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一类非仿射离散非线性系统的直接自适应模糊滑模控制 Article

Xiao-yu ZHANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第12期页码 1331-1343 doi: 10.1631/FITEE.1500318

摘要：针对非仿射离散非线性系统的带干扰轨迹跟踪问题，提出一种直接自适应模糊滑模控制设计。为了获得自适应特性及消除滑模控制抖振，通过使用一个动态模糊逻辑系统（Dynamic fuzzy logical system, DFLS）实现等价控制。DFLS的参数实行在线自调节。用Lyapunov分析方法验证了滑模控制的稳定性，结果表明，整个系统渐近稳定且具备自适应、消除抖振的特点。通过数值仿真和一个2自由度机械臂的应用设计仿真证明了所提出设计的良好性能。

关键词：非线性系统；离散系统；动态模糊逻辑系统；直接自适应；滑模控制

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非线性系统的高增益滑模输出跟踪

王新华,陈增强,袁著祉

《中国工程科学》 2004年第6卷第2期页码 38-43

摘要：

基于非线性系统线性化后得到外部动态与内模动态，设计一种线性化观测器，使得当摄动参数在有限范围内任意取值时，观测器误差渐近为零。并且利用在有限时间到达平衡点的连续滑动模态，设计一种连续形式的高增益滑模控制器，使得实际输出与参考输出的差渐近收敛到零。稳定性分析和仿真试验表明，该控制系统具有较强的鲁棒性和快速收敛性。

关键词：非线性系统外部动态内模动态滑模控制鲁棒性

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双轮铣槽机铣削系统自适应模糊积分滑模转速控制

Qi-yan Tian, Jian-hua Wei, Jin-hui Fang, Kai Guo,jhfang@zju.edu.cn

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第1期页码 55-66 doi: 10.1631/FITEE.15a0160

摘要：在负载特性未知、扰动复杂的情况下，本文基于自适应模糊积分滑模（AFISMC）控制算法，实现对铣削系统铣轮转速的良好控制。由于岩石和土壤复杂的负载特性，铣轮的切削扭矩与地质条件、铣轮进给速度等均存在耦合关系，而且其动态特性复杂未知，无法建立准确的数学模型。本文针对以上难点，设计新型自适应模糊积分滑模转速控制器。方法：针对双轮铣槽机铣削系统的特性，提出一种基于自适应模糊积分滑模控制（AFISMC）的铣轮转速控制方案。该控制方案将自适应控制的参数自整定特性、积分滑模控制的鲁棒性以及模糊系统独立于数学模型的特性结合起来。通过自适应模糊系统对被控对象未知模型有效逼近，使用反步法对控制器进行设计，采用Lyapunov理论证明整个闭环系统（包括自适应模糊推理系统、积分滑模控制器和被控对象）的稳定性。

关键词：铣削系统；电液系统；铣削转速控制；自适应模糊积分滑模控制

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基于离散系统滑模控制的有限时间领导—跟随一致性 Research Article

宋睿卓1,2,邢适1,2,许镇3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第7期页码 1057-1068 doi: 10.1631/FITEE.2100565

摘要：研究了离散时间二阶多智能体系统在外部干扰约束下的有限时间领导—跟随一致性问题。首先利用自适应滑模控制理论，设计了一种新的有限时间一致性方案。自适应控制律是在传统滑模趋近律基础上改进设计的，其优点是减少抖振并保持对干扰的不变性。此外，通过给出一个离散李雅普诺夫函数，证明了离散时间二阶多智能体系统的有限时间稳定性。

关键词：有限时间；领导—跟随一致性；自适应滑模控制；多智能体系统

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一类Lipschitz非线性系统的事件触发动态输出反馈控制 Research Article

刘智倩,楼旭阳,贾佳佳

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第11期页码 1684-1699 doi: 10.1631/FITEE.2100552

摘要：

本文研究一类Lipschitz非线性系统的动态输出反馈控制问题。首先，针对该系统设计了一个连续时间控制器，并且给出了系统稳定的充分条件。其次，针对该Lipschitz非线性系统提出一种新的事件触发机制，在该触发机制中引入了新的事件触发条件，并构建了事件触发控制下的闭环混杂系统。在混杂系统框架下建立了闭环系统稳定的充分条件。最后，通过在神经网络系统和基因调控网络系统中的数值仿真验证了理论结果及所提方法的优越性。

关键词： Lipschitz非线性系统；动态输出反馈控制；事件触发控制；全局渐近稳定

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面向未知连续非线性系统的间接自适应模糊规划最优控制方法

张海运1,2,孟德远2,王进1,陆国栋1

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第2期页码 141-286 doi: 10.1631/FITEE.1900610

