证明了所得到的控制器在网络特性满足一定条件时可以去中心化地保证多设备系统的全局稳定性。
吴佳伟[6]（2020）在《具有输入饱和与多输入时滞的控制系统的全局镇定》文中指出在许多实际的动态系统中,硬件上的物理输入饱和决定了控制信号的幅度总是受到限制。饱和对于控制系统的执行器来说是一种潜在性的问题,它经常严重地限制系统的性能,导致控制不精确甚至闭环系统不稳定。因此研究具有输入饱和系统的镇定问题是必要的。同时,在航空航天系统、化工系统、通信系统等实际工业系统中,时滞现象是不可避免的,尤其是多输入时滞。如果在控制器的设计当中忽略它的存在,则会导致系统过冲甚至系统的不稳定。因此,针对具有输入饱和与多输入时滞系统的研究是具有十分重要的意义。本文将针对具有输入饱和与多输入时滞的控制系统的全局镇定问题展开研究,并将所建立的部分理论应用于解决圆形航天器交会系统的全局镇定问题。主要内容如下:针对具有多输入时滞的连续线性系统,提出新的方法设计全局镇定状态反馈控制律。首先将其转换为一系列具有单一输入的线性时滞系统,利用转换前后两个系统的特征值相同,即稳定性等价进行解耦。针对解耦后的系统,通过构造一种特殊的含有时滞的状态变换,将其转换为状态和输入变量中都含有时滞的线性系统。针对转换系统,在一定的约束条件下利用极点配置设计反馈增益,从而使闭环极点在一定的区域内。此时系统具有最大的状态衰减率,最后通过仿真对比,验证所提出方法的优越性。针对具有输入饱和与多输入时滞的连续系统,提出新的方法来设计镇定控制律。首先将其转换为一系列具有输入饱和的单一输入的线性系统,然而每个子系统之间是互相耦合的,对于每个子系统控制器来说,它不必是整个系统的全局镇定控制器。因此,可采取递归的思想针对每一个子系统构造一种特殊的含有时滞的状态变换,将其转换为状态和输入变量中都含有时滞的系统。针对转换系统,设计具有级联型饱和控制的非线性控制律,并建立保守性较小的稳定性条件。最后通过仿真验证所提出方法的优越性。针对具有输入饱和与多输入时滞的连续前馈型系统,提出新的方法来设计非线性镇定控制律。首先将其转换为一系列具有输入饱和的单一输入的非线性系统。由于非线性项的存在,通过构造一种新的特殊的状态变换,将其转换为状态和输入变量中都含有时滞的带有非线性项的系统。针对转换系统,设计具有嵌套饱和型的非线性控制律,并建立保守性较小的稳定性条件。最后通过仿真验证所提出方法的有效性。将上面提出的具有输入饱和与多输入时滞的连续系统理论应用于解决圆形航天器交会系统模型的全局镇定问题。首先将圆形航天器交会系统模型通过变换转换为用状态方程描述的多输入时滞系统,然后应用本文所建立的理论结果设计全局镇定控制器。最后通过仿真说明本文所建立的结果的实用性。
许刚[7]（2020）在《伪线性系统的模型参考跟踪控制及其应用》文中进行了进一步梳理人类的生产活动中很多模型的本质是非线性的。相比于线性系统,基于非线性系统描述运动更加精确。非线性系统控制器设计和闭环系统稳定性保障一直是控制理论中的难点,也是学者们研究的重点,具有重要的理论价值。本文的研究对象是伪线性系统,伪线性系统具有与线性系统结构相似的表达式,但其系数矩阵中含有状态变量,伪线性系统的本质是一类特殊的非线性系统。伪线性系统模型广泛存在于航天器控制、导弹控制、机械人控制等领域。近十年针对伪线性系统控制方法的研究正在展开,取得了一些理论与应用方面的研究成果。目前的研究成果主要以镇定伪线性系统为目标,研究模型参考跟踪控制问题的较少。在航天器控制等领域,很多实际控制任务可以归结为伪线性系统的模型参考跟踪控制问题。本文从伪线性系统的基础理论研究做起,延伸到方法应用进行研究工作,主要内容包括以下三方面。（1）给出了一般形式的一阶伪线性系统和一阶伪线性参考模型。基于伪线性系统直接参数化方法,提出了伪线性系统模型参考输出跟踪控制律。设计的控制器由前馈补偿控制器和反馈镇定控制器组成。前馈补偿器的作用是令闭环系统的输出可以渐近跟踪参考模型的输出。基于模型参考跟踪控制思想建立了伪线性模型参考跟踪控制器的存在条件方程组,应用广义逆理论求解得到参数化形式的前馈补偿控制器,其中含有待设计的自由参量。反馈镇定控制器是基于伪线性系统的直接参数化方法设计的,其作用是令闭环系统仅在反馈镇定控制器的作用下是渐近稳定的。虽然开环系统是伪线性系统,也是非线性的,但闭环系统在反馈镇定器的作用下是线性系统,反馈镇定控制器中同样存在自由参量,且可以配置闭环系统的极点以调节动态性能。为验证所提出的伪线性模型参考跟踪方法的有效性,使用两组不同的数值算例进行了仿真分析。（2）在提出伪线性系统模型参考输出跟踪控制律后,将其拓展应用于解决航天器姿轨联合控制器的设计。针对运行于圆轨道的目标航天器,令服务航天器带有星载设备的一面始终指向目标航天器,并对其进行绕飞运动以全方位对目标进行观测。针对这一问题,首先在二维视线坐标系框架下结合欧拉角建立5自由度的姿轨联合控制模型,根据绕飞任务的特点建立姿轨联合参考模型,然后在二阶系统框架下应用伪线性模型参考跟踪控制方法设计控制器,使被控航天器的姿轨状态可以渐近跟踪上参考模型的系统状态,从而完成固定姿态指向绕飞任务。最后通过数值仿真验证了方法的有效性。