TS模型和H_∞观测器在卫星故障诊断中的应用

针对卫星姿态控制系统中的陀螺故障,分别在先验变量已知和未知两种情况下设计了基于TS模糊模型的H∞最优故障观测器,并证明了两种情况下H∞最优故障观测器的可行性.最后通过数学仿真验证所提出的故障诊断方法的有效性,并对两种H∞故障观测器的性能和实用性进行了综合比对.     

模糊广义大系统的时滞相关可靠H_∞控制

基于时滞相关的Lyapunov-Krasovskii泛函方法和大系统的分散控制理论,研究了一类时滞模糊广义大系统的时滞相关分散可靠H∞控制问题,用线性矩阵不等式分别给出了系统存在状态反馈控制器和基于观测器的输出反馈控制器,且满足H∞性能指标的条件。仿真算例验证了本文设计的基于观测器的输出反馈控制器的有效性。     

对部分执行器失效具有完整性的飞行器容错控制设计

基于Ｈ∞控制和状态观测器理论，提出了对部分执行器失效具有Ｈ∞范数界的容错控制器设计方法，并成功地应用于某飞行器姿态系统部分执行器失效容错控制中，理论分析和实例设计验证了该方法的有效性。     

直升机飞行/推进综合控制器的设计

用H∞控制理论设计直升机飞行／推进综合控制器，提出了一种基于性能指标要求的加权阵选择方法，整个设计过程简单明了且效果很好，便于工程实际应用。     

一类不确定非线性系统的DOBC与H∞复合控制方法

针对一类具有干扰的不确定非线性系统,提出了一种基于干扰观测器控制(DOBC)和H∞控制的复合控制方法。输入通道中的干扰信号表示为一个动态子系统,可以涵盖常值、谐波等干扰。被控对象和干扰子系统均含有参数和结构的不确定性。提出了基于凸优化的降阶干扰观测器设计方法。通过集成常规控制器,外部确定干扰部分可以通过DOBC方法来抵消,由参数和结构的不确定性部分引起的干扰通过H∞控制抑制。从而使闭环系统在没有参数和结构不确定性时渐近稳定,在有参数和结构不确定性时满足H∞控制性能指标。最后,对飞机控制系统的仿真验证了该方法的有效性。     

大范围模型参数变化系统的鲁棒控制设计方法研究

针对常规H∞混合灵敏度设计只能解决较少范围内的参数模型摄动，研究了大范围模型参数变化系统的鲁棒控制方法，讨论了基于H∞控制理论的两种设计方法，重点介绍了大范围参数摄动的鲁棒H∞混合灵敏度设计，这种方法同时考虑了参数不确定性和未建模动态不确定性的影响，以某飞机为算例，设计大包线范围的姿态角度控制律，计算和仿真结果说明了提出方法的有效性。     

不确定网络控制系统鲁棒故障诊断

针对一类具有网络时延和范数有界未知输入影响的不确定网络控制系统,提出了一种基于观测器的鲁棒H∞故障诊断滤波器的设计方法。基于Lyapunov稳定性条件和线性矩阵不等式得到了使系统渐近稳定的H∞性能判据,并基于该判据给出了系统的鲁棒H∞故障诊断滤波器的设计方法。设计的滤波器不但保证闭环系统渐近稳定,同时使滤波误差系统的H∞范数小于一个给定的衰减水平。数值算例验证了本文提出算法的有效性。     

基于内模原理的直线永磁同步伺服电机H∞控制

在速度伺服系统中，为了保证对干扰有良好的动态抑制作用且无静态扰动误差，同时使系统具有鲁棒稳定性，针对直线伺服系统所具有两个扰动输入点和两个偏差输出点的特征，对扰动进行转化后采用输出点混合灵敏度的方法，并将内模原理与H∞控制理论相结合设计了H∞速度控制器．实际求解标准H∞问题时，在扰动通道内引入近似内模，以使问题简化且满足高性能的要求．为了充分抑制负载阻力扰动，设计了一个H∞负载扰动观测器，该观测器可以自动保证观测结构的鲁棒稳定性．     

二维离散系统的H_∞滤波仿真研究

基于Roesser模型对二维离散系统的H∞滤波问题进行研究,讨论了二维H∞滤波器的设计方法。针对任意能量范围内的噪声输入,二维H∞滤波器能保证噪声衰减的水平。应用LMI(线性矩阵不等式)方法和黎卡提不等式方法处理二维H∞滤波问题。设计基于观测器的H∞滤波器,最后通过图像处理的相关实例进行结果仿真验证。仿真结果表明,滤波误差系统的频率响应低于指定的H∞噪音衰减水平,滤波效果明显。     

基于切换的线性时滞系统H∞观测器的设计

考虑一类线性时滞系统H∞观测器的设计问题，提出了一种新的设计手段。假设系统存在有限个备选的观测器，且每个观测器的增益矩阵是巳知的，而每个单一的观测器均不能保证误差系统渐近稳定又具有H∞范数界。但通过在这有限个备选的观测器间切换的方法可以设计一个使误差系统渐近稳定又具有H∞范数界的切换律。研究结果表明切换技术的使用扩大了观测器增益阵的选取范围，它为线性时滞系统利用观测状态进行H∞稳定控制器的设计提供了一个新视角，且所得的结果可表示为易于求解的线性矩阵不等式(LMI)的形式。最后以一个仿真实例说明了结论的有效性。     

网络控制系统故障诊断滤波器设计的LMI方法

研究了具有不确定时延的网络控制系统的故障诊断问题．提出了一种新的性能指数，在此基础上将具有不确定时延和范数有界未知输入影响的网络控制系统的基于观测器的故障诊断滤波器设计问题归结为H∞-滤波问题，并通过选择适当的加权矩阵和观测器增益矩阵，求解H∞-滤波问题的最优解，即该解能最大化残差对于故障信号的灵敏度且能够确保对于未知输入和不确定时延鲁棒性、应用线性矩阵不等式技术，给出并证明了该解存在条件和求解方法．最后通过简例说明了该方法的有效性。     

