带积分环节的线性系统鲁棒控制器的插值法设计

利用Ｈ∞控制理论中的插值法,研究了带积分环节的线性系统鲁棒控制器的设计。根据系统的内稳定性和鲁棒稳定性要求,给出了满足带积分环的线性系统控制器的插值条件,使设计得到的线性系统鲁棒控制器具有积分控制作用,从而可使系统既能够满足稳态性能的要求,又具有鲁棒稳定性。     

基于观测器的多变量线性鲁棒控制器设计

对满足匹配条件的参数不确定多变量线性系统，本文用带观测器的状态反馈实现了不确定线性系统的鲁棒稳定控制，通过选择一组合适的标量参数，求解两个代数黎卡提方程来设计状态反馈控制器和观测器，使闭环系统稳定。     

基于连续故障模型的不确定线性系统的鲁棒容错H∞控制

针对线性不确定系统执行器故障时鲁棒容错H∞控制.对参数不确定线性系统的鲁棒容错H∞控制控制器的设计.利用线性矩阵不等式(LMI),给出了不确定线性系统对执行器故障保持渐进稳定,且满足给定干扰衰减指标的鲁棒容错H∞控制器存在的充分条件.数值例子表明了该设计方法的有效性.     

不确定时变时滞系统的鲁棒最优Ｈ∞ 控制

针对一类参数不确定时变时滞线性系统,研究了鲁棒最优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H∞反馈控制器存在的充分条件;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.算例表明了该方法的可行性.     

一类线性串联系统的鲁棒H∞控制

对于单级线性系统的鲁棒H∞ 控制器设计 ,只需求解一个代数Riccati方程就能得到其状态反馈阵 .运用这样的状态反馈控制 ,既能保证整个闭环系统是鲁棒稳定的 ,又能达到抑制干扰的效果 .在设计单级线性系统的鲁棒H∞ 控制器的基础上 ,设计出具有串联结构的线性系统的鲁棒H∞ 控制器 ,证明了对于具有两级串联结构的线性系统 ,可分别设计两个简单的单级系统的鲁棒H∞ 控制器 ,通过求解两个Riccati方程 ,得到整个系统的控制器 ,此分段设计方法能保证整个系统在H∞ 范数界约束下二次型稳定     

含状态项积分的时滞非线性系统鲁棒控制

研究了含状态变量积分项的一类状态时滞、控制输入时滞的非线性系统的鲁棒稳定性问题。给出了新的坐标变换,构造了Lyapunov-Krasovskii函数,并设计了相应的控制器,控制器的增益系数可通过求解线性矩阵不等式得到。数值计算实例表明,相对于某些控制器,所给出的控制器可使具有较大状态时滞的不确定线性系统一致鲁棒稳定,显示了该控制器具有较广泛的适应性。     

一类线性串联系统的鲁棒H∞控制

对于单级线性系统的鲁棒Ｈ∞控制器设计,只需求解一个代数Ｒｉｃｃａｔｉ方程就能得到其状态反馈阵,运用这样的状态反馈控制,既能保证整个闭环系统是鲁棒稳定的,又能达到抑制干扰的效果,在设计单级线性系统的鲁棒Ｈ∞控制器的基础上,同具有串联结构的线性系统的鲁棒Ｈ∞控制器,证明了对于具有两级串联结构的线性系统,可分别设计两个简单的单级系统的鲁棒Ｈ∞控制器,通过求两个Ｒ８ｃｃａｔｉ方程得到整系统的控制器,此分析     

一类非线性系统的鲁棒观测器——控制器设计

针对一类可反馈线性化的不确定性非线性系统,研究了鲁棒观测器－控制器设计问题。当系统不确定性满足匹配条件时,设计问题转化为不确定性线性系统的设计。给出了以李亚普诺夫方法为基础的设计算法。计算实例证明了所提方法的有效性。     

多时滞不确定线性系统的鲁棒控制器设计

目的 提出一类多时滞不确定线性系统的鲁棒控制器设计方法 ,消除不确定部分与时滞现象对系统带来的影响.方法 在系统的不确定部分满足假设条件的情况下,利用Lyapunov函数法和线性矩阵不定式技术研究该类系统鲁棒控制器的设计问题.结果 提出了该类系统的基于线性矩阵不等式的鲁棒控制器设计方法 ,并证明该控制器与原系统组成的闭环系统是全局一致指数稳定.结论 数值算例与仿真结果 表明该鲁棒控制器的设计方法 简单有效.     

基于LPV模型的鲁棒PI控制方法

基于LPV模型的非线性系统设计同时满足设定点跟踪和扰动抑制性能的比例积分微分(proportional integrator differential,PID)控制器的研究较少,即使对于单一模型系统的设计方法中也很难找到同时满足以上2种性能的PID参数.针对以上问题作者提出了适用于LPV模型系统的鲁棒比例积分(proportional integrator,PI)控制器设计方法,首先设计有增益自适应调节的PI控制器满足非线性系统干扰抑制性能,进而追加2个前项增益参数分别调节已设计的自适应P和I参数满足设定点跟踪性能,通过前项增益调节使得控制系统同时满足以上2种设计指标,并通过仿真及实验验证了该法.     

