基于积分滑模控制的广域阻尼鲁棒控制策略

采用混合H2/H∞鲁棒控制设计积分滑模面的过程中,由于仅使用一个公共的Lyapunov矩阵而产生了一定的保守性；与此同时,该方法也未充分考虑由于系统结构未知以及运行点变化造成的不确定性.针对这些问题,提出一种降低保守性和不确定性的广域阻尼积分滑模控制方法.该方法设计了积分形式的滑模切换函数,并通过边界层方法削弱抖振.在设计滑模面的过程中,首先将H2/H∞控制理论中的Lyapunov矩阵与系统矩阵分离,并对H2控制和H∞控制分别计算能使多面体各个顶点的约束条件均成立的矩阵,并将该矩阵取为积分滑模控制中的反馈增益矩阵,进而获得基于降低保守性且降低不确定性的积分滑模控制器.IEEE 4机2区域系统仿真结果验证了该方法的正确性和有效性.     

基于扩展LMI的多目标H2/H∞状态反馈控制综合

对于连续时间系统的多目标H2／H∞控制问题通过状态反馈给出了一个新的综合方法。该方法依赖于引入的附加变量,降低了通常条件下基于LMI的多目标控制问题的保守性。新方法应用消去引理(Elimination Lemma)得出扩展的H2性能和H∞性能的LMI约束条件,使得与控制器参数相关的优化变量和系统矩阵之间是独立的,能够使用不同的Lyapunov矩阵变量来处理多目标控制问题,仿真结果验证了新方法的有效性。     

励磁系统的H2/H∞保性能控制器

基于H2/H∞保性能控制理论和直接反馈线性化研究了单机-无穷大电力系统的励磁控制器设计.建立了含不确定因素的数学模型,采用解线性矩阵不等式(LMI)方法,利用MATLAB/LMI工具箱得出发电机励磁的H2/H∞保性能控制律.分析表明这种控制方法兼有鲁棒性能和最优性能,使H∞控制具有较小的保守性,提高了电力系统的稳定性,并能满足电压精度的要求.     

基于摄动矩阵和凸多胞体的不确定性鲁棒H2／H∞控制方法

针对区间振荡,提出一种基于摄动矩阵和凸多胞体的不确定性鲁棒H2/H∞控制方法。首先将各运行点附近的不确定性用摄动矩阵描述,再将不同运行点作为凸多胞体的顶点,构建包含多种不确定性的鲁棒H2/H∞多胞体摄动模型。在此基础上,将该模型闭环系统中的不确定性矩阵进行分离,并将各约束条件转化为线性不等式约束条件进行求解,最终获得满足多目标最优条件的状态反馈矩阵。IEEE 4机11节点系统的仿真结果表明,该方法不受测量误差、参数误差以及运行点变化的影响,且能同时满足H∞干扰抑制和最优H2性能,与未考虑不确定性的H2/H∞控制方法相比,该控制方法能更迅速地阻尼低频振荡,且对多种不同运行方式具有更强的鲁棒性。     

静止无功补偿器的H2/H∞保性能控制器设计

在H2/H∞保性能控制理论和直接反馈线性化的基础上,文章研究了SVC(静止无功补偿器)的控制器设计,对具有SVC的单机-无穷大系统,建立了含不确定因素的数学模型。采用解LMI(线性矩阵不等式)方法,利用MAT- LAB/LMI工具箱,得出H2/H∞保性能控制律。分析表明这种控制方法兼有鲁棒性能和最优性能,降低了单纯H∞控制方法的保守性,提高了电力系统的稳定性,并能满足电压精度的要求。     

直线电动机伺服系统的鲁棒H∞控制

对具有时变不确定性的直线电动机伺服系统提出鲁棒H∞控制.将时变参数不确定系统的鲁棒H∞控制问题,转化成一个等价的、不包含任何参数不确定性的线性时不变系统的标准H∞控制问题;对标准H∞控制问题,可通过求解代数Riccati矩阵方程的对称正定解求得控制器,也就是不确定系统的鲁棒H∞控制器.仿真结果表明,用该方法设计的直线伺服系统,既能保证系统对外部扰动具有良好的抑制作用,又能保证对参数不确定性的鲁棒性.     

