一类不确定广义系统的非脆弱保性能控制

研究了一类时变时滞不确定广义系统的非脆弱保性能控制问题。在系统矩阵、滞后状态矩阵、输入矩阵和滞后输入矩阵都具有不确定性时,带有反馈增益扰动的控制器能够保证闭环系统是正则、无脉冲、指数稳定的;且性能函数存在上界。对于出现的两个不确定项乘积的问题,采用两个线性矩阵不等式,两次运用Schur补引理的方法得以解决。控制器的增益可通过求解一系列严格线性矩阵不等式得到。数值仿真实例证明了所提方法的有效性。     

基于数据的网络化系统最优控制

针对网络介入导致的系统动态复杂性增加及建模困难等问题,提出了基于数据驱动控制的思想,独立于系统模型设计控制器。利用在线获取的系统输入/输出当前数据和历史数据,分别构造系统的输入数据矩阵和输出数据矩阵,建立两者之间的线性关系,获得当前采样时刻系统的Markov参数,将该参数代入到Markov参数形式表示的Riccati方程解中,获取最优控制增益。同时利用输入与输出之间的线性关系,构造一个控制器状态观测器,利用估计的控制器状态参与计算最优控制律。最后,在Truetime1.5和Matlab仿真平台上验证了提出的控制器是有效的。     

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     

柔性倒立摆的模糊控制算法

针对直线柔性一级倒立摆多变量的特性,提出了基于融合函数的模糊控制算法,解决了"规则爆炸"问题.利用最优控制理论计算出使系统稳定的反馈增益矩阵,由反馈增益矩阵构造融合函数,由此减少了模糊控制器的输入变量维数.仿真和实际实验结果证明该方案的有效性和正确性.     

线性连续时间时滞系统的有限时间有界跟踪控制

研究一类线性连续时间时滞系统的有限时间有界跟踪控制问题.首先,采用预见控制理论中求导的方法构造带有时滞的误差系统,把误差信号的信息包含在误差系统的状态向量中,再将其作为误差系统的输出向量;其次,通过为误差系统设计一个有记忆的状态反馈控制器,把问题转化为研究带有时滞的误差系统的闭环系统输入-输出有限时间稳定问题;再次,借鉴输入-输出有限时间稳定的研究方法和线性矩阵不等式的方法, 通过构造Lyapunov-Krasovskii函数,给出由一组线性矩阵不等式表征的控制器增益矩阵的设计方法,由此得到原系统的一个有限时间有界跟踪控制器;最后,通过一个数值实例验证所设计的控制器的有效性和优越性.     

统一混沌系统的输出反馈控制器设计

利用输出反馈研究了一类统一混沌系统平衡点渐进稳定问题.基于李亚普诺夫稳定理论,线性矩阵不等式方法及不等式技巧,分别用两输入单输出和单输入单输出反馈设计控制器,解决了状态不可测情况下统一混沌系统的控制问题.即使得混沌系统的状态渐进趋于给定的任一平衡点.与现有文献结果相比,所设计的控制器,反馈增益小,结构简单,保守性小.最后以Lorenz系统为例作了仿真,仿真结果表明了该控制器的有效性.     

一类不确定时滞系统的自适应控制

设计基于观测器的自适应控制器,利用Lyapunov稳定性理论分析系统的稳定性,得到利用线性矩阵不等式表示的闭环系统稳定的充分条件,观测增益矩阵和反馈增益矩阵可以通过求解线性矩阵不等式得到。通过一个实例验证所给结论的有效性。     

一类不确定线性系统的混杂状态反馈保成本控制

研究一类不确定线性系统的混杂状态反馈保成本控制问题．系统矩阵和输入矩阵中含有时变不确定性,假设存在有限个备选的控制增益已知的控制器,并且任何单一的状态反馈控制器都不能镇定系统,基于单Lyapunov函数的方法,给出了混杂状态反馈保成本控制的充分条件及切换律的设计方案．当切换系统的控制增益未知时,利用多Lyapunov函数法,给出混杂状态反馈保成本控制的充分条件,并通过仿真验证了该方法的有效性。     

滞后离散广义系统的鲁棒严格耗散控制

研究确定的及不确定的滞后离散广义系统的无记忆状态反馈严格耗散控制器设计问题.利用线性矩阵不等式(LMI)方法,首先给出滞后离散广义系统容许(即正则、稳定、因果)且严格耗散的条件,然后通过矩阵不等式(MIs)得到无记忆状态反馈严格耗散控制器的存在条件和设计方法;进而针对除E外其余系数矩阵均具有范数有界不确定性的滞后离散广义系统,利用矩阵不等式的解设计鲁棒严格耗散控制器,保证闭环系统广义二次稳定且严格耗散.     

一体化执行器饱和线性矩阵不等式跟踪容错控制器设计

针对一类执行器幅值饱和的不确定非线性系统,提出了基于线性矩阵不等式的一体化主动容错控制器设计方法.考虑执行器传感器同时故障情形,采用系统增维方法,将原系统等效转化为仅含执行器故障虚拟系统,简化了容错控制器设计.其次采用凸组合法对执行器饱和非线性进行描述,确保控制输入始终在幅值范围以内.在此基础上,设计了集自适应估计律与控制器于一体的主动容错控制器,并将控制器增益解算方法,转化线性矩阵不等式约束下的优化问题.最后通过飞机数值算例验证了设计方法的有效性.     

