基于H∞控制的时滞系统故障诊断

应用H∞控制技术,探讨具有不确定性输入以及输入时滞系统的故障诊断（FD）问题.该文提出的算法能够诊断时滞系统的执行器故障和传感器故障.首先介绍了时滞系统的H∞控制技术,给出了时滞系统H∞控制器存在的充要条件.然后考虑含有故障的时滞系统,设计了故障诊断滤波器,将故障诊断滤波器与原系统组成增广系统,增广系统中包含时滞系统的执行器故障和传感器故障.最后,应用H∞控制技术,对增广系统设计故障诊断系统,能够诊断出时滞系统的执行器故障和传感器故障.     

基于H∞控制的时滞系统故障诊断

应用H∞控制技术,探讨具有不确定性输入以及输入时滞系统的故障诊断(FD)问题.该文提出的算法能够诊断时滞系统的执行器故障和传感器故障.首先介绍了时滞系统的H∞控制技术,给出了时滞系统H∞控制器存在的充要条件.然后考虑含有故障的时滞系统,设计了故障诊断滤波器,将故障诊断滤波器与原系统组成增广系统,增广系统中包含时滞系统的执行器故障和传感器故障.最后,应用H∞控制技术,对增广系统设计故障诊断系统,能够诊断出时滞系统的执行器故障和传感器故障.     

线性时滞系统依赖于时滞的H∞状态反馈控制

对具有纯滞后输入的线性时滞系统,在系统的状态时滞与控制输入时滞不同时,研 究了依赖时滞的H∞状态反馈控制器设计问题,其控制器存在的充分条件由一个线性矩阵不 等式(LMI)的形式给出,并给出了相应的H∞控制器的综合设计方法.     

线性时滞系统依赖于时滞的H~∞状态反馈控制

对具有纯滞后输入的线性时滞系统 ,在系统的状态时滞与控制输入时滞不同时 ,研究了依赖时滞的 H∞ 状态反馈控制器设计问题 ,其控制器存在的充分条件由一个线性矩阵不等式 (L MI)的形式给出 ,并给出了相应的 H∞ 控制器的综合设计方法     

状态和控制含多时滞的离散系统H∞容错控制

针对状态和控制输入同时具有多个时滞的线性离散时间系统,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法(LMI),采用无时滞记忆的状态反馈控制律,研究了执行器故障情况下,离散多时滞系统的H∞容错控制问题.在采用连续执行器故障模型条件下,给出了系统没有干扰输入时存在无时滞记忆的状态反馈容错控制器的充分条件;进一步,给出了在H∞扰动衰减指标约束下,系统存在无时滞记忆的状态反馈H∞容错控制器的充分条件,并将结论推广到离散故障模型的情况.仿真结果证明了所提H∞容错控制器设计方法的正确性和有效性.     

不确定离散时滞奇异系统的弹性H∞控制

针对一类状态和输入同时具有时滞的不确定离散时滞奇异系统,研究了该类系统的弹性H∞控制器的设计问题,其中不确定性存在于系统的状态矩阵和输入矩阵当中,且满足范数有界条件.利用Lyapunov函数理论,以线性矩阵不等式(LMI)形式给出了系统弹性H∞控制器存在的充分条件及设计方法,所设计的H∞控制器既保证了闭环系统对所有允许的不确定性,又能保证系统具有一定的H∞性能γ.最后,通过数值算例说明该方法的实效性.     

多时滞线性连续系统的最优H∞容错控制

针对状态具有多个时滞的线性连续系统,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法(LMI),采用无时滞记忆的状态反馈控制律,研究了在执行器发生故障的情况下,连续多时滞系统的最优H∞容错控制问题.首先,给出了系统没有干扰输入时存在无记忆状态反馈容错控制器的一个充分条件;进一步,给出了在H∞扰动衰减指标约束下,系统存在无记忆状态反馈H∞容错控制器的一个充分条件;最后,给出了最优无时滞记忆状态反馈H∞容错控制器的设计方法.仿真实例证明了所得最优H∞容错控制嚣设计方法的正确性和有效性.     

