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带状态约束的非线性系统单向辅助面滑模控制 被引量:14
1
作者 傅健 吴庆宪 +1 位作者 姜长生 程路 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期1288-1294,共7页
针对带有状态输出有界约束的一类不确定仿射非线性系统,提出一种单向辅助面滑模控制器设计方法.该方法通过将状态量的约束条件引入单向辅助面的设计,并利用单向辅助面构成系统状态输出量正不变集的边界,以保证系统状态能够满足状态输出... 针对带有状态输出有界约束的一类不确定仿射非线性系统,提出一种单向辅助面滑模控制器设计方法.该方法通过将状态量的约束条件引入单向辅助面的设计,并利用单向辅助面构成系统状态输出量正不变集的边界,以保证系统状态能够满足状态输出量的约束条件.随后给出了该方法稳定性以及单向辅助面构成正不变集的理论证明,并通过仿真验证了所提出的设计方法的有效性. 展开更多
关键词 非线性系统 正不变集 滑模控制 单向辅助面 状态约束 干扰
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一种迭代收缩非线性状态约束滤波算法 被引量:8
2
作者 陈金广 李洁 高新波 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期104-109,共6页
在滤波过程中有效地利用状态约束条件,能够提高滤波精度.当状态约束为非线性函数时,可以通过泰勒级数展开法进行线性化处理.然而该方法在非线性约束函数的雅可比矩阵不存在时失效,而使用水平滑动估计算法所需要的计算量很大.为此,采用基... 在滤波过程中有效地利用状态约束条件,能够提高滤波精度.当状态约束为非线性函数时,可以通过泰勒级数展开法进行线性化处理.然而该方法在非线性约束函数的雅可比矩阵不存在时失效,而使用水平滑动估计算法所需要的计算量很大.为此,采用基于U变换的最佳量测方法解决该问题.为了降低U变换过程中基点误差对估计性能带来的影响,将非线性约束看作具有多个大小不等的噪声方差的量测值,在量测更新阶段逐步收缩噪声方差,从而不断增强约束条件.经过多次迭代,改善了状态估计的误差性能.仿真结果表明,该算法在保证较高的滤波精度的条件下,运算时间是窗口尺寸为2的水平滑动估计算法的1/27. 展开更多
关键词 非线性状态约束 U变换 状态估计 滤波 信息融合
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输出概率密度函数的最优跟踪控制:均方根B-样条模型 被引量:5
3
作者 周靖林 王宏 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期369-376,共8页
在分析均方根B样条模型在实现输出概率密度函数最优跟踪控制时存在的问题的基础上,提出了将最优跟踪控制转化为非线性状态约束下的跟踪误差最优调节器,然后依据非线性状态约束和系统模型的特点分别设计了鲁棒变结构控制器及非线性观测器... 在分析均方根B样条模型在实现输出概率密度函数最优跟踪控制时存在的问题的基础上,提出了将最优跟踪控制转化为非线性状态约束下的跟踪误差最优调节器,然后依据非线性状态约束和系统模型的特点分别设计了鲁棒变结构控制器及非线性观测器,并利用误差补偿控制来保证非线性观测器误差的有界性.仿真结果表明了提出的转换控制策略的有效性. 展开更多
关键词 动态随机系统 概率密度函数 B样条模型 状态约束 变结构控制 误差补偿控制
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具有新型状态约束的非线性系统神经网络自适应控制 被引量:1
4
作者 周淑燕 程玉虎 王雪松 《系统科学与数学》 CSCD 北大核心 2023年第8期1952-1968,共17页
针对一类具有时变非对称新型状态约束和未知时变控制增益的不确定严格反馈非线性系统,文章提出一种神经网络自适应跟踪控制算法.与通常研究的仅与运行时间有关的时变状态约束不同,文章还同时考虑了期望轨迹和系统部分状态对约束边界函... 针对一类具有时变非对称新型状态约束和未知时变控制增益的不确定严格反馈非线性系统,文章提出一种神经网络自适应跟踪控制算法.与通常研究的仅与运行时间有关的时变状态约束不同,文章还同时考虑了期望轨迹和系统部分状态对约束边界函数的影响,该类新型状态约束包含通常研究的时变约束与常数约束,因而这里研究的新型状态约束更具普遍性与实用性.此类约束边界函数的各阶导数将涉及不确定非线性动态,不再适用于控制器的设计.文章将神经网络和虚拟参数技术相结合处理不确定非线性部分,该方法无需对权重矢量参数进行直接估计,大大降低了计算负担;此外,通过构造非分段连续的非对称受限李雅普诺夫函数,降低了控制器设计与稳定性分析的复杂性.文章提出的控制算法能够保证系统在不违反时变非对称新型状态约束的情况下实现较好的跟踪性能,理论分析和仿真结果均验证了该控制算法的有效性和优越性. 展开更多
