带有丢包的线性参数变化系统的H∞控制

主要研究了一类带有Lipschitz非线性和随机通信丢包的线性参数变化系统（LPV）基于观测器的[H∞]控制问题。针对信号传递中的随机丢包,使用了已知条件概率分布的Bernoulli分布序列来描述。在随机丢包存在的情况下,利用李雅普诺夫稳定性定理得到了基于观测器的反馈控制器存在的充分条件,使得闭环网络LPV系统不仅是均方指数稳定的,而且满足预定的[H∞]扰动抑制性能指标;然后利用近似基函数和网格技术将无限维的线性矩阵不等式组的求解问题近似为有限维线性矩阵不等式组的求解问题,提出了一种线性矩阵不等式的方法,设计出了相应的[H∞]控制器。最后,通过数值仿真验证了所提方法的有效性。     

高速率通信网络下时变系统的有限时域H∞控制

针对高速率通信网络和Round-Robin（RR）协议影响下网络化时变系统的有限时域[H∞]控制问题，考虑到系统中存在乘性噪声、随机时滞和量化效应，提出了一种基于观测器的有限时域[H∞]控制器的设计方法。利用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式（Linear Matrix Inequality，LMI）技术得到有限时域[H∞]控制器存在的充分条件。基于锥补线性化（Cone Complementarity Linearization，CCL）方法通过求解一组递归矩阵不等式得到观测器和控制器参数。所设计的控制器保证闭环网络化时变系统在给定的时域内稳定，且满足预定的[H∞]性能指标。数值仿真验证了所提方法的有效性。     

一类网络控制系统的非脆弱耗散滤波器设计

针对网络化控制系统的滤波器参数存在摄动的问题,考虑到传感器-滤波器存在随机时延和丢包,设计对系统待估信号进行估计的加性非脆弱耗散滤波器,其中滤波器参数具有范数有界不确定性。首先使用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式分析方法,推导出耗散滤波器存在的充分条件,在此基础上考虑到滤波器参数不确定性,从而将非脆弱耗散滤波问题转化为求解线性矩阵不等式的问题,然后通过求解线性矩阵不等式得到非脆弱耗散滤波器的参数表达式,最后数值仿真验证了设计方法的有效性。     

多时滞离散切换系统的动态输出反馈H∞控制

借助多Lyapunov函数方法,研究一类具有多时滞的离散切换系统的鲁棒[H∞]控制问题。假设切换系统的每个子系统都不能实现鲁棒[H∞]控制,基于切换动态输出反馈控制策略,给出了系统存在鲁棒[H∞]干扰抑制水平[γ]可切换镇定的充分条件,并表示成与时滞相关的线性矩阵不等式（LMI）形式,还分别给出了切换律和动态输出反馈控制器的设计方案。最后用仿真例子说明了结论的有效性。     

基于降阶观测器的双线性系统H∞补偿器设计

讨论了多输入多输出双线性连续时间系统的基于降阶观测器的[H∞]补偿器设计问题。利用线性矩阵不等式和Lyapunov方程,得到了保证闭环系统全局渐近稳定且满足给定干扰抑制水平的bang-bang控制律的设计。仿真验证了所给理论结果的有效性。     

线性系统的非脆弱H∞ 滤波

考虑一类线性系统的非脆弱H∞滤波器设计问题.所设计的滤波器具有秉性的滤波器增益变化.采用线性矩阵不等式方法,给出线性连续系统和离散系统的非脆弱H∞滤波器存在的充要条件.数值仿真例子说明了设计方法的有效性.     

考虑有限字长影响的离散时间非脆弱H∞滤波

本文研究了线性离散时间系统由有限字长影响的非脆弱滤波问题. 假定所设计的滤波器具有加性增益变量, 此增益变量反映了滤波器执行时的有限字长的影响. 为了解决该非脆弱滤波问题, 提出了一个结构的顶点分离器的概念, 并采用该分离器, 基于线性矩阵不等式给出了非脆弱滤波器设计的充分条件. 设计的结果使得误差系统渐进稳定且具有一定的性能水平. 数值例子验证了方法的有效性.     

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。     

一类离散车组偏差系统的分散鲁棒控制

研究一类具有结构不确定性的离散车组偏差系统的分散鲁棒控制问题。应用大系统包含原理的约束条件扩展系统的信息重叠结构;兼顾系统的结构不确定性、数据传输时延及丢包,将扩展后的模型离散化;采用求解线性矩阵不等式（LMIs）的方法设计出系统存在外界干扰情况下的[H∞]次优状态反馈分散鲁棒控制器。数例仿真检验了结果的有效性。     

不确定变时滞系统的鲁棒非脆弱H∞控制

针对一类参数不确定时变时滞线性系统,研究了鲁棒非脆弱H∞控制器的设计问题。首先利用积分不等式和引入自由权矩阵的方法,得到了系统稳定及非脆弱控制器存在的一个充分条件;然后将其转化为线性矩阵不等式(LMI)表示,通过线性矩阵不等式的可行解构造非脆弱控制器,保证了闭环系统渐近稳定且满足一定的H∞干扰抑制水平,得到的稳定化条件是依赖时滞大小且不要求时滞函数的导数信息,即适用于时滞快速变化的系统。仿真实例表明了该方法的有效性和可行性。     