离散系统多步观测时滞的H∞输出反馈控制

针对一类多观测时滞离散系统,本文提出了基于Krein空间理论解决H∞输出反馈问题的新方法．利用H∞输出反馈控制问题与不定二次型之间的关系,时滞系统的H∞控制问题分解为LQ问题和时滞的H∞估计问题．通过重组观测,时滞的H∞估计问题可转化为无时滞的H∞估计问题,从而给出由两个Riccati方程决定的H∞控制器存在的充要条件．本文的方法不需要增广系统．     

基于模糊模型的时滞不确定系统的模糊H∞鲁棒反馈控制

讨论了一类具有状态和控制时滞的不确定非线性系统的模糊H∞状态反馈控制问题.采用具有时滞的不确定Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型对非线性系统进行建模,提出了一套基于LMI的模糊鲁棒控制器的系统设计方法,给出了模糊H∞状态反馈控制器存在的充分条件,以保证闭环模糊系统渐近稳定并满足从干扰输入到控制输出的H∞范数界约束.示例仿真表明了该方法的有效性.     

一类网络控制系统的鲁棒H∞状态反馈控制器设计

针对一类具有状态时变时滞且模型中具有参数摄动的网络控制系统,通过构造输入时滞、添加自由矩阵的技巧,利用Lyapunov 泛函和线性矩阵不等式工具,得到闭环系统鲁棒渐近稳定且满足给定H∞扰动抑制水平γ的时滞条件,并给出系统的鲁棒H∞状态反馈控制器的设计方法。所用方法适合时滞以任何速度变化的系统,且不需要知道时滞的导数信息。最后用实例仿真证明了结论的有效性。     

多输入多输出非线性多时滞系统的直接自适应模糊跟踪控制

针对多输入多输出非线性多时滞系统,提出了一种直接自适应模糊跟踪控制方案．该方案有机综合了自适应控制和H∞ 控制,构建了一种自适应时滞模糊逻辑系统用来逼近有多重时滞的未知函数;设计了H∞ 补偿器来抵消模糊逼近误差和外部扰动．根据跟踪误差给出了参数调节规律,构造了包含时滞的李亚普诺夫函数,从而证明了误差闭环系统满足期望的H∞ 跟踪性能．仿真结果表明了该方案的可行性．     

基于标度小增益定理的离散时滞模糊系统可靠H_∞控制

本文利用输入–输出方法,研究了带有时变时滞和执行器故障的离散T–S模糊系统可靠H∞控制问题,并使用一种更切合实际的离散齐次马尔可夫链来表示执行器故障的随机行为.首先,利用一类新的模型变换方法,将离散时滞T–S模糊系统转换为互联的两个子系统.然后,利用标度小增益定理分析互联子系统的随机稳定性.通过构造参数依赖的Lyapunov函数,给出闭环系统输入–输出均方稳定且满足H∞性能的充分条件及可靠H∞控制器的设计方法.最后,给出两个数值例子验证所提方法的有效性.     

不确定时变时滞系统鲁棒H∞反馈控制器的设计 --LMI方法

针时一类状态和控制输入同时存在不确定性的具有时变的时滞系统,使用线性矩阵不等式方法研究了其H∞反馈控制器的分析与设计。给出系统具有H∞性能一个线性矩阵不等式（LMI）条件。并通过建立受条件约束的线性矩阵不等式的描述,给出系统的一个一次优状态反馈H∞控制律的设计方法。最后用一个算例验证该设计方法的优越性和有效性。     

