弹性飞机的混合H2/H∞最优PID控制器设计

针对弹性飞机强鲁棒性、低阶次、低增益鲁棒控制器的设计问题,以某弹性飞机12阶模型为研究对象,研究了基于弹性飞机降阶模型的混合H2/H∞最优PID控制器的设计。首先基于平衡截断法得到了6阶降阶模型。然后,根据全阶模型和降阶模型的频域降阶误差选取了合适的鲁棒加权函数。之后,给出了系统跟踪误差的H2范数的一种简化计算方法用于计算H2范数优化设计指标。最后使用粒子群优化算法进行了混合H2/H∞最优PID控制器参数的优化得到了最优PID控制器。仿真结果表明,与H∞混合灵敏度控制器相比,混合H2/H∞最优PID控制器阶次更低,并能同时镇定参数和非参数两种不确定性具有更强的鲁棒性;对弹性形变有较好的抑制作用,对刚性模态也取得了很好的控制效果。     

基于遗传算法的降阶H∞控制器

考虑一类线性时不变连续动态系统，应用遗传算法给出其降阶H∞控制器的设计方法．用线性矩阵不等式给出控制器存在的充要条件，把秩约束作为遗传算法的目标函数，通过对目标函数的全局搜索，得到控制器的最小阶次”。及相应的正定矩阵参数(X，Y)，进而设计出降阶H∞控制器．遗传算法采用实数编码，排序选择和最佳个体保存相结合的选择算子，实值中间重组的交叉算子，实值变异的变异算子．仿真结果表明，所提出方法可达到与MATLAB设计的全阶H∞控制器的相同控制效果，且具有阶次低、易于工程实现的特点．     

新型混合H2／H∞控制策略的研究

研究了混合H2／H∞控制问题,在保证系统一个输出满足给定H∞干扰衰减约束下,使另一个输出的H2性能指标最小,在此基础上,推出了一个控制器存在的约束条件,给出了控制器的求解方法,并以数值实例证明了所提算法是可行的。     

离散系统具有域极点约束的H2/H∞滤波

主要讨论了具有域极点约束的离散时不变系统的混合H2／H∞滤波问题。首先，研究了系统传递函数的H2范数以及H∞范数；然后，给出了用LMI形式描述的在任意圆域的极点配置公式；最后，根据H2，H∞范数性能指标和圆域约束条件，建立了一种混合H2／H∞滤波器的设计方法。     

航空发动机固定阶混合μ控制器设计方法的研究

提出了将固定阶H∞控制器与混合μ综合相结合获得航空发动机固定阶混合μ控制器的策略。推导出了固定阶H∞控制器存在的必要条件，使用homotopy算法获得最优固定阶H∞控制器的解。采用将固定阶H∞控制器与D-K迭代相结合设计航空发动机固定阶混合控制器的方法。与全阶混合μ控制器不同，固定阶混合μ控制器具有结构简单，易于实现，而其鲁棒性能和鲁棒稳定性与全阶μ控制器相近。使用该方法对某型涡扇发动机控制系统进行固定阶混合μ控制器设计，仿真验证表明，该控制系统其性能鲁棒性满足要求。     

不确定广义系统非脆弱混合H2／H∞优化控制

针对不确定广义系统非脆弱混合H2／H∞优化控制问题,对控制器增益具有加法式摄动和乘法式摄动两种情形采用线性矩阵不等式方法研究其充分条件,并设计满足要求的鲁棒非脆弱混合H2／H∞状态反馈控制器,使得闭合系统在满足H∞性能的前提下极小化H2范数的上界。     

直线伺服系统鲁棒H∞控制器设计

对具有时变不确定性的直线伺服系统提出鲁捧H∞控制器的设计方法．将时变参数不确定系统的鲁棒H∞控制问题转化成一个等价的、不包含任何参数不确定性的线性时不变系统的标准H∞控制问题；对标准H∞控制问题，可通过求解代数Riccati矩阵方程的对称正定解求得控制器，也就是不确定系统的鲁捧H∞控制器．用该方法设计了直线伺服系统控制器．     

固定结构混合H2／H∞控制器参数的全局优化

首先运用增广Hermite-Biehler定理，解析地给出使任意给定(稳定或不稳定)被控对象闭环稳定的控制器参数取值域．然后，在该参数取值域内运用遗传优化算法得到了满足指定混合H2／H∞性能指标的Pareto最优控制器参数值．仿真例子验证了该方法的有效性．     

环形二级倒立摆H_∞鲁棒控制器设计及仿真

研究了环形二级倒立摆的平衡控制,首先利用拉格朗日动力学方法建立了环形二级倒立摆的数学模型,分析了系统的稳定性及能控能观性;接着引入H∞回路成形鲁棒方法设计其控制器,但考虑到H∞控制器阶次过高的问题,因此采用最小信息损失方法对设计的控制器进行了降阶。通过仿真验证,证实了降阶后的H∞回路成形控制器对于环形二级倒立摆平衡控制有良好效果。     

H2/H∞鲁棒控制器设计的线性矩阵不等式方法

对于一类同时具有H2和H∞性能指标约束的线性系统,基于线性矩阵不等式处理方法（LMI）,设计了系统的状态反馈控制器。通过LMI工具箱提供的求解器,可以方便、有效地得到所求控制器的参数化表示。仿真结果表明了混合H2/H∞控制对干扰抑制的有效性。     

