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基于非线性状态误差反馈控制律的解耦控制器设计 被引量:1
1
作者 魏佩敏 《机床与液压》 北大核心 2003年第2期41-42,229,共3页
从非线性状态误差反馈控制律的基本思想出发,给出了NLSEF解耦控制器的设计方法,并对控制量的变化率、控制量的正确实现等工程问题进行了讨论。
关键词 线性状态误差反馈控制律 解耦控制 控制 NLSEF NLPID 设计
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非线性状态误差反馈控制律──NLSEF 被引量:179
2
作者 韩京清 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 1995年第3期221-225,231,共6页
给出一种独立于对象数学描述的新型状态误差反馈控制律──NLSEF方案,跟踪-微分器能够很好地估计出不确定对象的“扩张状态”,从而为实现“状态反馈”和“模型,外扰补偿”提供了可能性。这种”模型补偿”实质上等价于非线性系... 给出一种独立于对象数学描述的新型状态误差反馈控制律──NLSEF方案,跟踪-微分器能够很好地估计出不确定对象的“扩张状态”,从而为实现“状态反馈”和“模型,外扰补偿”提供了可能性。这种”模型补偿”实质上等价于非线性系统的“反馈线性化”。在这个方案中不必为消除外扰引起的稳态误差而采用“积分器”,大量计算机仿真实验表明,本文给出的控制律──NLSEF具有很好的“适应性”和很强的“鲁棒性”。 展开更多
关键词 PID控制 反馈控制 线性 状态误差
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一类高阶随机时滞非线性系统状态反馈控制问题分析
3
作者 高晋鹏 《数字技术与应用》 2025年第2期58-61,共4页
在工程问题中,时滞现象与随机扰动不可避免地存在于许多实际的动力系统中,同时真实的物理系统与工业过程往往具有强非线性,随机时滞非线性系统是广泛存在的系统模型,其相关研究在电力、机械、生物、经济等领域有广泛的应用前景。基于此... 在工程问题中,时滞现象与随机扰动不可避免地存在于许多实际的动力系统中,同时真实的物理系统与工业过程往往具有强非线性,随机时滞非线性系统是广泛存在的系统模型,其相关研究在电力、机械、生物、经济等领域有广泛的应用前景。基于此,本文针对一类高阶随机时滞非线性系统,基于李雅普诺夫稳定性理论,研究了该系统的状态反馈控制问题。 展开更多
关键词 高阶随机时滞非线性系统 状态反馈控制 李雅普诺夫稳定性理论 动力系统 随机扰动
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基于状态反馈精确线性化的双馈异步风机最优控制策略 被引量:2
4
作者 韩金龙 袁枭添 +3 位作者 江晗 戴耀辉 杨锐 杜正春 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3508-3517,I0014,共11页
该文基于微分几何理论,从状态空间的角度出发对双馈异步风机(doubly fed induction generator,DFIG)的机侧变换器和网侧变换器独立设计,通过构造微分同胚变换将其动态模型精确线性化并设计相应的非线性控制律,实现了多目标最优控制。通... 该文基于微分几何理论,从状态空间的角度出发对双馈异步风机(doubly fed induction generator,DFIG)的机侧变换器和网侧变换器独立设计,通过构造微分同胚变换将其动态模型精确线性化并设计相应的非线性控制律,实现了多目标最优控制。通过仿真验证表明,基于状态反馈精确线性化的双馈异步风机最优控制策略能有效抵御外界风况和电网电压的剧烈变动并快速恢复稳定,呈现优良的抗扰特性。 展开更多
关键词 双馈异步风机 状态反馈精确线性 线性控制 多目标最优控制 微分同胚
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基于非线性状态空间控制的伺服液压执行器跟踪误差仿真研究
5
作者 顾志斌 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第2期163-168,共6页
目前,伺服液压执行器控制系统不仅响应速度慢,而且执行器运动位移跟踪精度也相对较低。对此,本文设计了非线性状态空间控制方法,并对伺服液压执行器响应速度和跟踪误差进行仿真。建立了伺服液压执行器平面简图,推导出液压执行器运动方... 目前,伺服液压执行器控制系统不仅响应速度慢,而且执行器运动位移跟踪精度也相对较低。对此,本文设计了非线性状态空间控制方法,并对伺服液压执行器响应速度和跟踪误差进行仿真。建立了伺服液压执行器平面简图,推导出液压执行器运动方程式。针对传统线性控制方法进行改进,利用系统的非线性状态空间模型,通过非线性反馈和坐标变换转化为线性可控系统,给出了非线性状态空间控制流程。针对不同环境条件下的信号波形,采用Matlab软件对伺服液压执行器响应速度和跟踪误差进行仿真,并且与线性控制效果进行比较。仿真结果表明:采用线性控制的伺服液压执行器,执行器响应速度慢、运动位移跟踪误差大,容易受到外界波形的干扰。采用非线性状态空间控制的伺服液压执行器,执行器响应速度快、运动位移跟踪误差较小,能够抑制外界波形的干扰。该执行器能够有效地抑制外界波形的干扰,不仅可以提高伺服液压执行器的响应速度,而且还能降低位移跟踪误差。 展开更多