基于H∞滤波器的不确定状态时滞系统鲁棒故障诊断

针对一类具有未知输入和模型不确定性的动态时滞系统，基于H∞滤波器技术研究了系统的鲁棒故障检测问题．利用H∞控制理论得到了系统的故障检测滤波器设计方法，证明了故障检测残差对不确定性具有范数界的鲁棒性；然后利用线性矩阵不等式（LMI）技术来求解此时滞独立H∞滤波器设计问题，并给出了该滤波器解存在的条件以及滤波器增益矩阵的求解方法．最后，通过一个仿真例子验证了本方法的有效性．     

具有干扰和输入时滞的挠性航天器H_∞控制

针对同时具有干扰和时变输入时滞的挠性航天器的H∞控制问题,首先采用状态空间法描述一类具有干扰和输入时滞的挠性航天器模型;然后基于李亚普诺夫稳定理论和线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)法,通过构造一个新型的增广李亚普诺夫泛函,建立基于LMI形式的时滞相关的H∞状态反馈控制器设计方法,此法设计的反馈控制器增益依赖松弛矩阵而非正定的李亚普诺夫矩阵;最后,通过数值仿真验证该控制方法的有效性并分析其时滞量、H∞性能指标及时滞积分不等式分解系数对闭环系统性能的影响.与传统的设计相比,由于引入了松弛矩阵并在泛函求解过程中引入了时滞积分不等式分解系数,因此该设计方法既能提升设计的灵活性又能降低设计的保守性.     

多约束非线性结构振动系统的鲁棒H∞容错控制

研究了多约束条件下非线性结构振动系统的鲁棒H∞容错控制问题。根据建筑结构力学原理,建立了包含输入时变时滞、执行器故障、非线性参数摄动以及干扰等多约束条件的结构振动系统状态模型,基于状态反馈和Lyapunov稳定性理论,提出了一个可满足多约束条件的时滞相关鲁棒H∞容错控制算法,该结果以线性矩阵不等式形式给出。在推导过程中只对矩阵不等式进行了两次放大,结果与输入时滞有关,以尽可能降低控制器设计的保守性。该方法设计的控制器能够使得时滞非线性结构振动系统具有指定H∞范数的干扰抑制能力,对执行器故障具有容错性。通过对一个四自由度建筑结构模型在 EI Centro 地震波作用下振动的控制仿真,验证了所提方法的可行性和有效性。     

线性时变不确定时滞系统的鲁棒H∞ 控制

本文主要研究了状态和控制同时存在滞后的线性时变不确定时滞系统的鲁棒H∞控制．问题，给出了对所有容许不确定性，被控对象可二次镇定和满足从于扰输入到控制输出的H∞范数界约束的无记忆状态反馈鲁棒H∞控制分析结果，得到了确保鲁棒H∞控制器存在的充分条件．文中进一步把不确定系统的鲁棒H∞控制器设计问题等价为线性时不变系统的状态反馈标准H∞控制问题，并由此得到鲁棒H∞控制器综合设计方法．     

一类不确定非线性广义时滞系统的H∞控制

针对一类具有非线性控制输入的参数不确定广义时滞系统,研究了该类广义系统的鲁棒H∞控制问题.利用Lyapunov泛函方法和线性矩阵不等式工具,无需对广义系统进行转化,得到了闭环系统鲁棒渐近稳定且具有H∞范数界的充分条件;将其转化为不带参数不确定矩阵的线性矩阵不等式,基于相应的线性矩阵不等式可行解,给出了该类广义系统的H∞控制律的构造方法.数值例子表明了该方法的有效性和可行性.     

一类不确定Lurie时滞奇异系统的鲁棒H∞控制

研究一类具有不确定性的Lurie时滞奇异系统的鲁棒稳定性分析和H∞状态反馈控 制器设计方法.针对一类具有参数不确定性、未知时滞的奇异系统,得出了系统鲁棒稳定和 鲁棒H∞状态反馈控制器存在的充分条件,它能使得不确定Lurie时滞奇异系统的解在所容 许的范围内是正则的、无摄动的和稳定的;而且还得出了基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒 H∞状态反馈控制器的设计方法,使得闭环系统具有鲁棒稳定性和H∞性能.