关键词 非线性系统 状态约束 受限李雅普诺夫函数 神经网络 自适应控制
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等式状态约束下的粒子滤波算法 被引量:3
5
作者 陈金广 李洁 高新波 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期596-601,共6页
针对具有等式状态约束的非线性高斯系统滤波问题,在粒子滤波过程中,通过投影方法将状态向量投影到状态约束子空间,利用拉格朗日乘子法求解修正后的状态向量。由于在粒子滤波算法中可以针对状态估计或者粒子集修正,因此,对应了两种能够... 针对具有等式状态约束的非线性高斯系统滤波问题,在粒子滤波过程中,通过投影方法将状态向量投影到状态约束子空间,利用拉格朗日乘子法求解修正后的状态向量。由于在粒子滤波算法中可以针对状态估计或者粒子集修正,因此,对应了两种能够处理等式状态约束的粒子滤波方法。新方法与常规粒子滤波算法相比滤波误差明显降低。仿真结果验证了新方法的有效性。 展开更多
关键词 非线性滤波 粒子滤波 投影方法 状态约束
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迭代收缩非线性状态约束滤波算法
6
作者 贺姗 刘沫萌 李迎 《计算机技术与发展》 2022年第11期95-99,114,共6页
在状态估计理论的实际应用中,系统的状态向量可能受到线性或者非线性约束条件的限制,如果可以将这些约束条件有效地施加到滤波过程中,则从理论上可以获得更高的滤波精度。针对非线性状态约束滤波,可以通过泰勒级数展开将非线性约束函数... 在状态估计理论的实际应用中,系统的状态向量可能受到线性或者非线性约束条件的限制,如果可以将这些约束条件有效地施加到滤波过程中,则从理论上可以获得更高的滤波精度。针对非线性状态约束滤波,可以通过泰勒级数展开将非线性约束函数线性化,该方法需求解非线性约束函数的雅可比矩阵,然而实际问题中总有雅克比矩阵不存在的情况。采用水平滑动估计算法,该算法无需求解雅可比矩阵,然而该方法需要计算非线性约束最优化问题,算法时间复杂度较高。为此,在状态向量的高斯假定下,提出了一类迭代收缩非线性状态约束滤波方法。该方法结合容积卡尔曼滤波、求积分卡尔曼滤波、中心差分卡尔曼滤波和不敏卡尔曼滤波思想,分别采用几种不同的数值方法对积分进行近似,获得了几种解决非线性状态约束的实现算法。在实现过程中,为了减小基点误差对于滤波结果的影响,采用迭代的方法,给非线性状态约束函数施加一系列噪声,使得在量测更新步骤中方差逐步收敛,使约束逐渐增强,提高了状态估计的精度。实验结果表明,该类方法的几种实现算法滤波精度较高,时间复杂度较为适中,无需求解雅可比矩阵或黑森矩阵。 展开更多
关键词 非线性状态约束 状态估计 不敏卡尔曼滤波 容积卡尔曼滤波 求积分卡尔曼滤波 中心差分卡尔曼滤波
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线性等式约束下两种集合卡尔曼滤波的等价性 被引量:1
7
作者 谢莉清 何腊梅 《成都信息工程大学学报》 2016年第3期285-290,共6页
针对含线性等式约束的非线性动力系统状态估计问题,考虑将集合卡尔曼滤波算法和估计投影方法相结合,根据不同的处理对象,提出两种不同的含线性等式状态约束的集合卡尔曼滤波算法:(1)运用估计投影方法对每个粒子进行修正之后再加权平均;... 针对含线性等式约束的非线性动力系统状态估计问题,考虑将集合卡尔曼滤波算法和估计投影方法相结合,根据不同的处理对象,提出两种不同的含线性等式状态约束的集合卡尔曼滤波算法:(1)运用估计投影方法对每个粒子进行修正之后再加权平均;(2)直接对加权平均后的状态估计向量使用估计投影方法。在约束矩阵退化为常向量,约束向量退化为常数的情况下,给出了上述两种滤波结果的等价性证明。数值模拟实例验证了这一结论。 展开更多
关键词 概率论与数理统计 信息融合 集合卡尔曼滤波 估计投影 非线性系统 状态估计 状态约束
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EXISTENCE OF FORECAST AND DECISION HORIZONS FOR OPTIMAL CONTROL PROBLEMS OF NONLINEAR SYSTEMS