关键词 线性状态空间控制 伺服液压 执行器 位移 误差
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基于模糊反馈线性化和自适应扩张状态观测器的USM六自由度镇定控制
6
作者 孙非 崔特 +1 位作者 曹宇赫 任超 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期311-318,共8页
水下游动机械臂(USM)作为一种新型的水下机器人,其镇定控制对于水下观测和作业任务的顺利完成具有重要意义。针对USM六自由度镇定控制时,其模型难以准确建立、水流等外部扰动难以观测和6个维度的控制器参数整定困难等问题,提出了一种基... 水下游动机械臂(USM)作为一种新型的水下机器人,其镇定控制对于水下观测和作业任务的顺利完成具有重要意义。针对USM六自由度镇定控制时,其模型难以准确建立、水流等外部扰动难以观测和6个维度的控制器参数整定困难等问题,提出了一种基于模糊反馈线性化和自适应扩张状态观测器的控制方法。首先建立了USM的动力学模型;其次,考虑到USM强非线性和强耦合性的特点,对动力学模型反馈线性化后设计了PD控制器,并引入了模糊控制逻辑调整控制器的参数;同时为减少建模误差和实际水下环境存在各种不确定干扰对控制效果的影响,设计了一种自适应扩张状态观测器来实时补偿模型的不准确性和外扰。最终,在湖中实验测得,所提方案6维均方根误差(RMSE)为0.425 2、0.166 8、0.168 5、0.267 4、0.117 4、1.003 3,较之传统方案有明显的提升,证明了所提方案的有效性。 展开更多
关键词 水下游动机械臂(USM) 反馈线性 模糊控制 自抗扰 自适应扩张状态观测器
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基于模糊非线性状态误差反馈策略的EPS回正控制 被引量:3
7
作者 陈久闪 赵林峰 祖春胜 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2017年第5期595-600,共6页
为了解决电动助力转向(electric power steering,EPS)系统回正控制中快速性与准确性之间的矛盾,提升回正控制的稳定性,文章针对PID控制中积分环节的不利影响及滑模变结构控制(sliding mode control,SMC)较为依赖精确数学模型的问题,采... 为了解决电动助力转向(electric power steering,EPS)系统回正控制中快速性与准确性之间的矛盾,提升回正控制的稳定性,文章针对PID控制中积分环节的不利影响及滑模变结构控制(sliding mode control,SMC)较为依赖精确数学模型的问题,采用了非线性状态误差反馈(nonlinear state error feedback,NLSEF)的EPS回正控制策略;对NLSEF的参数采用模糊化控制调节,以转向盘的转角及角速度作为输入变量,建立回正控制策略模型。台架试验结果对比表明,参数模糊化控制的NLSEF方案明显改善了EPS的回正性能,同一车速条件下,不论转向盘初始状态如何,都能快速、准确地操纵汽车回正。 展开更多
关键词 电动助力转向(EPS) 回正 线性状态误差反馈(NLSEF) 模糊控制
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饱和、量化和斜率限制输入下二维非线性时滞系统的控制
8
作者 彭丹 李梦鑫 《燕山大学学报》 北大核心 2025年第1期10-21,94,共13页
研究了系统中具有多重约束输入信号的状态反馈控制器设计方法,以解决具有时变时滞的二维非线性离散系统的控制问题。多重约束输入包括斜率限制、量化、饱和以及与致动器溢出相关在内的嵌套非线性。通过将系统固有的非线性限制为满足单... 研究了系统中具有多重约束输入信号的状态反馈控制器设计方法,以解决具有时变时滞的二维非线性离散系统的控制问题。多重约束输入包括斜率限制、量化、饱和以及与致动器溢出相关在内的嵌套非线性。通过将系统固有的非线性限制为满足单侧李普希茨条件,进一步建立了系统的新渐近稳定性准则。此外,提出新的二维加权求和不等式以处理李雅普诺夫泛函差分过程中出现的有限和项。通过一数值算例证明了所设计方法的有效性。 展开更多
关键词 时变时滞 线性 多重约束输入 加权求和不等式 状态反馈控制
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三阶三次幂非线性混沌电路的自适应反馈控制和H_(∞)控制
9
