一类非线性MIMO系统的直接自适应模糊鲁棒控制

针对一类未知的非线性MIMO系统, 本文提出了一种直接自适应模糊鲁棒控制设计方法. 理论分析和仿真实验都已证明, 该方法确保闭环系统全局稳定, 获得H_∞跟踪性能指标, 外部干扰、模糊逻辑逼近误差和输入对输出的交叉耦合可衰减到给定的水平, 系统鲁棒性好.     

基于模糊神经网络的5连杆双足机器人混杂控制

针对双足机器人单脚支撑期控制问题, 提出了一种新型的模糊神经网络混杂控制方法. 该种方法结合了模糊神经网络、H_∞ 控制及逆系统方法的优点. 应用了一种新的多层模糊CMAC神经网络对系统进行逼近, 一方面将模糊神经网络的构造误差看作系统的干扰, 利用H_∞ 控制对干扰进行抑制. 另一方面利用模糊神经网络对系统模型进行逼近, 为逆系统的构建和H_∞ 控制率的设计提供了有效的系统信息. 并证明了在采用本文提出的模糊神经网络和自适应算法后可以抑制 L₂ 增益.     

自主汽车的侧向H∞自适应变论域模糊控制

自主侧向控制实现汽车自动调节转向和车道变换,是复杂的非线性控制系统.本文将变论域模糊控制,自适应技术和H_∞最优控制理论相结合对自主汽车的侧向系统进行控制,提高了系统的鲁棒性和控制精度.设计直接自适应变论域模糊控制器,利用Lyapunov稳定性理论证明了整个闭环系统的稳定性.然后与H_∞相结合,通过选取控制变量的权重因子,可以将逼近误差和外部扰动对跟踪误差的影响减小到任意给定的标准.最后把这种算法应用到了自主汽车的侧向系统的控制,仿真结果表明算法的实用性和有效性.     

基于RBF神经网络的一类不确定非线性系统自适应H∞控制

基于RBF神经网络提出了一种H∞自适应控制方法.控制器由等效控制器和H∞控制器两部分组成.用RBF神经网络逼近非线性函数,并把逼近误差引入到网络权值的自适应律中用以改善系统的动态性能.H∞控制器用于减弱外部干扰及神经网络的逼近误差对跟踪的影响.所设计的控制器不仅保证了闭环系统的稳定性,而且使外部干扰及神经网络的逼近误差对跟踪的影响减小到给定的性能指标.最后给出的算例验证了该方法的有效性.     

不确定串联非线性系统H∞鲁棒自适应控制

针对一类含有未知参数和干扰的非最小相位串联非线性系统,结合H_∞控制和自适应控制方法并利用李雅普诺夫函数递推设计方法设计了状态反馈H_∞自适应控制器,避免了求解Hamilton-Jacobi-Isaacs不等式设计控制器的困难.该控制器不仅保证闭环系统ISS(input-to-state)稳定,而且使得系统对于所有允许的参数不确定从干扰输入到可控输出的L₂增益不大于给定的值.最后,给出了一个仿真例子,仿真结果充分表明了所设计的控制器的可行性和有     

混合H2/H∞鲁棒控制器设计

在状态空间描述下,定义了混合H₂/H_∞控制的完整信息、完整控制、干扰顺馈、输出估计这4种典型情况.在二次稳定意义上,讨论了混合H₂/H_∞的性能指标,及这4种典型情况的混合H₂/H_∞线性反馈控制器设计,给出了充分必要条件.在典型情况分析的基础上,研究一般意义上的混合H₂/H_∞反馈控制器设计.H₂和H_∞的干扰输入阵及性能评价函数各不相同时的混合H₂/H_∞反馈控制器,与H₂和H_∞控制器设计相似,归结为解两个Riccati方程.但这两个Riccati方程含有参数,最优解要通过搜索这两个参数得到.结果包含了单纯的H₂和H_∞设计,可看作是H₂,H_∞和混合H₂/H_∞的统一设计方法.最后通过一个简单的例子,说明了控制器设计方法的可行性.     