8
作者 张成云 《Annals of Differential Equations》 1996年第1期117-128,共12页
In this paper, the forecast and decision horizons fro one-dimensional continuous-time optimal control problem is considered. The state equation and the cost function are nonlinear with general constraints imposed on... In this paper, the forecast and decision horizons fro one-dimensional continuous-time optimal control problem is considered. The state equation and the cost function are nonlinear with general constraints imposed on the state and control variables. Under certain conditions, we establish the existence of forecast and decision horizons. 展开更多
关键词 Forecast and decision horizons Optimal control nonlinear system state constraints
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时滞非线性参数系统有限时间状态约束控制 被引量:1
9
作者 金璇 刘文慧 《南京师范大学学报(工程技术版)》 CAS 2021年第2期40-46,共7页
研究了具有输入时滞、有界外部干扰以及全状态约束的严格反馈连续时间参数化非线性系统的自适应有限时间跟踪控制问题.通过使用Barrier Lyapunov函数和自适应反步法,保证了系统所有状态都被约束.针对输入时滞问题,采用pade近似法消除其... 研究了具有输入时滞、有界外部干扰以及全状态约束的严格反馈连续时间参数化非线性系统的自适应有限时间跟踪控制问题.通过使用Barrier Lyapunov函数和自适应反步法,保证了系统所有状态都被约束.针对输入时滞问题,采用pade近似法消除其带来的负面影响.所设计的有限时间控制器使闭环系统内的所有信号都有界且所有状态都被约束在给定的范围内,同时输出信号能很好地追踪给定参考信号.最后通过仿真实例验证了该控制方法的有效性. 展开更多
关键词 非线性系统 输入迟滞 自适应有限时间控制 Barrier Lyapunov函数 全状态约束
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具有时变全状态约束的多输入多输出非线性切换系统指定性能事件触发控制
10
作者 李树 任涛 孙笑生 《辽宁工业大学学报(自然科学版)》 2024年第3期141-151,共11页
针对多输入多输出切换非线性系统面临的不可测状态、状态约束、通信资源受限等挑战,本文研究了一种具有指定性能的事件触发控制策略。借助状态观测器和模糊逻辑系统,完成对不确定系统的建模。将命令滤波引入至反步递推(Backstepping)设... 针对多输入多输出切换非线性系统面临的不可测状态、状态约束、通信资源受限等挑战,本文研究了一种具有指定性能的事件触发控制策略。借助状态观测器和模糊逻辑系统,完成对不确定系统的建模。将命令滤波引入至反步递推(Backstepping)设计过程,以避免因虚拟控制器反复求导引起的计算爆炸问题,并通过设计指定性能函数,保证系统的瞬态性能。通过构造事件触发控制器和障碍李雅普诺夫函数,有效解决时变状态约束及通讯资源受限的问题,并保证系统的稳定性。最后通过仿真验证控制算法的有效性。 展开更多
关键词 模糊逻辑系统 非线性切换系统 时变全状态约束 事件触发控制
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带等式状态约束的集合卡尔曼滤波算法 被引量:3
11
作者 谢莉清 何腊梅 《四川大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期958-962,共5页