CSTR系统的Ⅱ型模糊控制器设计

将连续搅拌槽反应系统转化为带有结构时变不确定性的线性系统,利用二型模糊控制原理,对该不确定性系统进行控制器设计,从而达到对具有参数不确定性的复杂非线性连续搅拌槽反应系统的稳定控制。仿真结果表明Ⅱ型模糊控制器可以将带有时变时延特性且具有参数不确定性的CSTR系统,稳定控制在其不稳定的工作点上。     

自适应模糊滑模控制在汽轮机调速系统中的应用

汽轮机调速系统是一个典型的变参数、强扰动的对象,常规的PID控制器难以满足其控制要求.针对此问题,设计了一种自适应模糊滑模控制器.该控制策略基于带积分补偿的变结构控制器,并利用自适应模糊控制方法,把滑模控制器中的不确定项进行模糊逼近.利用李亚普诺夫函数证明了控制器的稳定性.将此控制策略应用到汽轮机调速系统中,仿真结果显示,控制方法具有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能.     

积分时滞对象的一种内模PID鲁棒控制方法

针对工业系统中常见的具有积分和时滞特性的过程对象,基于内模控制原理,将IMC-PID(internal model control-proportional integral derivative)控制器参数整定与鲁棒控制相结合,设计一种IMC-PID控制器参数的鲁棒整定方法。通过一阶环节逼近积分环节,采用泰勒公式逼近时滞项,推导得到IMC-PID控制器参数的设计公式。并基于鲁棒性能指标给出了简单的参数整定解析表达式,实现IMC-PID控制器的鲁棒整定。仿真结果表明,基于鲁棒性能指标的IMC-PID控制方法克服了常规方法中参数整定的盲目性,可使系统同时获得良好的动态响应性能和鲁棒性。     

线性不确定系统的自适应近似变结构控制

讨论一类具有不确定性未知范数上界的线性系统,设计一种自适应近似变结构控制方案,对不确定性的未知范数上界进行实时在线估计,使所得系统在有限时间内到达滑模带,利用Lyapunov直接方法证明系统是一致最终有界,同时设计的控制器是连续的.仿真结果说明了算法的有效性.     

两种FUZZY控制方式在温度控制系统中的研究

针对电阻炉温度控制过程特点(大滞后,控制动作单向性),设计了两种模糊控制器(FUZZY PID复合控制器和带积分补偿的FUZZY控制器),介绍了此调功温度控制系统工作原理和设计方法,并给出阶跃响应和抗干扰曲线。结果分析表明,此两种模糊控制器具有良好的控制性能。     

基于T-S模型的非线性系统控制方法

采用T-S模糊模型逼近非线性系统,将非线性系统描述为多个局部线性系统的组合,采用极点配置的方法对每一局部线性系统进行设计,保证了局部线性系统的性能指标。利用线性矩阵不等式方法,将闭环控制系统的稳定条件、控制性能指标统一到线性矩阵不等式的框架内,通过求解线性矩阵不等式族获得控制器参数。以倒立摆系统为例,对提出的设计方法进行了验证,仿真结果表明设计方法是有效的。     

磁悬浮系统的积分变结构控制

针对磁悬浮系统的非线性特性,提出一种积分变结构控制方法.搭建了磁悬浮系统的非线性数学模型,采用变结构理论设计控制器,切换函数选取时引入积分环节,并用光滑连续的饱和函数取代符号函数,减小系统的稳态误差.仿真结果验证,积分变结构控制可以有效消除抖振,当外界扰动作用时,系统具有较好的平稳性和鲁棒性.     

一类非线性不确定性系统输出反馈控制设计

研究了一类非线性不确定性系统的输出反馈镇定控制问题.基于多变量的圆判据设计观测器来估计系统的状态,进而给出了观测误差满足的动态方程,然后利用积分反推方法,构造性地设计出了输出反馈镇定控制器.所设计的控制器使得闭环系统渐近稳定.仿真例子进一步验证了主要结论.     

两种FUZZY控制方式在温度控制系统中的研究

针对电阻炉温度控制过程特点(大滞后，控制动作单向性)，设计了两种模糊控制器(FUZZY-PID复合控制器和带积分补偿的FLIZZY控制器)，介绍了此调功温度控制系统工作原理和设计方法，并给出阶跃响应和抗干扰曲线。结果分析表明，此两种模糊控制器具有良好的控制性能。     

直线永磁同步伺服电机H∞鲁棒位置控制器设计

对于直线永磁同上伺服电机伺服系统,提出了一种高精度的H∞鲁棒位置控制器,其中,使用H∞鲁棒控制理论设计反馈控制器,在保证闭环系统稳定的前提下,抑制模型摄动及外部干扰对系统的影响;针对被控对象的称模型设计IP积分－比例位置控制器,以满足位置系统性能要求,设计的控制器既保证了系统的鲁棒性,又保证了系统的跟踪性能,仿真结果表明了提出方案的合理性和有效性。