基于H∞控制理论的2-DOF内模控制器设计及其在电力系统中的应用

给出一种基于H_∞控制理论的二自由度内模控制器设计方法.考虑了标称模型与实际模型之间存在乘性摄动时的失配性,利用适当的状态变换,将跟踪问题的控制器设计转化成一个调节问题的标准H_∞控制器设计问题,再利用H_∞输出动态反馈完成了控制器设计.以电力系统模型为例设计了一个二自由度H_∞励磁控制器,仿真结果表明了此控制器的有效性.     

基于H∞环路成形和自适应神经模糊推理系统的模糊控制器设计

H_∞环路成形方法设计的控制器阶次较高,不便于工程实现和参数调整;用传统方法确定模糊控制器隶属度函数的参数和模糊规则比较费时且难以保证鲁棒性能和时频域性能指标.针对上述情况,提出了一种综合运用H_∞环路成形和自适应神经模糊推理系统来设计模糊控制器的方法.首先采用H_∞环路成形设计方法,得到鲁棒裕量、动态和稳态性能都符合要求的控制器,然后用自适应神经模糊推理系统来逼近此控制器,最后根据自适应神经模糊推理系统参数确定相应的模糊控制器规则和参数.该方法确定模糊控制器隶属度函数的参数精确而省时,且能保证控制器具有较强的鲁棒性和良好的控制效果.通过对小车倒立摆系统进行的仿真,验证了该控制器设计方法的有效性.     

基于滤波器估计的正交函数神经网络非线性系统H∞控制

针对含有多个未知非线性项的非线性系统难于控制的问题,提出利用Chebyshev正交函数构建基于神经网络滤波器的控制器,并在权值学习误差有界和跟踪误差有界条件下,通过李雅普诺夫稳定性定理确定控制器的权值,保证了非线性系统的H_∞鲁棒控制.最后,利用所提出算法对非线性系统的滤波器和控制器进行确定,仿真结果验证了该方法的有效性.     

不确定Delta算子系统的鲁棒H∞重构控制

讨论一类含有参数不确定和执行器故障的Delta算子系统鲁棒H_∞ 重构控制设计问题. 通过利用故障检测与隔离(FDI)技术, 在考虑不可检测故障执行器输入为能量有界的干扰信号情形下, 基于H_∞ 干扰抑制的思想, 给出了系统可鲁棒H_∞ 镇定的充分条件. 所设计的控制器可使闭环系统鲁棒稳定, 而且对可允许的不确定性和执行器故障具有一定的H_∞ 性能. 数值例子说明了本文设计方法的有效性.     

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.     

时延网络化控制系统的H2/H∞混合控制

针对存在多步随机传输时延的网络化控制系统模型 ,研究了其随机稳定性及H₂/H_∞混合控制问题 .在一定的系统通信控制模式下 ,网络传输时延可以建模为一个马尔可夫随机过程 ,通过增广系统状态的方法将原系统转化为一个具有随机跳变系数的离散系统 ,同时通过建立随机跳变Lyapunov函数 ,构建了满足系统随机稳定的H_∞次优和H₂/H_∞混合控制状态反馈控制器 .该控制器可通过求解一组耦合的矩阵不等式而得 .     

同步多速率系统H∞控制的J-无损失共轭化设计

针对提升后同步多速率控制器存在的因果约束问题,利用J-无损失共轭因子同H_∞控制相关的性质,提出了同步多速率系统H_∞控制的J-无损失共轭化设计.这一方法将提升后同步多速率系统的H_∞控制问题转化成求解共轭因子的问题,即只需求解相关特征值和Lyapunov方程,就可得到满足因果约束条件的控制器和相应闭环系统的参数化形式,同时对提升控制器的因果约束转化为范数有界真有理稳定传递函数矩阵空间BH^∞中任意参数的因果约束,同常规的逼近     

基于模糊观测器的非线性MIMO系统H2/H∞模糊状态反馈控制

研究了非线性系统H₂/H_∞模糊状态反馈控制问题.采用局部线性化方法,用T-S模糊线性模型逼近非线性系统,用模糊观测器重构系统状态.在希望的H_∞干扰抑制约束下,通过最小化H₂控制性能指标,实现了模糊状态反馈次优控制.通过将优化问题转化成2个特征值问题(EVP),应用线性矩阵不等式(LMI)优化方法求解,使问题的求解大大简化.所设计的闭环系统在平衡点是局部二次型稳定的,系统抗扰性能和动态性能均较好.     

