Delta算子系统动态输出反馈D-稳定鲁棒协方差控制

研究Delta算子描述的线性不确定系统基于动态输出反馈的D-稳定鲁棒协方差控制问题.设计动态输出反馈控制器,使Delta算子不确定系统鲁棒D-稳定,且稳态输出协方差矩阵具有给定上界.利用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出D-稳定鲁棒协方差控制器存在的充分条件.在此基础上,提出相应控制器的设计算法.数值算例表明了该设计方法的可行性.     

Delta 算子系统动态输出反馈 D-稳定鲁棒协方差控制

研究Delta 算子描述的线性不确定系统基于动态输出反馈的D- 稳定鲁棒协方差控制问题 .设计动态输出反馈控制器,使 Delta 算子不确定系统鲁棒D- 稳定,且稳态输出协方差矩阵具有给定上界. 利用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出D- 稳定鲁棒协方差控制器存在的充分条件. 在此基础上,提出相应控制器的设计算法. 数值算例表明了该设计方法的可行性.

     

线性广义系统的鲁棒严格耗散控制

利用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出线性广义系统容许且严格耗散的充分必要条件,由此得到状态反馈和动态输出反馈严格耗散控制器的存在条件及设计方法.考虑除E外所有系数矩阵均具有范数有界时变不确定性的广义系统的鲁棒严格耗散控制问题,给出了系统广义二次稳定且严格耗散的充分条件,以及状态反馈和动态输出反馈鲁棒严格耗散控制器的存在条件及构造方法.     

一类不确定系统鲁棒容错D-稳定性分析

研究不确定系统D-稳定鲁棒容错H∞控制问题.基于连续型执行器故障模式,利用线性矩阵不等式(LMI)给出了系统D-稳定的鲁棒容错输出反馈控制器存在的充分条件,并将动态输出反馈控制器设计方法归结为求解一族线性矩阵不等式组.仿真示例表明,无论执行器是否发生故障,所得到的动态输出反馈控制器不仅保证闭环系统是D-稳定的,而且满足给定的H∞干扰指标,从而验证了所提出的控制器设计方法的有效性.     

基于LMI的参数随机变化系统的概率密度函数控制

针对模型参数在有界区域内随机变化的系统, 基于平方根 B 样条模型, 提出了输出概率密度函数 (Probability density function, PDF) 跟踪控制策略. 目标是控制系统输出的概率密度函数跟踪给定的概率密度函数. 通过 B 样条逼近建立了输出 PDF 和权值之间的对应关系, 把 PDF 的跟踪转化为权值的跟踪, 同时系统转化为 MIMO 系统,从而权值向量的跟踪就转化为 MIMO 系统的跟踪问题, 接着给出了系统输出概率密度函数跟踪给定概率密度函数的控制器存在的充分条件, 通过求解线性矩阵不等式完成状态反馈和输出反馈跟踪控制器的设计, 得到了系统具有 Hinfinity 范数界 Gamma 鲁棒镇定的结果. 仿真结果表明本文提出的控制算法是有效的.     

轧辊偏心的H∞输出反馈鲁棒重复控制

针对轧辊偏心问题,用线性矩阵不等式(LMI)方法设计了用于轧辊偏心补偿控制的H∞输出反馈鲁棒重复控制器,首先引入动态输出反馈来保证闭环系统的鲁棒稳定性,把重复控制器设计问题转化为H∞动态反馈控制器的设计问题,采用变量替换法将非线性矩阵不等式转化为线性矩阵不等式并对其求解进而得到控制器参数.另外在采用上述控制器保证系统鲁棒稳定性的同时,通过在重复控制器中引入一个前向系数进一步改善和提高系统的动态性能与稳态控制精度.理论证明与仿真研究表明当系统对象参数存在摄动时,这种控制器仍能有效地补偿轧辊偏心对产品质量的影响.     