摘要：针对动力学未知、不匹配和扰动条件下的连续非线性系统，提出一种新的间接自适应模糊规划最优控制方案。首先，建立非线性系统汉密尔顿-雅各比-贝尔曼（HJB）方程及其匹配的性能函数。与现有自适应动态规划（ADP）方法不同，在执行器-评判器架构下，所提方案采用特殊的非二次变量性能函数作为强化媒介。构造一个自适应模糊规划的评判器结构来配置性能函数的权重矩阵，以逼近和平衡非线性HJB方程。同时，设计一种并行的自组织学习技术用于自适应更新该评判器的权重。在此基础上，提出一种自适应最优反馈控制器与一个新形式的增广黎卡提方程作为执行器，实时优化模糊规划后的性能函数。通过设计上述执行器-评判器架构获得一种在线间接自适应最优控制机制，可同时实现最优成本函数和最优控制策略的连续实时自适应调整。该方法的控制收敛性和闭环稳定性得到证明和保证。

关键词：间接自适应最优控制；汉密尔顿-雅各比-贝尔曼方程；模糊规划评判器；自适应最优控制执行器；执行器-评判器架构；未知非线性系统

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不对称时变状态约束下非线性系统自适应有限时间事件触发控制 Research Article

魏岩1,罗均2,严怀成3,王曰英2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第12期页码 1551-1684 doi: 10.1631/FITEE.2000692

摘要：研究了状态约束下多输入多输出不确定非线性系统的自适应有限时间事件触发控制问题。为防止系统状态违反非对称时变约束，建立tan型非线性映射函数，将所考虑的系统转化为等价无约束系统。在虚拟控制信号中引入光滑切换函数，以避免传统有限时间动态面控制方法在零附近的奇异现象。同时，采用模糊逻辑系统补偿未知非线性函数。引入合适的事件触发机制确定何时控制律更新。利用李雅普诺夫稳定性理论分析，证明闭环系统是半全局最终有限时间稳定的，且不违反状态约束。最后，通过仿真实例验证了所设计控制方法的有效性。

关键词：事件触发控制；非线性映射；自适应模糊控制；有限时间；状态约束

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非线性系统的自适应可拓控制器设计

翁庆昌,陈珍源

《中国工程科学》 2001年第3卷第7期页码 54-58

摘要：

探讨可拓控制器的设计方法,利用自适应控制的设计策略来修正可拓控制器的增益参数,以近似获得所期望的最佳控制。所提出的控制器结构仅需调整单一参数,故易于实现。另外,引入最大值控制以保证所设计的可拓控制系统的稳定性，并将该控制器应用在非线性系统的控制上,以验证它的有效性及控制能力。

关键词：可拓理论自适应控制可拓控制器鲁棒稳定性

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带有预设性能的高阶多输入多输出非线性系统自适应跟踪控制 Research Articles

王雪娆1,2,王庆领1,2,孙长银1,2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第7期页码 986-1001 doi: 10.1631/FITEE.2000145

摘要：本文针对一类不确定多输入多输出非线性系统提出一种基于观测器的自适应预设性能跟踪控制策略，同时考虑了系统中可能存在的不确定性。为估计被控系统中的不确定性以及外部扰动，本文构建了一类新颖的有限时间神经网络干扰观测器。此外，为保证系统可以达到预设性能，采用一类误差转换方法，可以将时变约束转换为一种等价的非时变约束。随后，基于障碍李雅普诺夫函数以及反步方法，提出一种基于观测器的跟踪控制策略。经证明，本文所设计的控制方法可以使闭环系统所有信号实现有界，跟踪误差满足预设的时变性能指标。最后，无人机系统数值仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

关键词：自适应跟踪控制；预设性能；输入饱和；干扰观测器；神经网络

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基于知识的多变量非线性系统变结构解耦控制

涂承媛,曾衍钧

《中国工程科学》 2001年第3卷第10期页码 48-52

摘要：

文章提出了一种基于知识的变结构解耦控制策略，并用于多变量非线性系统的控制，避免了传统解耦控制所必须的建模过程，特别是避免了相应的大量复杂的矩阵运算。阐述了其控制知识库中的一些模块，给出了其算法要点。提出的策略成功地用于一个3×3强耦合系统一三绕组加热标准温度源的恒温控制，得到了温度稳定性和温度均匀性都优于1℃的效果，这是传统方法用于该系统所无法实现的。

关键词：多变量非线性系统解耦控制基于知识的变结构解耦

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使用基于多目标粒子群算法多层自适应模糊推理系统晶闸管控制串联电容器补偿技术的互联多源电力系统动态稳定性增强器 Article

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《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第3期页码 394-409 doi: 10.1631/FITEE.1500317