基于有限维YOULA参数化的多目标 H2/H ∞最优控制

讨论了多目标H2／H∞最优控制器的设计问题。针对文献[1]中Scherer提出的基于观测器结构的Youla参数化算法，给出了其解存在的必要条件。并基于此算法，将多目标H2／H∞最优控制器的设计问题转化为可解的线性矩阵不等式(LMI)的凸优化问题。通过对每个综合目标使用独立的Lyapunov函数，降低了系统的保守性。并应用于Benchmark控制器的设计，证明了该方法的有效性。     

H∞鲁棒控制的分析方法及应用

分析H∞鲁棒控制方法的原理及实现,描述标准H∞鲁棒控制问题.研究一种重要的基于状态空间的系统结构奇异值μ分析方法,克服了标准H∞鲁棒控制对于结构不确定性系统分析的保守性.最后,给出基于H∞鲁棒控制方法的例子,表明此方法在解决不确定性系统控制中的优越性.     

一类不确定时延网络控制系统的非脆弱H_∞保成本控制

针对控制器具有加法摄动和乘法摄动的一类不确定时延网络控制系统,研究非脆弱H∞保成本控制问题。考虑不大于一个采样周期的不确定时延和有限能量的外部扰动,基于Lyapunov理论和线性矩阵不等式方法,对于所有容许的不确定性使得闭环系统渐近稳定,得到了该系统非脆弱H∞保成本控制律存在的充分条件。利用这几个低保守性的充分条件容易检验一类不确定时延网络控制系统的渐近稳定性,并且满足H∞成本指标上界。最后用仿真例子表明所给出的结果是有效的。     

H∞鲁椿控制的分析方法及应用

分析H∞鲁棒控制方法的原理及实现，描述标准H∞鲁棒控制问题。研究一种重要的基于状态空间的系统结构奇异值μ分析方法，克服了标准H∞鲁棒控制对于结构不确定性系统分析的保守性。最后，给出基于H∞鲁棒控制方法的例子，表明此方法在解决不确定性系统控制中的优越性。     

励磁系统的H_2/H_∞保性能控制器

基于H2/H∞保性能控制理论和直接反馈线性化研究了单机-无穷大电力系统的励磁控制器设计。建立了含不确定因素的数学模型,采用解线性矩阵不等式(LM I)方法,利用MATLAB/LM I工具箱得出发电机励磁的H2/H∞保性能控制律。分析表明这种控制方法兼有鲁棒性能和最优性能,使H∞控制具有较小的保守性,提高了电力系统的稳定性,并能满足电压精度的要求。     

基于完全调节法的广域阻尼鲁棒H2／H∞控制策略

提出一种不受稳定区域限制的广域阻尼鲁棒H2／H∞控制方法。首先采用完全调节法获取可调节系统阻尼大小的状态反馈矩阵,在此基础上,考虑系统参数和外界扰动等不确定性因素,设计基于完全调节法的混合H2／H∞多目标鲁棒控制策略。以IEEE 4机11节点系统作为测试对象进行时域仿真,结果表明,该控制策略在阻尼性能和鲁棒性能方面均较传统的H2／H∞控制策略有明显优势。     

传感器失效不确定时滞系统指数稳定H∞可靠控制

针对一类含有时变时滞的不确定线性系统,研究了在传感器发生故障情况下系统指数稳定鲁棒H∞可靠控制器设计问题。通过状态变换,将原系统的鲁棒可靠指数稳定问题转化为另一个等价系统的鲁棒可靠稳定问题,根据Lyapunov稳定性理论,推导出系统存在指数稳定可靠控制器应满足的矩阵不等式和系统具有H∞性能指标应满足的矩阵不等式,并将其转化为两个线性矩阵不等式,给出了状态反馈控制器的设计方法。该方法设计的指数稳定鲁棒H∞可靠控制器,使得时滞系统对于任意允许的不确定性以及一个预先指定传感器子集中任意传感器失效都能够保持鲁棒指数稳定,并使系统具有指定H∞范数的干扰抑制能力。仿真结果表明了该控制器设计方法的有效性。     

