模糊系统H∞控制器设计的LMI方法

应用LMI(线性矩阵不等式)方法,研究了T-S模糊系统H_∞控制器的设计问题.首先给出了T-S模糊系统基于状态反馈H_∞控制存在的两个新的充分条件.新条件不但简洁而且把模糊子系统间的相互作用表示为由子系统的系数矩阵构成的矩阵不等式.然后新条件被转化为可直接应用Matlab求解的线性矩阵不等式.最后应用线性矩阵不等式方法和Matlab,给出了T-S模糊系统H_∞控制器的设计方法.     

一类带有时滞的广义系统的H∞控: 一种LMI方法

利用线性矩阵不等式方法研究了一类带有时滞的广义系统的H_∞ 控制问题. 在一定条件下, 一个时滞奇异系统可以转化成由一个微分方程和一个代数方程组成的系统, 基于线性矩阵不等式方法给出了使这类系统H_∞干扰抑制性能指标满足要求的无记忆状态反馈控制设计.     

基于T-S模型的集装箱桥吊防摇H∞控制

集装箱桥吊是一个不确定非线性系统, 但是把它作为一个不确定系统来研究却很少, 本文使用了基于T-S模型的H_∞控制把系统可稳和H_∞控制转化为解一系列矩阵不等式(LMI: linear matrix inequality)的问题, 得出最优的反馈矩阵, 设计出基于T-S模型的H_∞控制器. 并把这种方法进行了仿真, 结果表明这种方法简单可行, 并且具有很好的鲁棒性.     

具有域极点配置的混合H2 /H∞ 滤波

解决了具有域极点配置的连续时不变系统的混合H₂ /H_∞ 滤波问题. 通过采用线性矩阵不等式 (LMI)方法描述域稳定性限制、H₂ 和H_∞ 优化, 以建立求解这个问题的总框架. 这个问题的可解性的充分必要条件由一组LMI给出. 最后用一个数字例子来说明所给出的设计方法.     

线性离散时滞重复过程的H∞控制

首先给出了线性离散时滞重复过程的2D(两维)Roesser模型, 采用线性矩阵不等式方法导出了过程稳定并具有H_∞扰动抑制度的一个充分条件. 通过求一个线性矩阵不等式的可行解来构造系统的一个状态反馈H_∞控制器. 进一步, 通过求解一个线性矩阵不等式凸优化问题得到该过程的最优状态反馈H_∞控制器.     

不确定性奇异时滞系统的鲁棒H∞控制

研究了含不确定性线性奇异滞后系统的鲁棒H_∞控制问题.其中不确定性是范数有界的.为此首先给出了相应的无控制标称系统内稳定且满足H_∞范数界的一个充分条件.然后讨论了含不确定性奇异滞后系统鲁棒H_∞控制问题有解的一个充分条件,并同时给出了控制器的设计,控制器可由线性矩阵不等式解得.最后举例说明本文方法的正确性.     

状态滞后线性系统的H∞状态反馈控制器

利用LMI(线性矩阵不等式 )的方法, 首先给出了一般的状态滞后自治系统内稳定且具有H_∞范数界的一个充分条件. 并由此得到了一般的状态滞后系统H_∞问题有解的一个充分条件, 通过解LMI可以获得控制器的解. 最后举例说明方法的正确性.     

不确定广义系统的弹性H∞控制

研究了具有范数有界不确定性的广义系统的弹性H_∞控制问题. 首先证明了广义系统的有界实引理可以用一个严格的线性矩阵不等式来描述. 在此基础上, 针对控制器存在加性摄动的情形, 以严格线性矩阵不等式约束条件给出了弹性H_∞状态反馈控制器存在的充分必要条件, 并给出了控制器的显式表示. 算例验证了本文方法的可行性.     

H2/H∞保性能控制理论在静止无功发生器控制中的应用

利用H₂/H_∞保性能控制理论和直接反馈线性化, 给出了单机无穷大系统中, 具有参数摄动的静止无功发生器(STATCOM)的非线性控制模型. 使用MATLAB软件得出H₂/H_∞保性能控制律, 表示为线性矩阵不等式(LMI).在扰动及参数摄动的条件下进行了仿真. 结果表明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, 并满足电压精度的要求.     

不确定多通道奇异时滞系统分散H∞控制

针对不确定多通道奇异时滞大系统, 研究其分散鲁棒H_∞控制问题. 假定不确定性是时不变、范数有界. 基于奇异系统Lyapunov稳定性理论, 通过设定Lyapunov-Krasovskii矩阵为合适的块对角结构, 推导出了使不确定多通道奇异时滞大系统可鲁棒镇定, 且满足一定的扰动水平的充分条件即一组线性矩阵不等式(LMIs)有可行解. 给出了具有期望阶数的分散输出反馈H_∞控制器的设计方法.     

滞后广义系统的状态反馈H∞控制

研究了一类状态方程和输出方程均带有时滞的滞后广义系统的H_∞控制问题.利用线性矩阵不等式,首先给出滞后广义系统零解渐近稳定且具有H_∞范数约束的充分条件,进而分别设计无记忆和有记忆状态反馈控制律,保证闭环系统具有上述性能,同时基于线性矩阵不等式的解得到了相应控制器构造方法.最后给出一个数值算例说明文中结论的有效性.     