摘要：在互联有电力系统中，载荷条件变化引起的结线功率交流与频率动态振荡的抑制已成为自动发电控制（automatic generation control, AGC）的重要职责。为缓解因负载变化导致的系统振荡，柔性交流输电系统（flexible AC transmission systems, FACTSs）可视为一种实用有效的解决方案。本文采用了一种隶属于FACTSs族的晶闸管可控串联补偿器（thyristor-controlled series compensator, TCSC），来增强互联电力系统多源的整体动态性能。为此，我们使用一种分层自适应神经模糊推理系统控制器－晶闸管可控串联补偿器（hierarchical adaptive neuro-fuzzy inference system controller-TCSC由于多目标粒子群优化算法（Multi-objective particle swarm optimization, MOPSO）在解决非线性目标问题上具有较高性能，已被用于这一优化问题中。

关键词：分层自适应神经模糊推理系统控制器；晶闸管控制串联电容器补偿技术；自动发电控制（AGC）；多目标粒子群优化算法；电力系统动态稳定性；相互联系的多源电力系统

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基于自适应网络模糊推理系统的移动机器人导航控制器 Research Article

Panati SUBBASH, Kil To CHONG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第2期页码 141-151 doi: 10.1631/FITEE.1700206

摘要：提出一种基于自适应网络模糊推理系统（ANFIS）的差分驱动移动机器人导航控制器，用超声波传感器捕捉移动机器人周围的环境信息。设计了一个基于模糊逻辑的导航控制器，用于获取数据集训练ANFIS控制器。在移动机器人导航过程中，考虑到环境噪声对传感器读数的影响，将加性高斯白噪声添加到传感器读数中并反馈给已训练的ANFIS控制器。在3种不同环境下对移动机器人进行导航，评价该导航控制器的鲁棒性。通过与已有移动机器人导航控制器（如神经网络、模糊逻辑）比较行程长度、行程效率、弯曲能量，验证ANFIS控制器性能。仿真结果表明，与其他控制器相比，ANFIS控制器具有更好性能，能够在不同环境中顺利导航且不与障碍物发生碰撞。

关键词：自适应网络模糊推理系统；加性高斯白噪声；自主导航；移动机器人

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基于分布式事件触发策略的异构非线性多智能体系统包含控制 Research Articles

孙雅妮,邹文成,郭健,向峥嵘

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第1期页码 1-140 doi: 10.1631/FITEE.2000034

摘要：研究分布式事件触发策略下高阶异构非线性多智能体系统包含控制问题。为实现包含控制目标并减少智能体间的通讯损耗，采用反推控制法、李雅普诺夫函数分析法和神经网络，提出一种分布式事件触发控制策略。为避免对状态误差的连续监测，将事件触发情形的结论推广到自触发控制情形。所提控制协议和触发规则确保每个智能体的输出能在一定误差范围内收敛到有多个领导者信号组成的凸包中。

关键词：多智能体系统；分布式事件触发控制；包含控制；异构非线性系统；Zeno现象

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基于逻辑系统框架的节能换档控制策略设计 Research Articles

Ming-xin KANG, Jin-wu GAO

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第2期页码 340-350 doi: 10.1631/FITEE.1900459

摘要：交通信息的有效获取为汽车动力系统节能减排控制带来巨大潜力。提出一种旨在提升汽车燃油经济性能的基于逻辑控制的换挡策略。考虑到档位控制的离散特性，换挡策略可在逻辑系统框架下设计。鉴于此，汽车车速动态被离散量化为若干逻辑状态，进而可用马尔可夫过程模型建模为一个逻辑系统。在逻辑系统框架下，将汽车燃油优化问题建模为滚动时域档位优化控制问题，并采用基于代数运算的动态优化算法在线求解最优档位控制策略。仿真结果表明，相较于传统换挡策略，所提出的控制器能有效提升燃油经济性能。

关键词：随机逻辑系统；换挡策略；滚动时域优化；交通信息；节能驾驶

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基于实测时间序列的非线性系统恢复力识别

许斌,贺佳

《中国工程科学》 2011年第13卷第9期页码 76-82

摘要：

提出一种完全基于激励和结构响应实测数据的结构动力系统非线性恢复力识别方法，并通过在一个4层钢结构模型中引入具有非线性特性的磁流变阻尼器（MR）模拟非线性恢复力，基于此模型结构在不同的激励方式下的动力响应测量数据，验证了该方法的有效性。对于结构的各自由度均受到激励的情况，运用最小二乘拟合算法识别出等效线性系统的物理参数（质量、刚度和阻尼矩阵），进而得到模型结构振动过程中MR阻尼力随时间变化情况并与实验实测结果进行了比较。针对结构仅在有限自由度上受到激励的情况，对以上方法进行了改进，提出了一种非线性系统恢复力的非参数化识别方法，利用结构中弹性恢复力的对称关系，分步确定了结构各层间恢复力模型，从而得到MR恢复力的大小并与实测结果进行了比较结果表明，基于时域实测信号的非线性系统恢复力识别法在完整激励和非完整激励下均能有效地识别结构的非线性恢复力特性。文章所述方法可以运用于工程结构在动力荷载作用下的损伤发生发展过程的监测与识别。

关键词：非线性恢复力磁流变阻尼器最小二乘拟合等效线性系统非参数化模型