广义离散线性系统状态反馈H∞控制器设计

研究了广义离散线性系统的状态反馈H∞控制器设计问题．基于矩阵不等式，导出状态反馈H∞控制器存在的一个充分条件，并利用矩阵不等式的解给出H∞控制器的一种设计方法．     

基于最小熵H_∞控制的降阶电力系统稳定器设计

针对电力系统的低频振荡问题,提出了一种基于最小熵H∞控制理论的电力系统稳定器的设计方法。为了获得低阶电力系统稳定器,采用降阶方法分别对原系统和控制器进行了降阶处理。利用BFO-PSO混合算法对权函数进行选取,把多个不同的设计目标转换为不等式约束,将加权函数的选取表示为一个多目标优化问题。针对4机2区域电力系统,根据参与因子确定PSS的安装地点,设计了抑制区域振荡的最小熵H∞电力系统稳定器。仿真结果表明,最小熵H∞电力系统稳定器能有效地抑制区域间的低频振荡,并且对整个系统的阻尼也有所改善。     

直接驱动电动舵机的混合H2/H∞控制器设计

介绍了一种基于有限转角力矩电机的导弹电动舵机的组成及工作原理，针对直接驱动系统易受负载扰动及参数变化影响的特点，利用H2控制保证系统动态性能以及H∞控制在对象存在模型及参数不确定性、未建模动态和有界扰动时可以保证系统全局稳定的特性，设计了舵机的混合H2／H∞控制器。仿真结果及分析表明，系统对参数变化及外部扰动具有鲁棒稳定性和较强的鲁棒跟踪能力。     

多轴转向车辆转向系统的H2／H∞混合控制

推导了多轴转向车辆三自由度动力学模型,用Matlab软件和H2/H∞优化控制理论,设计了三自由度多轴转向车辆横摆率跟踪控制的H2/H∞混合最优控制器,建立了理想跟踪目标模型.以三轴转向车辆为对象,分析了该控制器对多轴转向车辆转向性能的影响.仿真分析结果表明,H2/H∞混合最优控制器使得多轴转向车辆具有很好的系统性能,同时保持了良好的鲁棒性能,提高了车辆的转向性能,保证了多轴转向车辆的安全性和操纵稳定性.     

空间飞行器大角度姿态机动混合H2/H∞控制

提出一种基于平方和优化的空间飞行器大角度姿态机动混合H2/H∞控制方法.为适应飞行器大角度姿态机动的要求,采用修正的Rodrigues参数描述卫星的姿态运动,并将飞行器姿态运动学和动力学方程转化为线性参数可变(LPV)系统;为降低设计的保守性,通过引入附加松弛变量,提出一种系统矩阵与Lya-punov矩阵分离的混合H2/H∞性能准则;基于该性能准则,运用Lyapunov方法和平方和优化技术,推导出飞行器大角度姿态机动混合H2/H∞状态反馈控制器存在的充分条件,并将混合H2/H∞控制器设计问题转化为具有平方和约束的参数优化问题.     

鲁棒H∞／H2控制在水下热动力参数摄动系统中的应用

针对开式水下循环热动力系统动态性能要求很高及动力装置结构参数摄动十分严重的特点,采用结构参数摄动系统H∞／H2线性状态反馈控制器的设计方法,设计了开式循环三组元水下热动力系统控制器。仿真结果表明,该控制器实现了H∞控制与H2控制优势的互补,控制系统具有良好的鲁棒稳定性、抗干扰能力及动态响应品质。     

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．     

一类时延网络控制系统的H∞控制

目的针对多时延的网络化控制系统的特点。建立了具有有限能量外部扰动的多时延网络控制系统模型，对其H∞性能加以了分析和研究，并验证所取得的理论成果．方法运用Lyapunov方法和线性矩阵不等式，对其H∞性能及控制器的设计进行了理论分析，运用消元法将其所得不等式线性化。在此基础上给出H∞控制器的具体求法．结果提出了有扰动的多时延网络控制系统的模型，分析了H∞性能，设计了y-次优输出反馈H∞控制器，得到了系统的γ-次优输出反馈H∞控制器的存在条件及具体求法．结论将传感器到控制器以及控制器到执行器的时延分开考虑。这样更加符合网络传输的实际情况，通过设计控制器，使具有扰动的多时廷网络控制系统性能有很大的改善，通过Matlab仿真证明该控制器行之有效。故该算法具有较重要的理论意义和一定的应用价值．     

基于LMI的磁悬浮列车姿态H∞／H2混合控制

针对目前新型的单轨磁悬浮列车姿态控制问题，建立了磁悬浮列车姿态的状态空间模型，在对该模型进行线性化后，设计了基于ＬＭＩ的Ｈ∞／Ｈ２混合控制器，有效地控制了列车运行时发生的车厢上下振动及其倾斜，通过系统仿真，得到此种控制器具有良好的控制性能。     

一类线性离散系统H∞鲁棒容错控制器设计

从不确定线性离散控制系统的传感器或／和执行器等部件极易发生故障的实际情况出发，对这类控制系统的鲁棒容错控制器设计问题作了研究。在假设传感器和执行器同时发生故障的情况下，基于状态反馈思想和H∞鲁棒控制理论，通过求解一个代数Riccati方程得到H∞鲁棒容错状态反馈控制律。因此，由该设计方法得到的控制律同样适用于传感器和执行器分别出现故障的情况。并通过仿真实例来验证该H∞鲁棒容错控制律不仅对不确定性和扰动具有H∞鲁棒性能，而且对传感器或／和执行器故障具有容错性能，从而说明该控制器设计方法的正确性和有效性。