基于LMI的航空发动机鲁棒弹性保性能控制

针对范数有界不确定性系统设计鲁棒弹性保性能控制器,将鲁棒弹性保性能控制器的设计问题转化为线性矩阵不等式（LMI）的可行解问题。以LMI的形式给出了鲁棒弹性保性能控制器存在的充分必要条件及控制器的设计步骤,并将该方法用于某型双转子涡喷发动机稳态双变量控制仿真,利用LMI/Matlab工具箱进行数值求解。既保持了鲁棒性也解决了传统鲁棒控制器的脆性问题,在系统和控制器增益存在摄动的情况下仍然保持稳定性和良好的性能指标。     

不确定系统鲁棒容错H_∞控制的LMI设计方法

针对不确定线性系统.研究了执行器失效情况下鲁棒容错H∞控制问题.基于连续增益故障模式.利用线性矩阵不等式LMI推导了系统H∞指标约束下鲁棒容错镇定的充要条件.分别给出了输出反馈和状态反馈H∞控制器的设计方法.通过引入变量代换.将求解输出反馈H∞指标约束的鲁棒容错控制器的可解条件转化为标准的LMI.所获得的控制器不仅能使故障系统鲁棒稳定,并且能达到给定的H∞性能指标.仿真实例验证了所提出设计方法的有效性.     

脉冲切换系统的鲁棒H∞动态输出反馈控制

考虑了脉冲切换系统的鲁棒H∞控制问题.该系统的状态矩阵和控制矩阵都有不确定性和扰动.利用线性矩阵不等式(LMI)、H∞控制理论、Lyapunov函数和变量替换方法,对这类系统给出了鲁棒稳定且具有γ鲁棒性能的充分条件.然后,使用MATLAB软件设计出H∞鲁棒动态输出反馈控制器和脉冲控制矩阵.最后通过一个仿真算例验证了文中结论的有效性.     

非线性不确定中立型系统的鲁棒H∞控制

考虑系统外界干扰、系统参数摄动等非线性扰动环节对中立型时滞系统的H∞影响,提出基于Lyapunov稳定性理论的鲁棒H∞控制器的设计思想.利用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了该类具有状态非线性不确定性中立型时滞系统的鲁棒∞控制器的设计实例.在非线性不确定函数满足增益有界的条件下,得到了该类时滞系统满足鲁棒∞性能的一个充分条件.通过求解一个线性矩阵不等式LMI,即可获得鲁棒∞控制器.仿真结果表明了基于Lyapunov稳定性理论,LMI技术设计的控制器克服了系统外界非线性干扰或系统本身非线性参数摄动的影响,实现了闭环系统的H∞性能条件下的渐近稳定,满足了该系统鲁棒H∞控制的要求.     

Generalized discrete-time PI control of output PDFs using square root B-spline expansion

A new control approach is proposed for the probability density function (PDF) control of non-Gaussian stochastic systems using PI controllers. Using the square root output PDF model and the weight dynamics, the PDF tracking is transformed to a constrained dynamical tracking control problem for weight dynamics, where LMI techniques are used to design a generalized PI controller such that stability, state constraints and tracking performances can be guaranteed simultaneously.     

一类仿射非线性系统的概率密度函数形状控制

针对一类仿射非线性有界动态随机系统,提出一种最优概率密度函数（PDF）跟踪控制算法,使得系统的输出PDF跟踪给定的PDF．首先利用线性B样条解耦得到仿射非线性状态方程和PDF逼近方程,使PDF跟踪转化为状态方程输出权值的跟踪;然后采用线性时变序列逼近方法将非线性系统转化为线性时变系统,通过对线性系统的迭代运算得到非线性系统的最优跟踪控制器,从而实现最优PDF跟踪．理论分析和仿真实验均表明了所提出算法的有效性．     

Constrained PID tracking control for output PDFs of non‐gaussian stochastic system based on LMIs

This paper presents a new PID tracking control strategy for general non‐Gaussian stochastic systems based on a square root B‐spline model for the output probability density functions (PDFs). Using the B‐spline expansion with modeling errors and the nonlinear weight model with exogenous disturbances, the PDF tracking is transformed to a constrained dynamical tracking control problem for weight vectors. Instead of the non‐convex design algorithms, the generalized PID controller structure and the improved convex linear matrix inequality (LMI) algorithms are proposed to fulfil the PDF tracking problem. Meanwhile, in order to enhance robustness, the robust peak‐to‐peak measure is applied to optimize the tracking performance. Copyright © 2009 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society     