作者 付景超 杨阳 《吉林大学学报(理学版)》 CAS 北大核心 2024年第3期713-720,共8页
针对三阶三次幂非线性混沌电路,研究其控制问题.首先,给出系统的Lyapunov指数和混沌吸引子,验证系统存在复杂的混沌现象;其次,用自适应反馈控制方法和H_(∞)状态反馈控制方法,设计参数已知和参数未知的自适应反馈控制器以及H_(∞)状态... 针对三阶三次幂非线性混沌电路,研究其控制问题.首先,给出系统的Lyapunov指数和混沌吸引子,验证系统存在复杂的混沌现象;其次,用自适应反馈控制方法和H_(∞)状态反馈控制方法,设计参数已知和参数未知的自适应反馈控制器以及H_(∞)状态反馈控制器,将混沌系统状态稳定到平衡点上;最后,通过MATLAB软件进行数值仿真验证控制器的有效性,并对两种控制器的控制效果进行比较. 展开更多
关键词 三次幂非线性混沌电路 自适应反馈控制 H_(∞)状态反馈控制 LYAPUNOV指数
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三相电压型PWM整流器状态反馈精确线性化解耦控制研究 被引量:141
10
作者 邓卫华 张波 +2 位作者 丘东元 卢至锋 胡宗波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第7期97-103,共7页
该文基于微分几何理论,在建立三相电压型PWM整流器仿射非线性模型基础上,提出其状态反馈精确线性化非线性控制策略,实现了三相电压型PWM整流器无功功率和有功功率的解耦控制。研究表明,状态反馈精确线性化非线性控制能较理想地实现三相... 该文基于微分几何理论,在建立三相电压型PWM整流器仿射非线性模型基础上,提出其状态反馈精确线性化非线性控制策略,实现了三相电压型PWM整流器无功功率和有功功率的解耦控制。研究表明,状态反馈精确线性化非线性控制能较理想地实现三相电压型PWM整流器控制解耦,完成其功率因数校正及整流器输出特性控制的功能。文中给出了完整的理论分析及实验研究结果。 展开更多
关键词 三相电压型PWM整流器 状态反馈 线性化解耦控制 微分几何理论 线性模型
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CCM Buck变换器的状态反馈精确线性化的非线性解耦控制研究 被引量:63
11
作者 邓卫华 张波 +1 位作者 胡宗波 卢至锋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期120-125,共6页
基于非线性系统的微分几何理论,应用脉冲模型积分法建立CCM(电流连续型)Buck变换器的非线性仿射模型,推导出对应的非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式,得到了Buck变换器状态反馈精确线性化模型,由此提出了电感电流和输出电容电... 基于非线性系统的微分几何理论,应用脉冲模型积分法建立CCM(电流连续型)Buck变换器的非线性仿射模型,推导出对应的非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式,得到了Buck变换器状态反馈精确线性化模型,由此提出了电感电流和输出电容电压解耦控制策略。研究结果表明,Buck变换器通过状态反馈实现精确线性化得到的非线性控制策略,比现有的PI控制有更好的动态响应调节和稳态误差调节特性。同时说明状态反馈精确线性化能对Buck变换器这类分段线性系统实现完全解耦控制,从而具有一般性理论和实际意义。 展开更多
关键词 CCM BUCK变换器 状态反馈 线性 线性解耦控制 脉冲模型积分法
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电流连续型Boost变换器状态反馈精确线性化与非线性PID控制研究 被引量:30
12
作者 邓卫华 张波 +2 位作者 丘东元 胡宗波 卢至锋 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第8期45-50,共6页
基于非线性系统的微分几何理论并结合传统PID控制的优点,建立了CCM(电流连续型)Boost变换器的非线性仿射模型并推导出非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式,得到了Boost变换器状态反馈精确线性化模型。文中结合基于输出误差的PID控... 基于非线性系统的微分几何理论并结合传统PID控制的优点,建立了CCM(电流连续型)Boost变换器的非线性仿射模型并推导出非线性坐标变换矩阵和非线性状态反馈表达式,得到了Boost变换器状态反馈精确线性化模型。文中结合基于输出误差的PID控制,提出了变换器非线性PID解耦控制策略。研究结果表明,Boost变换器非线性PI解耦控制,比传统的PI控制有更好的动态响应和稳态特性,状态反馈精确线性化能对Boost变换器这类分段线性系统实现完全控制解耦。DC/DC变换器利用状态反馈精确线性化技术并结合传统PI控制技术的优点进行解耦控制,其结果对进一步研究具有一般性理论和实际意义。 展开更多