TCSC的H2/H∞控制器设计

基于直接反馈线性化和鲁棒H2／H∞控制理论研究了TCSC的控制设计，对具有TCSC的单机一无穷大系统，建立了含不确定因素的数学模型，采用LMI(线性矩阵不等式)方法，利用MATLAB／LMI工具箱得出H2／H∞控制律。分析表明这种控制方法兼有鲁棒性能和最优性能，提高了电力系统的稳定裕度及传输功率。     

矢量控制感应电动机H∞磁通观测器研究

转矩环和磁通环的解耦控制是矢量控制性能的保证,而解耦控制的精度取决于磁通观测器定向于电机实际磁通的精度.本文在分析电机参数不确定性的基础上,建立了考虑铁损的感应电动机全阶H∞磁通观测器.考虑磁通变化并采用增益规划控制设计线性时变系统的综合观测器,推导出不确定性与观测器误差的传递函数,通过配置观测器的极点区域提高H∞磁通观测器的动态性能,求解线性矩阵不等式得到H∞磁通观测器的反馈阵.建立实验系统,通过改变电机磁通幅值与电流模型对比了两种观测器的鲁棒性.     

具有区域极点配置的电力系统稳定器的H2/H∞混合控制

对具有区域极点配置的电力系统稳定器的H2/H∞混合控制进行了研究.利用MATLAB/LMI工具箱,以实例说明应用线性矩阵不等式进行设计的方法.仿真及分析表明,所设计的控制器不仅具有良好的动态品质,并且能抑制振荡,提高电力系统的暂态稳定.     

直线同步电机参数不确定性系统H∞控制策略

直线磁悬浮同步电机在运行过程中,由于悬浮高度不同以及电枢回路电流引起的电阻变化,系统存在自身参数摄动的问题。针对这一问题,提出一种直线同步电机参数不确定性系统H∞控制方法。首先,分析直线同步电机的结构及其运行机理,建立参数不确定性进给控制系统的数学模型。其次,将控制系统对参数的不确定性以及干扰抑制问题归结为标准H∞状态反馈设计,通过解Riccati不等式的正定解,进而得到参数不确定性控制系统的进给子系统H∞鲁棒控制器。最后,用MATLAB/Simulink软件进行仿真研究。仿真结果表明：当系统存在参数不确定性及外部扰动时,该控制策略具有比PI控制更好的性能,满足对数控机床直线磁悬浮同步电机控制系统的要求。     

含有时滞和时滞微分不确定系统的H∞滤波

研究含有状态时滞和状态时滞微分的参数不确定性系统的H∞滤波问题,其不确定性为多框架目标类型.对所有允许的参数不确定性系统,设计一个线性滤波器,使得由不确定性系统和滤波器构成的误差系统为渐进稳定的,同时使误差系统输入输出的传递函数的H∞范数满足性能指标要求.基于线性矩阵不等式技术,给出滤波器存在的充分条件及参数计算.以一个数值例子说明该方法的有效性和可行性.     

线性时滞系统的鲁棒广义H2弹性控制

研究了系统被控对象存在不确定性,同时控制器也存在摄动的控制问题,采用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,以一组LMI形式给出了控制器存在的充分条件,并给出了弹性控制器的设计方法。仿真实例表明,该方法提高了时滞系统的广义H2控制的鲁棒性,验证了所提出方法的有效性。     

STATCOM保性能控制器设计

利用H2/H∞保性能控制理论和直接反馈线性化,给出了具有参数摄动的静止无功发生器(STATCOM)的非线性控制模型。采用LMI方法得出H2/H∞保性能控制规律。利用Matlab软件得出其控制律。在两种扰动及参数摄动的条件下,进行仿真比较,这种控制方法同时具有鲁棒性和最优性能,降低了单纯H∞控制方法的保守性,提高了电力系统的稳定性,并能满足电压精度的要求。