（3）伪线性模型参考跟踪参数化控制器中的自由度可以被用以提升系统所需的性能,这一点体现在针对运行于椭圆轨道航天器的固定姿态指向运动控制器设计当中。基于椭圆轨道航天器相对运动T-H方程和姿态欧拉角,建立了未进行小角度近似的伪线性6自由度姿轨联合控制模型,模型中含有有界的未知参数。根据椭圆轨道航天器固定姿态指向绕飞任务的需求和特性,建立了二阶伪线性姿轨联合参考模型,基于提出的伪线性模型参考跟踪控制律,通过在控制器存在条件方程中增加补偿项,设计了鲁棒伪线性模型参考跟踪控制器。以降低闭环系统特征值灵敏度为目标,求解降低闭环系统特征值灵敏度的优化问题,得到数值形式的自由参量矩阵。仿真结果表明,闭环系统可以在存在不确定项的情况下渐近跟踪参考模型的输出,从而完成针对椭圆轨道航天器的固定姿态指向绕飞任务。
翟明达[8]（2019）在《高速磁浮列车悬浮系统性能优化问题研究》文中研究指明随着近年来国内外多条商业运营线路的开通,磁浮列车逐渐成为轨道交通领域研究和发展的热点和焦点。高速磁浮列车作为一种新型轨道交通制式,对于解决大城市间的快速交通问题,建立和完善我国高效立体的高速客运体系具有重要意义。本文以时速600公里高速磁浮列车悬浮系统为研究对象,对悬浮系统的性能优化问题展开研究。论文针对高速磁浮列车悬浮搭接结构建立数学模型,并根据模型特性设计标称控制器。由于高速磁浮列车长期运行过程中各种扰动的影响,悬浮系统性能开始出现退化。为分析和研究列车运行过程中的悬浮系统性能,本文提出了适合悬浮系统的动态性能评价指标,并结合工程中常见的引发悬浮系统性能退化的扰动因素,对悬浮系统性能的退化情况作了重点地分析和讨论。为优化和改善列车运行过程中的悬浮系统性能,提出了一种基于Youla参数化的悬浮系统性能优化框架。同时,为实现悬浮系统性能的在线优化,设计了基于残差驱动的悬浮系统在线优化算法。围绕高速磁浮列车悬浮系统的工程化应用,设计并研制出了高速磁浮列车悬浮控制器,并利用双悬浮架试验平台完成了基本的悬浮性能测试。本文主要成果和创新如下:（1）针对高速磁浮列车中的悬浮搭接结构,建立了非线性的高速悬浮系统数学模型。结合高速悬浮系统基本功能原理以及主要结构,,对高速悬浮系统模型特性进行分析并设计了标称控制器。利用Simulink搭建了非线性悬浮系统模型并对标称控制器进行了动态仿真,客观地分析和评价了悬浮系统标称性能。由于采用标称性能指标对运行过程中的悬浮系统性能进行评价存在缺陷,提出了适合于悬浮系统的动态性能评价指标,从而为后续章节的讨论和研究打下了坚实的基础。（2）针对高速磁浮列车运行过程中悬浮系统的动态特性,总结并分析了工程中常见的引发悬浮系统性能退化的扰动因素。针对载荷变化、线路曲线变化等确定性扰动,分析并讨论了确定性扰动对悬浮系统性能的不利影响以及相应的控制与优化方案。针对非确定性扰动未知、偶发且不可预测的特性,围绕轨道随机不平顺、梁端切向扭转角变化对悬浮系统性能的不利影响,重点分析并讨论了悬浮系统性能的退化情况。（3）为优化和改善高速磁浮列车运行过程中的悬浮系统性能,提出了一种基于Youla参数化的悬浮系统性能优化框架。该框架可以在不改变现有控制器的主体结构的基础上,通过设计基于观测器的残差生成器来监测扰动发生时系统的状态变化,并通过动态调整Youla参数矩阵Q（7）z（8）实现对现有控制器的动态补偿,从而实现对悬浮系统性能的优化。（4）为实现高速磁浮列车悬浮系统性能的在线优化,设计了基于残差驱动的悬浮系统在线优化算法。完成了悬浮系统在线优化算法的稳定性证明。利用基于Youla参数化的悬浮系统性能优化框架,给出了Youla参数矩阵Q（7）z（8）参数向量的在线更新规律,从而实现了对悬浮系统性能的在线优化。通过开展扰动下的高速悬浮系统性能的在线优化仿真,验证了在线优化算法的有效性。（5）围绕高速磁浮列车悬浮系统的工程化应用,首先对高速磁浮列车悬浮控制器中的硬件电路进行了设计,其次,针对高速磁浮列车悬浮控制器的软件系统,实现了基于双DSP核心处理芯片的软件架构,从而设计并研制出了高速磁浮列车悬浮控制器。最后,搭建了高速磁浮双悬浮架试验平台,利用双悬浮架试验平台开展了一系列的悬浮系统性能测试,验证了研制的悬浮控制器的基本功能。本文提出的基于Youla参数化的悬浮系统性能优化框架以及基于残差驱动的悬浮系统在线优化算法,可以为我国时速600公里高速磁浮列车的研制和应用提供一定的理论与技术支撑。论文成果对于优化和改善高速磁浮列车长期运行过程中的悬浮系统性能具有参考价值,有助于我国时速600公里高速磁浮列车的商业化应用。
