基于凸多面体构造的多项式LPV系统性能分析

针对现有多项式线性变参数(Linear Parameter Varying LPV)系统性能分析方法计算效率低、保守性较大的问题,为了提高性能,给出了一种改进的基于凸多面体构造的分析方法.利用系统参数轨迹的导数信息构造凸多面体簇分段包含参数轨迹,并结合参数化Lyapunov函数和线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequalities LMI)方法进行了系统全局性能分析,从而减少了由构造方法带来的分析保守性.仿真结果表明,构造方法能够有效提高系统性能计算的效率,并减少系统性能分析的保守性.     

确定线性调节器加权矩阵的简易方法

本文给出了线性二次型性能指标中加权矩阵与开环、最优闭环系统特征多项式系数之间的解析关系。只要给定一组期望的闭环极点,即可直接确定与之对应的加权矩阵。     

一种故障检测滤波器的多目标优化设计方法

提出一种基于观测器的故障检测滤波器的非凸多目标优化设计方法.针对线性时不变动态系统,构建一个由输出观测器和后滤波器组成的故障检测滤波器,将其残差动态特性描述为非凸的双线性矩阵不等式形式.利用双线性矩阵不等式中可完全平方非正定项的上界替代原非正定项,将双线性矩阵不等式转化为一组线性矩阵不等式,进而获得多目标优化问题的可解条件以及观测器增益与后滤波器矩阵的求解方法.仿真算例说明了算法的有效性.     

基于分段模糊Lyapunov函数的模糊系统稳定性分析和保性能设计

针对一类 Takagi-Sugeno (T-S) 连续模糊系统, 在分析模糊系统前提规则结构信息的基础上, 研究了其稳定性和保性能设计问题. 通过将模糊 Lyapunov 函数 (FLF) 和分段二次 Lyapunov 函数 (PQLF) 结合, 构造出分段模糊 Lyapunov 函数 (PFLF), 并提出了一种新的并行分配补偿 (PDC) 控制器. 基于 PFLF 方法, 得到了线性矩阵不等式 (LMI) 形式的模糊系统分析与设计的求解方法. 该方法继承了 FLF 与 PQLF 的优点. 仿真实例表明: 该方法所得稳定性判据更为宽松, 具有更好的保性能控制效果.     

基于统计量的加权函数图像重建方法

针对图像重建的问题,提出了一种基于统计量的加权函数图像重建方法.考虑到退化图像不仅含有高斯噪声,且含有拉普拉斯噪声,利用最大似然估计的思想估计高斯噪声和拉普拉斯噪声的方差构造基于统计量的高斯和拉普拉斯权重函数;由于在图像重建过程中,噪声分布发生变化,整合L1,L2范数,设计了一种自适应加权函数;结合双边全变差(BTV)正则化算法,设计了一种自适应加权函数图像恢复方法.实验结果表明:相比基于L1-L2混合误差模型(HEM),方法的峰值信噪比(PSNR)和结构相似度(SSIM)分别平均提高了约2.07 dB,0.02,对含有多种噪声的退化图像能够取得比较理想的结果.     

随机分布系统可靠保性能控制算法的研究

针对随机分布系统采用数值优化算法设计的控制器不稳定的问题, 研究了可靠保性能控制算法。该控制算法可实现将随机分布系统的值优化算法转换为线性矩阵不等式的可行解问题, 并通过线性矩阵不等式的方法给出可靠保性能控制算法的充分条件, 采用凸优化技术进行优化。通过实例仿真, 证明该算法能够实现输出概率密度函数渐进追踪目标概率密度函数, 并使随机分布系统的鲁棒性和稳定性有较好的改善。     

基于加权优化的自然场景分类方法研究*

为了提高了静态图像中自然场景分类的识别精度,采用一种基于加权优化的聚类方法。将文本领域的文字激活力矩阵方法应用到了图像分类领域,将视觉词汇的数目减少使得运行时间减少,并降低了对存储内存的占用。在特征编码阶段,采用局部约束线性编码算法,并将其应用在空间金字塔模型的向量量化中,该算法能有效降低量化误差改善分类效果。实验结果表明,基于加权优化的局部约束线性编码算法能够获得更好的分类效果。     