增益随机变化随机丢包时滞系统非脆弱H∞滤波

鉴于目前的数字控制系统是离散的,设计了一类具有无穷分布时滞、随机丢失测量的离散系统的非脆弱H_∞滤波器．为了模拟离散系统增益随机变化现象,在滤波器的增益中引入高斯分布的随机变化分量;引入无穷分布时滞,刻画网络控制系统中有限的带宽产生的影响;进一步地,考虑由伯努利分布的白序列描述的随机丢失测量现象．基于李亚普诺夫稳定性理论、随机分析技术及线性矩阵不等式（LMI）技术,得到使整个滤波器增广系统渐近稳定,同时满足性能指标的非脆弱H_∞滤波器存在的充分条件,通过半定程序方法求解滤波器增益．最后,由数值仿真说明研究的有效性．     

Delay-dependent Non-fragile H∞ Filtering for Uncertain Fuzzy Systems Based on a Switching Fuzzy Model and Piecewise Lyapunov Function

This paper is concerned with the non-fragile H∞ filter design problem for uncertain discrete-time Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy systems with time delay. To begin with, the T-S fuzzy system is transformed to an equivalent switching fuzzy system. Then, based on the piecewise Lyapunov function and matrix decoupling technique, a new delay-dependent non-fragile H∞ filtering method is proposed for the switching fuzzy system. The proposed condition is less conservative than the previous results. Since only a set of LMIs is involved, the filter parameters can be solved directly. Finally, a design example is provided to illustrate the validity of the proposed method.     

Delta算子描述系统的非脆弱H∞滤波器设计

研究了一类Delta算子描述的线性系统非脆弱H_∞滤波问题. 所设计的滤波器具有乘性的滤波器增益变化.采用线性矩阵不等式方法, 给出H_∞滤波器存在的充分条件, 所设计的滤波器在一定的乘性参数变化情况下, 仍能保证滤波误差系统渐近稳定, 且具有一定扰动抑制性能. 数值仿真例子说明了设计方法的有效性.     

Finite-time non-fragile filtering for nonlinear networked control systems via a mixed time/event-triggered transmission mechanism

This paper is aimed at investigating the problem of mixed time/event-triggered finite-time non-fragile filtering for nonlinear networked control systems with delay. First, a fuzzy nonlinear networked control system model is established by interval type-2 (IT2) Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model, the designed non-fragile filter resolves the filter parameter uncertainties and uses different membership functions from the IT2 T-S fuzzy model. Second, a novel mixed time/event-triggered transmission mechanism is proposed, which decreases the waste of network resources. Next, Bernoulli random variables are used to describe the cases of random switching mixed time/event-triggered transmission mechanism. Then, the error filtering system is designed by considering a Lyapunov function and a sufficient condition of finite-time boundedness. In addition, the existence conditions for the finite-time non-fragile filter are given by the linear matrix inequalities (LMIs). Finally, two simulation results are presented to prove the effectiveness of the obtained method.     

基于T-S模型的非线性时滞系统非脆弱保性能模糊控制

针对一类用T-S模糊模型描述的非线性时滞系统,采用状态反馈的并行分布补偿方法,研究其保守性较小的非脆弱保性能模糊控制问题,使闭环系统在控制器存在加性摄动的情况下,其闭环性能指标值低于确定的上界.利用线性矩阵不等式处理方法,导出了非脆弱保性能模糊控制律的存在条件,通过建立和求解一个线性矩阵不等式问题,给出了非脆弱保性能模糊控制律的设计方法.仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

Non-fragile state feedback H-infinity control for discrete-time systems with quantized signals

This paper presents a study on the problem of non-fragile state feedback H-infinity controller design for linear discrete-time systems with quantized signals. The quantizers considered here are dynamic and time-varying. With the consideration of controller gain variations and quantized signals at the same time, a new non-fragile H-infinity control strategy is proposed with updating quantizer＇s parameters, such that the quantized closed-loop system is asymptotically stable and with a prescribed H-infinity performance bound. An example is presented to illustrate the effectiveness of the proposed control strategy.     

圆盘区域极点约束鲁棒非脆弱控制

针对一类参数不确定线性系统,研究了具有圆盘区域极点约束的状态反馈鲁棒非脆弱控制器设计问题.系统中的参数不确定性满足范数有界条件,设计的非脆弱控制器具有加性和乘性不确定项.基于线性矩阵不等式(LMI),提出了将闭环系统极点配置到指定圆盘区域的状态反馈鲁棒非脆弱控制器存在的充分条件.然后利用G辅助变量替换技术拓展了圆盘极点配置的线性矩阵不等式(LMI)条件,提出保守度较低的状态反馈非脆弱控制器设计方法.数值仿真例子验证了给出的控制器设计方法的可行性.     

极点约束不确定系统非脆弱滤波器的设计

针对一类具有参数不确定性的线性系统,研究其闭环极点区域约束下的鲁棒非脆弱滤波器的设计问题.在对象及滤波器同时存在不确定性的情况下,控制目标要求闭环系统鲁棒稳定,干扰抑制性能指标小于给定的上界,并且闭环极点配置于复平面上指定的圆盘内.针对系统和滤波器具有乘法增益摄动的情况,以线性矩阵不等式的形式给出了非脆弱滤波器的可解性条件.数值算例表明了该方法的有效性.     

二阶加纯滞后过程的非脆弱PID稳定化控制器设计

根据Hermite-Biehler定理在准多项式稳定性问题上的推广，研究用PID控制器镇定二阶加纯滞后过程的问题，给出了使闭环系统稳定的PID参数区域，并以稳定的PID参数区域内切圆半径为目标函数，寻优得到非脆弱PID控制器参数，最后通过线性规划给出了非脆弱PID稳定化控制器的设计方法。