吕成兴[9]（2019）在《无人艇的哈密顿系统镇定与跟踪控制》文中研究指明近年来,无人艇系统在海洋监测、海洋测绘、矿产开发、科学考察、军事应用等领域展现出了广阔的应用前景,引起了众多研究人员的重视和关注。良好的运动控制性能是无人艇能够完成各项任务的前提,因此运动控制问题作为无人艇平台研发的核心内容引起关注。并且由于无人艇需要执行各种任务,对无人艇续航能力提升的要求越来越高。然而在设计无人艇时由于对速度、耐波能力和有效载荷等方面的权衡,提升无人艇续航能力受到制约。因此在保障无人艇运动控制性能的同时,如何设计无人艇运动控制器以减少能量损耗成为我们需要研究的问题。由电力驱动的无人艇为典型的电能和机械能变换系统,我们可以将其看成由机械端口和电气端口结合组成的二端口能量变换的装置:机械能由机械端口输出,电能由电气端口输入。因此通过能量的变换分析来判断系统运行状态,实现基于能量控制的无人艇运动控制系统,从而优化整个无人艇系统的输入能量、输出能量和损耗能量,从而实现无人艇电能利用效率的提升。从能量的角度和观点研究无人艇的运动控制,有着重要的理论意义和工程实际价值。本文主要研究工作如下:（1）无人艇的端口受控哈密顿运动模型为从能量的角度处理无人艇的运动控制问题的基础。我们在标准的船舶六自由度运动模型的基础上,简化得到无人艇水面运动三自由度的数学模型。在无人艇数学模型中考虑了非线性阻尼与模型及环境的不确定性的影响,应用端口受控哈密顿理论,建立了无人艇的端口受控哈密顿运动模型。对模型的耗散性、无源性及能量平衡等特性进行分析,无人艇运动系统可以描述为无源性系统。（2）针对欠驱动无人艇航速航向问题,提出了一种能量控制与信号控制混合的协调控制方法。端口哈密顿系统控制子系统优化了无人艇的能量消耗;反步法控制子系统使无人艇系统获取更好的动态性能。此外,当闭环系统在稳态时,能量控制器起主要作用;当闭环系统动态调节时,信号控制器起主要作用。这样可以发挥每个子控制器的优势。因此,协调控制器可以克服单独使用能量控制器时不能快速跟踪动态信号或单独使用信号控制器时不能进行能量优化的缺点。提出的控制方法具有很好的实际意义和工程价值。仿真结果验证了所提控制算法的有效性和稳定性。闭环系统不仅可以快速跟踪信号的变化,而且具有很好的稳态性能和稳定性。（3）针对无人艇镇定控制问题,设计了一种加入积分环节的能量成形镇定控制器。首先设计了基于哈密顿控制方法的镇定控制器,可以使无人艇镇定到期望的平衡点处。然后在第一步提出的设计方法中,加入积分环节实现无人艇的镇定控制,改善了控制器的稳态性能。通过稳定性分析表明设计的控制器可以保证无人艇系统的稳定性。通过仿真设计,验证了算法的有效性,可以最终实现无人艇在平衡点处渐近镇定控制。（4）针对全驱动无人艇系统的轨迹跟踪问题,提出了基于能量控制的轨迹跟踪控制器。首先构建了扰动观测器来估计未知的时变环境扰动,然后基于能量成形和阻尼注入控制原理提出了无人艇轨迹跟踪控制器。通过理论分析表明,闭环系统在平衡点处为渐近稳定的。为了应对扰动估计器不容易构造的问题,我们在能量成形和阻尼注入控制器的基础上结合L2扰动抑制理论形成了易于实现的无人艇轨迹跟踪控制器。仿真结果表明,所提出的轨迹跟踪鲁棒控制器可以有效抑制系统模型摄动和外界的干扰的影响,具有强鲁棒性和更好的稳态性能,同时闭环系统的能量损耗最小。（5）针对欠驱动无人艇系统的路径跟踪问题,改进了自适应视线法（Line of Sight,LOS）路径跟踪能量控制器。通过自适应LOS导航算法解决了欠驱动无人艇的期望路径点的航向跟踪问题,将自适应LOS导航算法得到的期望航向角作为能量航速航向控制器的期望输入,解决了欠驱动无人艇的路径跟踪问题。通过理论分析表明,闭环系统在平衡点处为渐近稳定的。仿真结果表明,自适应LOS导航算法路径跟踪能量控制器可以较好的进行路径跟踪,同时闭环系统的能量损耗最小。通过理论分析和仿真验证验证了所提算法的有效性。本文使用基于哈密顿控制方法对受复杂海洋环境干扰及模型不确定性等因素影响的无人艇的运动控制问题进行了深入讨论,主要包含:航速航向控制问题、位置镇定控制问题、轨迹跟踪控制问题、路径跟踪控制问题,为无人艇的运动控制系统设计提供了新的解决思路,优化了无人艇推进系统的能量损耗,有效的提升了无人艇的续航能力。
姬超超[10]（2019）在《移动机器人视觉伺服鲁棒模型预测控制策略研究》文中研究指明作为观察世界与认识世界的重要手段,80%外部世界信息通过视觉获取。随着信息技术、图像处理技术的发展,可以赋予移动机器人以视觉认知功能,使其具有通过图像认识世界的能力。近年来,随着移动机器人应用场景不断增加,利用视觉信息对其进行控制即视觉伺服控制具有重要的理论意义与潜在应用前景。考虑到移动机器人所具有的非完整约束以视觉伺服领域的视觉可见性约束,本文利用模型预测控制（MPC）设计视觉伺服控制器。所研究的问题及取得的主要成果如下:（1）考虑移动机器人的视觉可见性约束与动力约束,提出了移动机器人视觉伺服镇定双步预测控制策略。该控制策略分为两部分:转向预测控制器与直线预测控制器,其中,转向预测控制器控制机器人转向朝向目标位置处,使得特征点出现在视野范围内;直线预测控制器控制机器人沿直线运动,使其到达目标点。（2）考虑移动机器人模型的不确定性,提出了移动机器人视觉伺服quasi-minmax预测控制策略。采用线性参数时变（linear parameter varying,LPV）模型描述移动机器人视觉伺服模型的不确定性,利用quasi-min-max建立视觉伺服滚动时域优化问题,通过线性矩阵不等式（linear matrix inequality,LMI）技术将滚动时域优化问题转化为半正定优化问题,并得到了闭环系统的鲁棒稳定性条件。（3）考虑（2）中所设计的控制器略为保守,以及在线计算负担较重,提出移动机器人视觉伺服高效quasi-min-max预测控制策略。借鉴多Lyapunov函数min-max预测控制器设计思路,针对构成移动机器人视觉伺服LPV系统的各个模态,分别设计Lyapunov函数求取优化值函数上界,以降低（2）中所设计的控制器保守性。进一步考虑到由此所带来的额外计算负担,设计控制器的离线策略。