动态时滞系统的基于观测器的H∞非脆弱控制

讨论了一类时滞系统的基于观测器的H∞非脆弱控制问题。基于Lyapunov稳定性理论,通过选择适当的Lyapunov泛函,并用线性矩阵不等式（LMI）最优化途径解决了这类H∞非脆弱控制问题,给出了系统能稳和H∞非脆弱控制的时滞依赖条件,最后用数值例子验证了结论的有效性。     

基于切换的线性时滞系统H_∞观测器的设计

考虑一类线性时滞系统H∞观测器的设计问题,提出了一种新的设计手段。假设系统存在有限个备选的观测器,且每个观测器的增益矩阵是已知的,而每个单一的观测器均不能保证误差系统渐近稳定且具有H∞范数界。但通过在这有限个备选的观测器间切换的方法可以设计一个使误差系统渐近稳定且具有H∞范数界的切换律。研究结果表明切换技术的使用扩大了观测器增益阵的选取范围,它为线性时滞系统利用观测状态进行H∞稳定控制器的设计提供了一个新视角,且所得的结果可表示为易于求解的线性矩阵不等式(LMI)的形式。最后以一个仿真实例说明了结论的有效性。     

一类MIMO非线性系统的H∞回路成形控制

针对一类多输入多输出非线性系统,基于H∞回路成形控制器设计方法,提出了一种新的鲁棒控制方案.分析了实际工业控制中生产过程的复杂性,运用H∞回路成形理论设计了控制器,总结了H∞回路成形控制器的特点,并在MAT-LAB环境下对某MIMO系统进行了仿真实验,比较了各种控制方案的性能,仿真结果表明该控制方案的优越性.     

不确定大系统分散鲁棒H∞控制的LMI方法

针对一类由N个子系统构成且存在参数不确定性的大系统，研究其分散鲁棒H∞控制器的设计方法．目标是分别设计状态反馈控制器和基于状态观测器的输出反馈控制器．使大系统在允许的参数不确定时鲁棒稳定，并且满足H∞性能指标．采用线性矩阵不等式(LMI)的方法，分别给出了状态反馈和输出反馈分散H∞控制器存在的充分条件，利用LMI控制工具箱可方便地求解．仿真结果表明了该方法的有效性和优越性．     

捷联式惯性导航系统初始对准扰动补偿控制算法

提出了一种捷联惯性导航系统初始对准扰动补偿二级控制器的设计方法。选取载体的飞行姿态、速度与位置增量建立了扰动补偿控制的状态空间数学模型,基于Backstepping控制方法,通过引入虚拟反馈控制变量设计了非线性控制器,保证大初始扰动条件下系统状态稳定收敛到系统的平衡点集。在平衡点集,设计了H2最优状态反馈控制律,以保证系统状态在平衡点集的渐进收敛。仿真和系统试验结果表明,这种二级补偿控制方法能有效抑制初始对准扰动误差,导航解算精度能够满足工程实际需要。     

网络控制系统故障诊断滤波器设计的LMI方法

研究了具有不确定时延的网络控制系统的故障诊断问题.提出了一种新的性能指数,在此基础上将具有不确定时延和范数有界未知输入影响的网络控制系统的基于观测器的故障诊断滤波器设计问题归结为H∞滤波问题,并通过选择适当的加权矩阵和观测器增益矩阵,求解H∞滤波问题的最优解,即该解能最大化残差对于故障信号的灵敏度且能够确保对于未知输入和不确定时延鲁棒性.应用线性矩阵不等式技术,给出并证明了该解存在条件和求解方法.最后通过简例说明了该方法的有效性.     

一类离散Markov跳跃系统基于状态观测器的鲁棒H_∞控制

研究了具有不确定性的模式依赖时滞离散Markov跳跃系统基于状态观测器的鲁棒H∞控制问题。目的是构建依赖于系统模式的观测器和控制器,使得闭环系统是随机稳定的且具有较好的H∞干扰抑制性能。通过选取合适的随机Lyapunov函数,利用线性矩阵不等式,给出了鲁棒H∞控制器存在的时滞依赖条件。基于锥补线性化算法对控制器进行求解,得到了模式依赖观测器和控制器。最后通过数值仿真证明了本文方法的可行性。     

基于鲁棒控制理论的卫星姿态控制

对于三轴角动量飞轮式卫星的姿态控制提出了一种鲁棒控制设计方法.针对挠性卫星中存在的未建模动态以及参数不确定性问题,基于H∞控制理论对姿态控制器进行了设计,通过选取合适的加权函数将姿态控制问题转化为标准H∞控制问题,进而获得所需控制器.并与PID控制器进行了仿真实验对比,仿真结果表明,对于系统中存在的干扰和参数不确定性,H∞控制具有良好的鲁棒稳定性与动态性能.     

Lur''''e系统的H∞容错控制研究

针对一类不确定Lur'e系统,设计了可靠H∞控制器.通过用凸多面体不确定性描述控制表面故障,建立了一种包含执行器故障与传感器故障的故障模型,得出基于线性矩阵不等式(LMI)的可靠H∞控制存在的充分条件,并提出了可靠H∞控制器的设计方法,通过求解LMI实现反馈控制器的设计.理论分析表明,该控制器保证了当所有控制元件运转正常或者部分控制元件出现故障时闭环系统具有渐近稳定性和可靠H∞性能.数值仿真例子验证了该控制器理论上的可行性.