Statistic PID tracking control for non-Gaussian stochastic systems based on T-S fuzzy model

A new robust proportional-integral-derivative （PID） tracking control framework is considered for stochastic systems with non-Gaussian variable based on B-spline neural network approximation and T-S fuzzy model identification. The tracked object is the statistical information of a given target probability density function （PDF）, rather than a deterministic signal. Following B-spline approximation to the integrated performance function, the concerned problem is transferred into the tracking of given weights. Different from the previous related works, the time delay T-S fuzzy models with the exogenous disturbances are applied to identify the nonlinear weighting dynamics. Meanwhile, the generalized PID controller structure and the improved convex linear matrix inequalities （LMI） algorithms are proposed to fulfil the tracking problem. Furthermore, in order to enhance the robust performance, the peak-to-peak measure index is applied to optimize the tracking performance. Simulations are given to demonstrate the efficiency of the proposed approach.     

Fault diagnosis and fault tolerant control for non-Gaussian time-delayed singular stochastic distribution systems

Stochastic distribution control (SDC) is a new branch of stochastic system control that the system output is the probability density function (PDF) of the output. In practice, some algebraic relations exist between the input and the weights of SDC systems, leading to a singular state space model between the weights and the control input which increases the complexity of the system. The ignorance of time delay in practical systems will make the effectiveness of the fault diagnosis (FD) and fault tolerant control (FTC) be reduced. In this paper, the linear B-spline basis functions are used to approximate the output PDF. A FD approach based on the adaptive observer is established to diagnose the size of fault in the singular time-delayed SDC system. With the fault diagnosis information, a fault tolerant controller based on PI tracking control scheme is constructed to make the post-fault PDF still track the given distribution. The post-fault closed-loop stability analysis with the practical fault tolerant controller is carried out based on the Lyapunov stability theorem. Finally, a numerical simulation is provided to demonstrate the effectiveness of the proposed approach.     

基于Riccati方程和LMI算法的H∞控制器的设计与实现

H∞控制是一种重要的鲁棒控制方法,它以H∞范数作为控制性能指标,是一种最优控制方法,目的是求出系统内部稳定的控制器,使闭环传递函数的无穷范数极小,达到控制的目的。以固高公司的直线一级倒立摆为控制对象,实现基于Riccati方程和LMI算法的H∞控制器设计,采用M文件及simulink实现系统建模、控制器的设计,完成系统算法的验证,实验表明,控制器的输出、倒立摆系统的状态变量变化平稳,系统具有较强的鲁棒性,系统表现出良好的动态品质,验证了H∞控制器的有效性。     

基于LMI不确定离散随机系统输出反馈保性能控制

针对一类范数有界不确定离散随机系统,研究了具有输出反馈控制器的保性能控制,由此得到闭环系统的二次型性能指标上界的一般形式;然后应用LMI凸优化技术,推导出使闭环系统渐近稳定的最优保性能控制器的设计方法;最后通过仿真算例验证了所提出算法的可行性和有效性.     

倾转旋翼机平均驻留时间切换鲁棒H∞跟踪控制

针对倾转旋翼飞行器模态转换阶段的飞行控制问题,本文给出了倾转旋翼机纵向运动飞行控制系统模型和一种基于参考模型的鲁棒跟踪控制方法.为了保证闭环系统在切换过程中稳定并同时满足指定的鲁棒H∞性能指标,利用状态观测器对系统不可观测状态进行估计,结合模型依赖平均驻留时间方法提出了一种倾转旋翼机切换鲁棒H∞跟踪控制方法,通过求解线性矩阵不等式得到控制器增益,并分析了系统的鲁棒稳定性.仿真结果表明,所提出的方法能够使飞行器系统准确跟踪指令,且对于控制器切换具有鲁棒性.