二、具有最优动态性能的鲁棒镇定控制器设计（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、具有最优动态性能的鲁棒镇定控制器设计（论文提纲范文）
（1）永磁同步电机伺服系统的全局鲁棒输出调节方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 输出调节理论概述 |
| 1.3 课题的研究现状 |
| 1.4 论文内容及组织结构 |
| 第二章 预备知识 |
| 2.1 永磁同步电机相关介绍 |
| 2.1.1 永磁同步电机数学模型 |
| 2.1.2 永磁同步电机矢量控制技术 |
| 2.2 鲁棒输出调节理论 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 永磁同步电机全局速度跟踪与干扰抑制 |
| 3.1 问题描述 |
| 3.2 基于内模的状态反馈控制器设计 |
| 3.3 仿真结果与分析 |
| 3.4 实验结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 永磁同步电机全局位置跟踪与干扰抑制 |
| 4.1 问题描述 |
| 4.2 基于内模的状态反馈控制器设计 |
| 4.3 仿真结果与分析 |
| 4.4 实验结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 永磁同步电机驱动电动汽车速度跟踪与干扰抑制 |
| 5.1 整体系统模型 |
| 5.2 问题描述 |
| 5.3 基于内模的状态反馈控制器设计 |
| 5.4 仿真结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间的学术活动及成果情况 |
（2）基于T-S模糊模型的奇异摄动系统滑模控制（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 奇异摄动系统概述 |
| 1.2 基于T-S模糊模型的奇异摄动系统控制研究现状 |
| 1.3 奇异摄动系统滑模控制研究现状 |
| 1.4 论文结构及研究内容 |
| 2 基于扰动观测器的奇异摄动系统模糊滑模镇定控制 |
| 2.1 问题描述与预备知识 |
| 2.2 基于T-S模糊模型的干扰观测器设计 |
| 2.3 基于观测器的模糊滑模控制器设计与能达性分析 |
| 2.4 控制器增益矩阵设计与闭环系统稳定性分析 |
| 2.5 仿真研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 奇异摄动系统的模型参考模糊滑模跟踪控制 |
| 3.1 问题描述与预备知识 |
| 3.2 模型参考模糊滑模跟踪控制器设计与能达性分析 |
| 3.3 控制器增益矩阵设计与闭环系统稳定性分析 |
| 3.4 仿真研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 带有折扣因子的奇异摄动系统模糊滑模跟踪控制 |
| 4.1 问题描述与预备知识 |
| 4.2 模糊滑模跟踪控制器设计与能达性分析 |
| 4.3 控制器增益矩阵设计与闭环系统稳定性分析 |
| 4.4 仿真研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 本文内容总结 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（3）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 |
（4）布放载荷强扰条件下UUV快速镇定控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外UUV研究现状 |
| 1.2.1 国外发展现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 UUV控制技术发展概述 |
| 1.4 鲁棒H_∞控制的概念及发展 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 布放载荷UUV运动与建模及干扰力分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 UUV运动学建模 |
| 2.3 UUV动力学建模 |
| 2.4 UUV五自由度运动模型 |
| 2.5 海流干扰力和力矩 |
| 2.6 载荷布放方法选择与干扰力分析 |
| 2.6.1 水下布放载荷常用方法 |