对含等式状态约束的非线性系统状态估计问题,本文考虑将集合卡尔曼滤波算法与估计投影方法结合,分别对每个状态粒子和加权平均后的状态估计向量使用估计投影方法,得到两种新的带约束的状态估计算法.实验表明,与粒子滤波和不带约束的集... 对含等式状态约束的非线性系统状态估计问题,本文考虑将集合卡尔曼滤波算法与估计投影方法结合,分别对每个状态粒子和加权平均后的状态估计向量使用估计投影方法,得到两种新的带约束的状态估计算法.实验表明,与粒子滤波和不带约束的集合卡尔曼滤波相比,新算法的估计精度有所提高. 展开更多
关键词 非线性系统 集合卡尔曼滤波 估计投影 状态约束
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一类时滞非线性分布参数系统的次优控制算法
12
作者 孙冀 李剑 《控制工程期刊(中英文版)》 2013年第6期374-383,共10页
对一类时滞非线性分布参数系统的最优控制算法进行了研究,利用测度理论将状态和输入受限的时滞非线性分布参数系统的最优控制问题转化为一定测度空间上的线性优化问题,求解该线性优化问题,由线性优化问题的解可构造该最优控制问题具... 对一类时滞非线性分布参数系统的最优控制算法进行了研究,利用测度理论将状态和输入受限的时滞非线性分布参数系统的最优控制问题转化为一定测度空间上的线性优化问题,求解该线性优化问题,由线性优化问题的解可构造该最优控制问题具有逐片常函数特征的最优或次优解。文中给出了收敛性结果,数值实例给出了具体仿真算法并显示该方法的有效性。 展开更多
关键词 非线性分布参数系统 时滞系统 最优控制 状态/输入限制 测度理论 线性优化
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一类多参数不确定非线性级联系统的自适应稳定控制
13
作者 何秋锦 张健 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第6期145-153,共9页
针对一类多参数不确定非线性级联系统,在系统具有由未知向量刻画的多参数化不确定性、执行器故障和全状态受限约束条件下,研究其自适应状态反馈稳定控制问题.通过构造合适的障碍Lyapunov函数,结合Backstepping迭代设计方法和基于投影算... 针对一类多参数不确定非线性级联系统,在系统具有由未知向量刻画的多参数化不确定性、执行器故障和全状态受限约束条件下,研究其自适应状态反馈稳定控制问题.通过构造合适的障碍Lyapunov函数,结合Backstepping迭代设计方法和基于投影算子的自适应设计技巧,成功地给出系统的自适应状态反馈控制设计策略,并证明所设计控制器可保证闭环系统所有状态有界,原系统状态满足指定的约束条件且渐近收敛到原点.构建两个仿真算例验证理论结果的正确性和有效性. 展开更多
关键词 非线性级联系统 全状态受限 执行器故障 自适应控制 渐近收敛
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OPTIMAL CONTROL OF PARABOLIC VARIATIONAL INEQUALITIES WITH STATE CONSTRAINT
14
作者 郭兴明 周世兴 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI 2003年第7期756-762,共7页
The optimal control problem of parabolic variational inequalities with the state constraint and nonlinear, discontinuous nonmonotone multivalued mapping term and its approximating problem are studied, which generalize... The optimal control problem of parabolic variational inequalities with the state constraint and nonlinear, discontinuous nonmonotone multivalued mapping term and its approximating problem are studied, which generalizes some obtained results. 展开更多
关键词 state constraint variational inequality discontinuous and nonmonotone nonlinear multivalued mapping optimal control
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