线性不确定系统的最优保性能控制--线性矩阵不等式处理方法

针对一类具有范数有界时变参数不确定性的线性系统的和一个给定的二次型性能指标,研究了其最优保性能控制问题,用一个线性矩阵不等式系统的可解性给出了存在保性能状态反馈控制律的条件,并且这个线性矩阵不等式系统的可行解提供了一组保性能控制律的一个参数化表示,进而保性能控制律的这一刻划被用来求解最优保成本控制问题。     

LPV系统加权函数法的鲁棒跟踪设计

线性时变系统的重要一类是处理对象中状态空间矩阵的时变物理参数,如何设计控制器使系统满足设计指标是控制中的关键问题。研究了基于加权函数法的线性变参数(LPV)系统设计方法与过程,并指出了参数不确定系统的信号跟踪、系统的稳定性和干扰抑制问题,这三者与控制性能指标设计问题之间是可以相互转化的。通过选择加权函数,转变为线性分式的控制问题求解,从而达到提高系统的鲁棒性能,降低保守性的目的。最后,通过实际的感应电机转子磁链跟踪系统,采用基于LPV鲁棒加权函数法设计其控制器,仿真实现了它对输入磁链参考信号的有效跟踪,且它能有效抑制外界干扰,从而验证了此方法设计的控制器的有效性。     

电动Stewart平台分散子系统不确定性加权函数选择

以降低电动Stewart平台两输入两输出子系统不确定性描述的保守性为目的, 提出一种不确定性加权函数选择方法. 首先通过机理分析, 确定以反馈形式来描述平台子系统中低频的结构不确定性, 并得到具有3个待定参数的加权函数. 然后给出标称模型输出与实验数据相匹配的条件, 由此利用实验数据优化加权函数中的待定参数.最后为方便控制器设计, 将系统不确定性描述化为统一的表达形式. 所提方法在描述系统不确定性时, 尽可能将模型中的已知部分分离出来, 并通过实验数据优化加权函数中的待定参数, 从而使得不确定性描述的保守     

基于二维混合模型的重复控制系统设计新方法

现有重复控制方法是在一维空间上同时处理控制与学习过程, 这不利于重复控制系统的分析与设计. 本文针对一类线性不确定系统, 提出一种基于连续/离散二维混合模型的重复控制系统设计方法. 首先, 通过分析重复控制系统中独立存在的控制行为与学习行为, 建立重复控制系统的连续/离散二维混合模型, 将重复控制器设计问题转化为一类连续/离散二维系统的状态反馈控制问题; 然后应用二维连续/离散系统方法, 获得重复控制系统的稳定性条件, 根据稳定性条件并利用线性矩阵不等式(Linear matrix inequality, LMI)方法, 求得重复控制器参数. 与现有方法相比, 所提出的重复控制设计方法更加符合其本质特征, 具有简单实用、直观明了的特点, 克服了现有重复控制方法所存在的局限性. 最后, 数值仿真实例验证了本文所提方法的有效性.     

基于伪逆控制分配的过驱动系统稳定性分析

针对基于控制分配的过驱动系统的稳定性问题,提出一种设计方法,并给出闭环系统吸引域的优化估计.通过引入伪控制,基于控制分配的过驱动系统可以分为内环和外环.内环基于控制分配实现伪指令的跟踪,外环则为方形系统设计伪控制器.采用伪逆控制分配方法,在状态反馈下通过线性矩阵不等式优化用椭圆逼近闭环系统的吸引域.分析了这种基于控制分配的间接法与无控制分配器的直接法的等价性.仿真结果表明,所给方法能实现内环的零误差跟踪,并保证闭环系统的稳定性.     