| 2.6.2 布放载荷的运动分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 布放载荷UUV控制系统研究及姿态保持能力分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 浮力补偿装置设计与分析 |
| 3.2.1 浮力补偿装置选取 |
| 3.2.2 补水舱的设计与进水过程 |
| 3.3 推进器系统分析 |
| 3.3.1 布放载荷UUV运动控制系统的组成 |
| 3.3.2 推进器系统 |
| 3.3.3 推进器逻辑分配 |
| 3.3.4 UUV推进器配置信息 |
| 3.4 UUV姿态保持能力分析 |
| 3.4.2 UUV抵抗海流大小分析 |
| 3.4.3 载荷布放强干扰下的UUV姿态保持能力分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 布放载荷强扰下的UUV鲁棒镇定控制器设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 鲁棒H_∞控制方法 |
| 4.2.1 鲁棒H_∞控制理论 |
| 4.2.2 鲁棒H_∞状态反馈控制 |
| 4.3 载荷布放扰动下UUV鲁棒镇定控制器 |
| 4.3.1 控制器设计 |
| 4.3.2 稳定性证明 |
| 4.3.3 仿真验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 海流干扰下布放载荷UUV镇定控制仿真 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 海流干扰条件下载荷布放仿真试验 |
| 5.3 有海流干扰且UUV有航速情况下载荷布放仿真试验 |
| 5.3.1 一节航速下载荷布放仿真试验 |
| 5.3.2 二节航速下载荷布放仿真试验 |
| 5.3.3 四节航速下载荷布放仿真试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）高比例电力电子装备电力系统的同步稳定分析与控制设计（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩写、符号清单、术语表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第二章 锁相环型变流器的小干扰同步动态 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 基于同步主导回路的小干扰同步稳定分析 |
| 2.3 单机系统稳定性结论到到多机系统的扩展 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 组网型变流器的小干扰同步动态与虚拟惯量 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 基于同步主导回路的稳定性分析及其自适应惯量控制 |
| 3.3 虚拟同步机对传统机电模式的影响 |
| 3.4 含虚拟同步机的的电网频率响应特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 直流电容动态自同步的组网型并网同步单元 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 直流电容动态自同步控制 |
| 4.3 自同步原理 |
| 4.4 小干扰稳定分析与控制设计 |
| 4.5 自同步控制在多多端直流输电中的应应用 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 组网型变流器的大干扰同步稳定性分析 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 组网型变流器大干扰暂态模型与虚拟功角特性 |
| 5.3 变流器的虚拟功角失稳机理 |
| 5.4 提高虚拟功角同步稳定性的控制方方法 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 并网变流器的鲁棒与最优同步控制设计 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 变流器同步单元的H_∞控制 |
| 6.3 并网变流器的控制目标与权函数 |
| 6.4 基于H_∞的分散式稳定判据 |
| 6.5 仿真验证 |
| 6.6 最优性的探探讨与时域响应最优 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简历 |
| 发表文章目录 |
（6）具有输入饱和与多输入时滞的控制系统的全局镇定（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的与意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究的目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 具有输入饱和控制系统的全局镇定问题的研究现状 |