关键词 电流连续型Boost变换器 状态反馈 线性 线性PID控制 微分几何理论
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状态反馈精确线性化永磁同步电动机转速控制 被引量:22
13
作者 孟昭军 孙昌志 +1 位作者 安跃军 杨红敏 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期21-24,28,共5页
对采用微分几何方法设计永磁同步电机转速控制器的可行性进行了研究。从永磁同步电机的数学模型出发,运用微分几何理论,讨论了控制永磁同步电机转速的理论基础,给出了永磁同步电机可以进行精确线性化和输出函数可以取电机转速的条件;在... 对采用微分几何方法设计永磁同步电机转速控制器的可行性进行了研究。从永磁同步电机的数学模型出发,运用微分几何理论,讨论了控制永磁同步电机转速的理论基础,给出了永磁同步电机可以进行精确线性化和输出函数可以取电机转速的条件;在此基础上设计了状态反馈控制器,研究了这种控制器的动态响应特性和抗干扰能力。将这种控制器与同一数学模型下PI控制器进行了控制结果的仿真对比,结果表明,利用微分几何理论设计控制器对永磁同步电机模型进行控制是完全可行的,且有更高的控制精确度和稳态特性,动态性能得到明显改善。 展开更多
关键词 永磁同步电机 线性控制 状态反馈 精确线性
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一类严格反馈非线性系统的快速鲁棒控制
14
作者 刘芳璇 谢程程 《微型电脑应用》 2024年第11期124-126,131,共4页
针对一类具有外部扰动的高阶严格反馈非线性系统,提出一种新型反正切扩张状态观测器并证明其观测误差有界。结合Lyapunov稳定性理论,设计一种鲁棒控制器,并证明了系统跟踪误差有界。文章给出一个仿真例子检验了所提方法的有效性。
关键词 严格反馈线性系统 反正切状态观测器 鲁棒控制
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基于状态反馈精确线性化单相全桥逆变器的最优控制 被引量:25
15
作者 帅定新 谢运祥 +1 位作者 杨金明 王晓刚 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期120-126,共7页
基于状态反馈精确线性化和二次型最优控制方法,提出了一种新型单相逆变器非线性控制策略。建立了单相全桥逆变器的仿射非线性模型。采用状态反馈精确线性化方法,推导出非线性状态反馈表达式,实现非线性系统的线性化。基于无源性控制思想... 基于状态反馈精确线性化和二次型最优控制方法,提出了一种新型单相逆变器非线性控制策略。建立了单相全桥逆变器的仿射非线性模型。采用状态反馈精确线性化方法,推导出非线性状态反馈表达式,实现非线性系统的线性化。基于无源性控制思想,提出一种二次型性能指标,利用二次型最优控制对状态反馈系数进行优化设计。该文所提控制系统结构简单,成本低,易于数字实现。数值仿真和实验结果验证了所提方法的正确性。基于所提控制方法的系统输出无稳态误差,输出电压谐波畸变率小,并对负载扰动具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 单相全桥逆变器 状态反馈 精确线性 二次型 无源性 最优控制
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UPFC状态反馈精确线性化潮流控制策略 被引量:22
16
作者 阎博 汪可友 +2 位作者 Mariesa L.CROW 江道灼 甘德强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第19期42-48,184,共7页
统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)传统线性控制器的性能可能因运行点的大范围变化而恶化,针对该问题提出了一种基于微分几何状态反馈精确线性化理论的UPFC非线性潮流控制策略。通过选择李雅普诺夫型输出函数、适当... 统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)传统线性控制器的性能可能因运行点的大范围变化而恶化,针对该问题提出了一种基于微分几何状态反馈精确线性化理论的UPFC非线性潮流控制策略。通过选择李雅普诺夫型输出函数、适当的非线性坐标变换和状态反馈将UPFC的5阶非线性系统完全转化为一个线性系统,然后采用线性极点配置方法设计了UPFC内部潮流控制器。IEEE 118节点系统的仿真对比结果表明,所提UPFC潮流控制策略改进了传统PI控制近似线性化的缺陷,有效适应了UPFC控制范围的大幅度变化,在提高电力系统暂态稳定性方面的效果明显优于传统PI控制。此外,该控制策略设计过程可以应用于所有基于电压源型换流器(voltage source converter,VSC)的柔性交流输电系统(flexibleAC transmission system,FACTS)装置。 展开更多