不确定性关联大系统的分散鲁棒状态反馈H_∞控制

研究同时存在系统矩阵、控制输入矩阵的不确定和系统关联不确定变化以及外界干扰的关联大系统的分散H_∞ 控制问题, 提出一种较为全面的局部状态反馈分散H_∞ 控制器的设计方法. 局部控制器的求解只需递推地利用一系列局部代数Riccati方程. 最后通过实例表明该方法的有效性.     

机械手臂基于神经网络动态补偿的自适应控制

研究了模型具有不确定性的机械手臂的跟踪控制问题.由于模型不确定性的存在,基于精确模型设计的控制律很难达到理想的控制效果.针对这种情况,在基于标称模型设计的控制律的基础上,采用神经网络来补偿模型的不确定性,由于神经网络存在逼近误差,因此在控制器设计时,引入了H_∞ 鲁棒项,使得网络逼近误差达到指定的削弱水平并且跟踪误差渐近收敛到零,仿真结果表明了该方法的有效性.     

不确定性奇异时滞系统的鲁棒H∞控制

研究了含不确定性线性奇异滞后系统的鲁棒H_∞控制问题.其中不确定性是范数有界的.为此首先给出了相应的无控制标称系统内稳定且满足H_∞范数界的一个充分条件.然后讨论了含不确定性奇异滞后系统鲁棒H_∞控制问题有解的一个充分条件,并同时给出了控制器的设计,控制器可由线性矩阵不等式解得.最后举例说明本文方法的正确性.     

离散时间系统混合l1/H∞-控制问题

研究MIMO离散时间系统混合l₁/H_∞控制问题. 通过引入辅助优化问题, 证明了目标优化值关于约束H_∞指标的连续依赖性及其辅助问题最优化解的存在性, 同时证明了辅助优化问题的截断序列问题解的收敛性, 且其极限为混合l₁/H_∞_控制优化的辅助问题的最优化解. 还给出了优化目标值的上下界逼近.     

船舶电站柴油机双脉冲H∞调速器的研究

船舶电力系统频率的稳定性主要取决于船舶电站柴油机调速系统的转速响应特性.为了抑制负荷的扰动, 提高柴油机双脉冲调速器的动态精度, 本文将H_∞控制理论应用于柴油机调速系统的设计,将系统的性能要求转化为标准H_∞控制问题.建立了采用双脉冲${\rm H}_\infty$调速器的柴油机调速系统的数学模型,针对外部干扰和模型的不确定性, 双脉冲H_∞调速器的设计可以归结为混合 灵敏度问题.计算机仿真实验结果表明, 本文设计的双脉冲H_∞调速器能在充分考虑系统模型不确定性的情况下,有效提高系统的动态 精度和抑制扰动的能力,改善船舶电力系统频率的稳定性.     

磁耦合谐振无线电能传输系统的输出鲁棒控制

磁耦合谐振无线电能传输系统的负载和谐振参数会因为受到外界环境的影响而发生变化, 系统工作频率发生随机漂移, 导致模型参数存在不确定性. 针对参数不确定下的输出鲁棒控制问题, 本文基于H_∞控制理论, 应用Matlab鲁棒控制工具箱设计H_∞控制器, 并基于结构奇异值法分析了闭环系统的鲁棒稳定性与鲁棒性能. 结果表明, 在H_∞控制器的作用下, 实现了闭环摄动系统的输出鲁棒控制, 并为此类高阶非线性不确定闭环系统提供了一种通用的控制器设计方法.