| 1.2.2 时滞系统的全局镇定问题的研究现状 |
| 1.2.3 饱和时滞系统的全局镇定问题的研究现状 |
| 1.2.4 连续前馈型系统的研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 具有多输入时滞的线性系统的镇定 |
| 2.1 问题描述 |
| 2.2 状态反馈控制器设计 |
| 2.2.1 相关引理 |
| 2.2.2 主要结果 |
| 2.3 状态反馈控制仿真分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 具有输入饱和与多输入时滞的连续系统的镇定 |
| 3.1 问题描述 |
| 3.2 状态反馈控制器设计 |
| 3.2.1 相关引理 |
| 3.2.2 主要结果 |
| 3.3 状态反馈控制仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 具有输入饱和与多输入时滞的连续前馈型非线性系统的镇定 |
| 4.1 问题描述 |
| 4.2 状态反馈控制器设计 |
| 4.2.1 相关引理 |
| 4.2.2 主要结果 |
| 4.3 状态反馈控制仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 圆形航天器交会系统的镇定 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 圆形航天器交会系统模型的构建 |
| 5.3 状态反馈控制器设计 |
| 5.4 状态反馈控制仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（7）伪线性系统的模型参考跟踪控制及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 伪线性系统参数化方法的研究现状和分析 |
| 1.2.2 姿轨联合控制的研究现状和分析 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 预备知识 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 问题描述 |
| 2.3 控制器设计 |
| 2.3.1 参数化状态反馈控制器 |
| 2.3.2 参数化输出反馈控制器 |
| 2.3.3 数值算例 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 伪线性系统的模型参考跟踪控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 伪线性系统的直接参数化方法 |
| 3.2.1 系统模型与问题描述 |
| 3.2.2 控制器 |
| 3.2.3 问题描述 |
| 3.2.4 初步结果 |
| 3.2.5 主要结果 |
| 3.2.6 设计步骤 |
| 3.2.7 相关问题 |
| 3.2.8 算法仿真 |
| 3.3 伪线性系统的模型参考跟踪控制器设计 |
| 3.3.1 问题描述 |
| 3.3.2 控制器设计 |
| 3.3.3 算法步骤 |
| 3.3.4 算法仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 航天器固定姿态指向绕飞的伪线性模型参考跟踪控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 姿轨联合控制模型 |
| 4.2.1 轨道系统模型 |
| 4.2.2 轨道参考模型 |
| 4.2.3 姿态系统模型 |
| 4.2.4 姿态参考模型 |
| 4.2.5 姿轨联合模型 |
| 4.2.6 推力器配置 |
| 4.2.7 问题描述 |
| 4.3 参数化控制器设计 |
| 4.4 数值仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 椭圆轨道航天器固定姿态指向绕飞的鲁棒伪线性模型参考跟踪控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 航天器姿轨联合动力学模型 |
| 5.2.1 轨道动力学模型 |
| 5.2.2 轨道参考模型 |
| 5.2.3 姿态动力学模型 |
| 5.2.4 姿态参考模型 |
| 5.2.5 六自由度姿轨联合模型 |
| 5.2.6 问题描述 |
| 5.3 参数化控制器设计 |
| 5.4 数值仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）高速磁浮列车悬浮系统性能优化问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 高速磁浮列车悬浮系统控制与优化问题研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 高速磁浮列车悬浮系统性能优化的关键技术问题 |