考虑时域约束的线性系统非脆弱H∞控制

针对带有时域约束(包含控制输入约束、状态约束或两者的混合约束)的线性系统,在线性矩阵不等式(LMI)优化框架下,提出了一种非脆弱H∞状态反馈控制器设计方法。首先通过初始条件和外部干扰能量的假设确定一个能包含系统所有可能状态的固定椭圆域,然后得到控制器增益在一定范围内摄动情况下确保闭环系统满足时域约束的充分条件,进而转化为相应的矩阵不等式,详细地给出了推导过程。最终时域约束线性系统的非脆弱H∞控制问题可转化为求解多目标的LMI优化问题。将该方法用于质量-弹簧-阻尼系统的干扰抑制控制。仿真实验结果表明：利用该方法设计的控制器能够在满足时域约束的条件下,提高闭环系统对控制器增益摄动的鲁棒性。     

基于矩阵分解的多变量鲁棒自适应反推控制

针对含有输入未建模动态的一类MIMO系统,在高频增益矩阵的顺序主子式的符号已知的前提下,给出了多变量自适应反推控制器的设计.严格地证明了对一类未建模动态,闭环适应系统的所有信号都是全局一致有界的,且输出渐近收敛于零.     

具有未知输入增益的非线性系统的跟踪控制

针对具有未知输入增益的非线性系统, 提出了一种可实现系统输出跟踪控制的自适应控制方法. 通过在backstepping设计中引入一种新的Nausbaum增益, 按该方法设计的控制器可以在系统输入增益未知的情况下实现系统输出的渐近跟踪.     

关于滞后不确定系统的变结构控制与仿真

研究变结构优化控制,对于含有状态滞后和输入滞后的不确定离散时间系统,采用传统的变结构控制器设计方法,很难解决控制输入滞后对系统性能造成的影响,并使系统抖振和控制输入切换幅度过大的问题,控制效果不理想.为解决上述问题,对状态滞后和输入滞后相同的一类不确定离散时间,进行变结构控制器的设计.根据系统滑模面可达条件,用系统模型不确定项进行等效替换处理,提出改进的变结构趋近律.利用趋近律设计的控制器克服了系统抖振和控制输入切换幅度过大的问题.仿真结果表明,控制器不仅能够保证系统具有良好的稳态和动态性能,同时动态过程中控制量的切换幅度也可以控制在要求范围内.     

不确定时滞系统鲁棒容错控制研究

研究一类不确定时滞系统的鲁棒容错控制问题。针对既有状态滞后,又有控制输入滞后,且假定状态和控制输入的不确定项均是范数有界的线性系统,通过引入无记忆状态反馈控制器,基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法,给出了一个在传感器完全失效或执行器完全失效故障情况下具有鲁棒容错性能的充分条件,并用求解线性矩阵不等式组方便地得到容错控制器设计结果。最后用算例验证了该设计方法的有效性和可行性。     

利用状态反馈增益变化设计广义系统H∞可靠控制器

通过对状态反馈两种增益变化形式的分析,研究广义系统H∞可靠控制器的设计问题.给出基于状态反馈增益变化的广义系统H∞可靠控制器的定义,得到了执行器故障模型.用线性矩阵不等式(LMI)方法,研究两种状态反馈增益变化的广义系统H∞控制器存在的充分条件和设计方法.进而,针对执行器的不同故障情形,用LMI方法给出广义系统存在基于状态反馈增益变化的H∞可靠控制器的充分条件.最后,给出了优化广义系统H∞可靠控制器的设计算法.     

关于不确定的对称组合系统的稳定化控制器与观测器的设计

本文研究了不确定的对称组合系统的稳定化控制器与观测器的设计问题，给出一种设计稳定化控制器与观测器的方法，在这种设计方法中，使给定的带有不确定性的对称组合系统稳定的状态反馈增益矩阵和观测器增益矩阵可由低阶代数Ｒｉｃｃａｔｉ方程的解导出。     

Lipschitz广义非线性系统观测器设计

研究一类广义非线性系统的观测器设计问题．首先讨论了半正定Lyapunov函数下指数1广义非线性系统稳定及渐近稳定性,然后对一类由线性和Lipschitz非线性项组成的广义非线性系统,给出了渐近稳定观测器存在的条件,并把观测器反馈增益矩阵的设计归结为广义线性系统容许控制以及奇异值计算问题,证明了若容许广义线性系统矩阵的最小奇异值大于系统的Lipschitz常数,容许控制器增益矩阵就是待求的观测器反馈增益矩阵。     

不确定时滞系统保性能弹性控制器的设计

研究了一类不确定时滞系统的保性能控制问题, 其不确定性不仅存在于系统矩阵, 而且存在于控制器的增益中. 在控制器增益摄动具有加法和乘法两种结构形式下, 讨论了系统的弹性保性能控制器设计问题, 给出了弹性保性能控制器存在的充分必要条件. 数值算例说明了设计的可行性和有效性.