关键词 电力系统 柔性交流输电 统一潮流控制 状态 反馈精确线性 线性控制 暂态稳定
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具有通讯约束的线性状态反馈控制系统的可控性(英文) 被引量:7
17
作者 周玉成 程放 +2 位作者 安源 陈永平 赵辉 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期131-135,共5页
在木材工业工程系统中 ,观测向量的全部对其控制器来说 ,经常不是可用的 ;而用伴随迟滞和失真的多信道方法传送时 ,又要受到比特率的约束。近年来 ,许多学者一直在寻求解决方案 ,但是到目前为止这个问题仍然没有得到很好的解决 ,这已经... 在木材工业工程系统中 ,观测向量的全部对其控制器来说 ,经常不是可用的 ;而用伴随迟滞和失真的多信道方法传送时 ,又要受到比特率的约束。近年来 ,许多学者一直在寻求解决方案 ,但是到目前为止这个问题仍然没有得到很好的解决 ,这已经引起一些学者的高度关注。本文针对这一事实 ,提出了一类系统中的可控集的概念 ,讨论了具有通讯约束的线性连续时间系统状态反馈控制的问题 ,给出并证明了这类系统可控的充分必要条件 ,即如果系统满足可控集的条件 ,则该系统是可达的。 展开更多
关键词 通讯约束 线性状态 反馈控制系统 可控性 木材工业 工程系统
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基于状态反馈精确线性化Buck变换器的最优控制 被引量:26
18
作者 帅定新 谢运祥 王晓刚 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第33期1-5,共5页
加权矩阵的选取在最优反馈系统的综合设计中具有重要意义。该文基于无源性控制思想,提出一种二次型性能指标。应用状态空间平均建模法,建立电流连续型(current conduction mode,CCM)Buck变换器的仿射非线性模型。采用状态反馈精确线性... 加权矩阵的选取在最优反馈系统的综合设计中具有重要意义。该文基于无源性控制思想,提出一种二次型性能指标。应用状态空间平均建模法,建立电流连续型(current conduction mode,CCM)Buck变换器的仿射非线性模型。采用状态反馈精确线性化方法,推导出非线性状态反馈表达式,实现非线性系统的线性化。进一步,利用二次型最优控制对状态反馈反馈系数进行优化设计。所得控制律简单、容易实现。数值仿真验证了该控制方案的优越性,仿真波形对比分析显示与传统无源性控制方法相比,基于该控制方法的系统静态误差小,启动性能优越,且开关频率固定,对输入电压扰动和负载扰动均具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 BUCK变换器 状态反馈 精确线性 二次型 无源性 最优控制
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基于状态反馈线性化的矩阵变换器非线性控制 被引量:9
19
作者 潘月斗 郭凯 +1 位作者 陈继义 徐杰 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期77-82,共6页
针对矩阵变换器输出电流易受电网电压、负载不对称影响的问题,设计了一种基于状态反馈线性化的矩阵变换器非线性控制器,实现对输出电流的实时准确的跟踪。根据矩阵变换器的拓扑结构,构建矩阵变换器的输出端数学模型。利用Park变换将该... 针对矩阵变换器输出电流易受电网电压、负载不对称影响的问题,设计了一种基于状态反馈线性化的矩阵变换器非线性控制器,实现对输出电流的实时准确的跟踪。根据矩阵变换器的拓扑结构,构建矩阵变换器的输出端数学模型。利用Park变换将该数学模型变换为标准的仿射非线性系统,构建了反馈线性化控制器。利用MATLAB/Simulink将采用所设计的控制器的矩阵变换器与传统矩阵变换器进行仿真对比。仿真结果表明,设计的控制器有效地改善了系统在三相输入电压不对称、三相负载不平衡的非正常工况下的输出电流性能。将设计的控制器应用在搭建的矩阵变换器样机上,样机调试结果进一步说明了所设计的控制器的可行性。 展开更多
关键词 矩阵变换器 双空间矢量调制 仿射非线性系统 线性系统 状态反馈线性 控制
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线性系统的鲁棒状态反馈控制器 被引量:13
20
作者 段广仁 吴广玉 黄文虎 《信息与控制》 CSCD 北大核心 1990年第1期31-34,共4页
本文基于线性系统的状态反馈特征结构配置结果和矩阵特征值灵敏度分析理论,提出了线性系统的一种鲁棒状态反馈控制器,它在满足闭环系统特性要求的前提下,使得闭环极点关于系统参数摄动具有最小的灵敏度.
关键词 线性系统 状态反馈 控制 鲁棒性
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