| 1.4 本文的研究内容及结构安排 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 论文结构安排 |
| 第二章 悬浮系统建模、控制器设计及性能评价 |
| 2.1 高速磁浮列车悬浮系统结构与建模 |
| 2.1.1 高速磁浮列车悬浮系统结构 |
| 2.1.2 高速磁浮列车悬浮系统建模 |
| 2.2 标称控制器设计及悬浮系统标称性能 |
| 2.2.1 悬浮系统标称控制器设计 |
| 2.2.2 悬浮系统的标称性能 |
| 2.3 悬浮系统性能指标与性能评价 |
| 2.3.1 采用标称性能指标进行性能评价的缺陷 |
| 2.3.2 悬浮系统动态性能指标与性能评价 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 悬浮系统性能退化分析 |
| 3.1 悬浮系统性能退化的扰动因素 |
| 3.2 确定性扰动下的悬浮系统性能退化分析 |
| 3.2.1 载荷变化对悬浮系统性能的影响 |
| 3.2.2 线路曲线变化对悬浮系统性能的影响 |
| 3.3 非确定性扰动下的悬浮系统的性能退化分析 |
| 3.3.1 轨道随机不平顺对悬浮系统性能的影响 |
| 3.3.2 梁端切向扭转角变化对悬浮系统性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于Youla参数化的悬浮系统性能优化框架 |
| 4.1 镇定控制器及其Youla参数化形式 |
| 4.2 基于Youla参数化的悬浮系统性能优化结构 |
| 4.3 悬浮系统性能优化方案设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于残差驱动的悬浮系统在线优化算法 |
| 5.1 在线优化条件下悬浮控制系统的稳定性分析 |
| 5.2 基于残差驱动的悬浮系统在线优化算法设计 |
| 5.3 悬浮系统在线优化算法仿真 |
| 5.3.1 轨道随机不平顺扰动下的在线优化 |
| 5.3.2 梁端切向扭转角变化扰动下的在线优化 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 高速磁浮列车悬浮控制器的工程设计与实现 |
| 6.1 高速磁浮列车悬浮控制器的硬件设计 |
| 6.2 高速磁浮列车悬浮控制器的软件设计 |
| 6.3 高速磁浮列车悬浮系统试验平台 |
| 6.4 高速磁浮列车悬浮系统性能测试 |
| 6.4.1 悬浮系统基本性能测试 |
| 6.4.2 扰动下悬浮系统性能测试 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（9）无人艇的哈密顿系统镇定与跟踪控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 无人艇的国内外研究动态 |
| 1.3 无人艇的非线性控制的国内外发展现状 |
| 1.4 哈密顿控制的研究现状 |
| 1.5 本文主要研究工作 |
| 1.6 章节内容安排 |
| 第二章 无人艇运动数学模型与PCHD模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 无人艇的运动数学模型 |
| 2.2.1 坐标系及符号定义 |
| 2.2.2 运动学方程 |
| 2.2.3 动力学模型 |
| 2.2.4 无人艇三自由度模型 |
| 2.3 输入输出稳定性 |
| 2.3.1 系统的稳定性 |
| 2.3.2 LaSalle不变集定理 |
| 2.4 无源性及耗散性 |
| 2.4.1 系统的无源性 |
| 2.4.2 系统的耗散性 |
| 2.5 哈密顿系统 |
| 2.5.1 欧拉-拉格朗日(EL)系统 |
| 2.5.2 端口受控哈密顿系统 |
| 2.6 无人艇端口受控耗散哈密顿模型 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 无人艇航速航向控制 |
| 3.1 控制问题描述 |
| 3.2 无人艇航速航向控制器设计 |
| 3.2.1 航速航向能量控制器设计 |
| 3.2.2 李雅普诺夫直接法和反步法控制器设计 |
| 3.2.3 航速航向能量与信号协调控制 |
| 3.2.4 稳定性分析 |
| 3.3 仿真实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 无人艇位置镇定控制 |
| 4.1 控制问题描述 |
| 4.2 无人艇位置镇定控制器设计 |
| 4.2.1 无人艇IDA-PBC镇定控制器 |
| 4.2.2 加入积分环节的镇定控制器 |
| 4.2.3 稳定性分析 |
| 4.3 仿真实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 无人艇轨迹跟踪控制 |
| 5.1 控制问题描述 |
| 5.2 无人艇轨迹跟踪控制器设计 |
| 5.2.1 扰动观测器设计 |
| 5.2.2 状态误差PCH轨迹跟踪控制器设计 |