线性时滞广义系统的时滞相关H∞控制

讨论线性时滞广义系统的时滞相关H∞控制.首先利用Park不等式建立了一个基于二次型项的积分不等式,然后利用Lyapunov_Krasovskii泛函方法,获得了系统经慢子系统的无记忆状态反馈后不仅内部稳定,而且具有给定的H∞性能的,基于LMI的时滞相关充分条件.数值例子表明本文方法所得结论较已有文献具有较小的保守性.     

带时变时延的网络化控制系统控制器设计方法

为带时变时延的网络化控制系统提出了一种新的状态反馈控制器的设计方法.根据控制系统的时滞相关稳定性条件来设计确保网络化控制系统稳定性的控制器,并以线性矩阵不等式的形式描述.该方法可进一步扩展到解决鲁棒控制问题.最后的仿真实例表明了该方法的有效性.     

基于二维混合模型和状态观测器的重复控制设计

针对一类正则线性系统, 提出一种基于状态观测器和二维混合模型的重复控制系统设计方法. 首先, 通过构造一个状态观测器来重构系统的状态, 建立基于重构状态的线性控制律. 然后, 通过独立地考虑重复控制系统的连续控制过程与离散学习行为, 给出基于状态观测器和重构状态反馈的连续/离散二维混合模型. 针对这个混合模型, 运用二维Lyapunov泛函方法, 以线性矩阵不等式(Linear matrix inequality, LMI)的形式给出重复控制系统存在重复控制器和状态观测器的充分条件, 所给条件可用Matlab工具箱方便地求解. 数值仿真验证了本文所提方法的有效性.     

应用LM I设计鲁棒严格正实传递函数

讨论稳定的实区间多项式族是否存在一个实多项式使之严格正实化问题。通过线性矩阵不等式给出了存在此项式的充要条件,并利用Ｍａｔｌａｂ中的ＬＭＩ软件包求解满足条件的不变多项式。具体算例说明了该算法的有效性。     

Design of Robust Discrete‐Time Observer‐Based Repetitive‐Control System

This paper concerns the design of a robust discrete‐time observer‐based repetitive‐control system for a class of linear plants with periodic uncertainties. A discrete two‐dimensional model is built that partially uncouples the control and learning actions of a repetitive‐control system, enabling their preferential adjustment. The combination of a singular‐value decomposition of the output matrix and Lyapunov stability theory is used to derive a linear‐matrix‐inequality‐based design algorithm that determines the control and state‐observer gains. A numerical example illustrates the main advantage of the method: easy, preferential adjustment of control and learning by means of two tuning parameters in an linear‐matrix‐inequality‐based condition.     

基于S-Procedure的分段线性Delta算子系统的稳定性分析

本文研究了一类由Delta算子描述的分段线性系统的二次稳定性问题。基于Delta域的Lyapunov稳定性理论,利用S-procedure构造了分段Lyapunov函数,而且将分段线性Delta 算子系统的二次稳定性判问题转化为一组线性矩阵不等式的求解问题。     

基于网络服务质量的网络控制器设计

针对网络服务质量对控制系统性能的影响, 建立了联合网络参数和控制器参数的系统模型. 在此基础上分析了网络控制系统保性能控制器存在的网络参数和控制参数依赖条件, 并且通过求解线性矩阵不等式, 给出了控制器的参数化设计方法. 所设计的控制器在满足一定的网络服务质量摄动范围内, 不仅可以使系统渐近稳定,而且还能确保系统性能不大于上界. 本文方法给出网络服务质量变化对控制系统性能衰减的一种定量度量, 可以为进一步的网络调度提供理论依据.     

大气扰动下无人机纵向控制律设计研究

针对飞行控制系统设计中的大气扰动抑制问题进行了研究;讨论了Dryden紊流频域模型及时域对应的成形滤波器,建立了大气扰动下飞机纵向运动的小扰动方程;基于H∞控制理论,应用线性矩阵不等式(LMI)方法设计了鲁棒飞行控制系统;以某无人机纵向通道为例,选取全飞行包线内多个特征状态点,对设计的控制器进行仿真实验;仿真结果表明,所设计的控制器具有满意的干扰抑制能力和良好的鲁棒性及动态品质。