时延网络化控制系统的H2/H∞混合控制

针对存在多步随机传输时延的网络化控制系统模型 ,研究了其随机稳定性及H₂/H_∞混合控制问题 .在一定的系统通信控制模式下 ,网络传输时延可以建模为一个马尔可夫随机过程 ,通过增广系统状态的方法将原系统转化为一个具有随机跳变系数的离散系统 ,同时通过建立随机跳变Lyapunov函数 ,构建了满足系统随机稳定的H_∞次优和H₂/H_∞混合控制状态反馈控制器 .该控制器可通过求解一组耦合的矩阵不等式而得 .     

时滞LPV系统的H∞控制新方法

研究了具有随参数变化状态时滞的线性参数变化系统的H_∞控制问题,该系统的状态空间矩阵和时滞是实时可测且在闭集内变化的参数的确定函数.提出了一种新的依赖于参数的H_∞性能准则,该准则通过引入附加矩阵解除了系统矩阵与依赖于参数的Lyapunov函数之间的耦合而更易于数值实现.在此基础上设计了系统的H_∞状态反馈控制器,该控制器能够保证相对于所有能量有界的输入信号闭环系统满足给定的性能指标.采用线性矩阵不等式技术,将控制器存在的充分条件转化为凸优化问题.最后用数值仿真验证了所提出算法的可行性.     

基于模糊观测器的非线性MIMO系统H2/H∞模糊状态反馈控制

研究了非线性系统H₂/H_∞模糊状态反馈控制问题.采用局部线性化方法,用T-S模糊线性模型逼近非线性系统,用模糊观测器重构系统状态.在希望的H_∞干扰抑制约束下,通过最小化H₂控制性能指标,实现了模糊状态反馈次优控制.通过将优化问题转化成2个特征值问题(EVP),应用线性矩阵不等式(LMI)优化方法求解,使问题的求解大大简化.所设计的闭环系统在平衡点是局部二次型稳定的,系统抗扰性能和动态性能均较好.     

不确定广义系统鲁棒镇定控制器的设计

讨论了线性定常广义系统的稳定性, 给出了这种系统H_∞ 范数形式的稳定性判据, 在此基础上, 利用线性矩阵不等式 (LMI)方法讨论了含有不确定参数的线性广义控制系统的鲁棒镇定问题, 并相应地给出了鲁棒镇定控制器的设计.     

随机不确定系统的鲁棒H∞ 滤波

研究在同时具有参数和随机不确定的情况下的鲁棒H_∞ 估计问题. 假设系统的方程由It^o随机微分方程描述, 不确定的参数是范数有界的, 外部干扰是随机不确定的. 通过解一个线性矩阵不等式, 可以设计鲁棒H_∞ 滤波器, 最后给出的一个例子对理论分析进行了阐述.     

不确定关联大系统鲁棒分散可靠H∞控制

针对一类具有不确定性关联大系统, 研究其鲁棒分散可靠状态反馈H_∞ 控制器的设计方法. 采用线性矩阵不等式的方法, 给出了当控制器在规定范围内的一部分失效时控制器存在的充分条件, 并能保证闭环系统可靠稳定和具有一定的H_∞ 性能. 仿真例子说明了方法的有效性.     

一类不确定时滞系统的鲁棒几乎干扰解耦问题

讨论了一类不确定时滞系统的具有稳定性的鲁棒H_∞ 几乎干扰解耦问题 (RADDPS), 利用线性矩阵不等式和代数Riccati方程方法分别得到了RADDPS可解的充分条件, 并且相应给出鲁棒静态状态反馈控制器的设计.     

混合H2/H∞鲁棒控制器设计

在状态空间描述下,定义了混合H₂/H_∞控制的完整信息、完整控制、干扰顺馈、输出估计这4种典型情况.在二次稳定意义上,讨论了混合H₂/H_∞的性能指标,及这4种典型情况的混合H₂/H_∞线性反馈控制器设计,给出了充分必要条件.在典型情况分析的基础上,研究一般意义上的混合H₂/H_∞反馈控制器设计.H₂和H_∞的干扰输入阵及性能评价函数各不相同时的混合H₂/H_∞反馈控制器,与H₂和H_∞控制器设计相似,归结为解两个Riccati方程.但这两个Riccati方程含有参数,最优解要通过搜索这两个参数得到.结果包含了单纯的H₂和H_∞设计,可看作是H₂,H_∞和混合H₂/H_∞的统一设计方法.最后通过一个简单的例子,说明了控制器设计方法的可行性.     

反馈控制系统多性能约束指标的相容性

对一类线性随机系统的状态反馈控制, 研究极点配置指标、被控输出对范数有界外扰的H_∞抑制指标及稳态状态方差上界指标的相容性, 希望为实际控制系统多性能指标的选定提供理论依据, 用线性矩阵不等式(LMI)方法分别刻画了极点指标约束下H_∞指标的取值范围、以及相容极点指标和H_∞指标约束下稳态方差上界指标的取值范围, 对上述三类相容指标约束的控制问题给出求取满意控制策略的有效方法. 文中结论用数值算例作了说明.