| 5.2.3 L_2扰动抑制轨迹跟踪控制器 |
| 5.2.4 稳定性分析 |
| 5.3 仿真实验 |
| 5.3.1 加入扰动观测器的能量轨迹跟踪控制器 |
| 5.3.2 L_2扰动抑制能量轨迹跟踪控制器 |
| 5.3.3 控制器能量损耗对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 无人艇路径跟踪控制 |
| 6.1 控制问题描述 |
| 6.2 无人艇路径跟踪控制器设计 |
| 6.2.1 视线法制导律设计 |
| 6.2.2 基于能量成形的航速航向控制器 |
| 6.2.3 自适应视线法路径跟踪能量控制器设计 |
| 6.2.4 稳定性分析 |
| 6.3 仿真实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 今后的研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（10）移动机器人视觉伺服鲁棒模型预测控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 视觉伺服研究现状 |
| 1.2.2 基于预测控制的视觉伺服研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容安排 |
| 第二章 移动机器人视觉镇定双步预测控制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 系统模型 |
| 2.2.1 问题描述 |
| 2.2.2 移动机器人运动学模型 |
| 2.2.3 摄像机成像模型 |
| 2.2.4 机器人-相机-目标点模型 |
| 2.3 控制器设计 |
| 2.3.1 转向预测控制器设计 |
| 2.3.2 直线预测控制器设计 |
| 2.3.3 优化方法设计 |
| 2.4 仿真验证 |
| 2.4.1 转向预测控制器 |
| 2.4.2 直线预测控制器 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 移动机器人视觉伺服quasi-min-max预测控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统描述 |
| 3.2.1 移动机器人视觉伺服镇定误差模型 |
| 3.2.2 移动机器人视觉伺服镇定LPV模型 |
| 3.3 控制器设计与性能分析 |
| 3.3.1 基于常规MPC方法的视觉伺服镇定控制器设计 |
| 3.3.2 基于quasi-min-max预测控制的视觉伺服镇定控制器设计 |
| 3.3.3 控制器性能分析 |
| 3.4 仿真验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 移动机器人视觉伺服高效quasi-min-max预测控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 控制器设计与性能分析 |
| 4.2.1 基于改进quasi-min-max预测控制视觉伺服控制器设计 |
| 4.2.2 控制器性能分析 |
| 4.3 移动机器人视觉伺服quasi-min-max预测控制离线策略 |
| 4.3.1 离线策略设计 |
| 4.3.2 离线策略性能分析 |
| 4.4 仿真验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 3 参与的科研项目及获奖情况 |
| 4 发明专利 |
| 学位论文数据集 |
四、具有最优动态性能的鲁棒镇定控制器设计（论文参考文献）
- [1]永磁同步电机伺服系统的全局鲁棒输出调节方法研究[D]. 李垚熠. 合肥工业大学, 2021(02)
- [2]基于T-S模糊模型的奇异摄动系统滑模控制[D]. 沈乐萍. 中国矿业大学, 2020(01)
- [3]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)
- [4]布放载荷强扰条件下UUV快速镇定控制方法研究[D]. 张宇哲. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [5]高比例电力电子装备电力系统的同步稳定分析与控制设计[D]. 黄林彬. 浙江大学, 2020
- [6]具有输入饱和与多输入时滞的控制系统的全局镇定[D]. 吴佳伟. 哈尔滨理工大学, 2020(02)
- [7]伪线性系统的模型参考跟踪控制及其应用[D]. 许刚. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [8]高速磁浮列车悬浮系统性能优化问题研究[D]. 翟明达. 国防科技大学, 2019(01)
- [9]无人艇的哈密顿系统镇定与跟踪控制[D]. 吕成兴. 青岛大学, 2019(07)
- [10]移动机器人视觉伺服鲁棒模型预测控制策略研究[D]. 姬超超. 浙江工业大学, 2019(02)