复合摄动的有源结构声辐射系统鲁棒H∞控制研究

应用Ｈ∞控制原理,研究结构声辐射主动控制系统在复合摄动下对外扰响应衰减的鲁棒问题。将未建模动态作为系统的附加干扰,把复合摄动鲁棒性能设计转化为参数不确定系统的鲁棒性能设计,然后将参数不总理２转化为标准Ｈ∞控制问题求解,仿真结果表明,系统对复合摄动具有较强的鲁棒性,并能有效地抑制外扰。     

复合摄动系统的H∞ 鲁棒性能设计

本文对具有实参数摄动和未建模动态不确定性的复合摄动问题的鲁棒性能设计进行了深入研究，首次提出利用H∞控制理论中的混合灵敏度方法处理某些复合摄动问题的鲁棒性能设计．其思路是：首先将复合摄动问题的鲁棒性能设计转化为参数不确定性系统的鲁棒性能设计问题；然后将这种参数不确定性问题变换成标准H∞控制问题结构；最后利用“DGKF”或状态反馈的方法获得问题的解．     

不确定连续系统的鲁棒H2/H∞滤波

研究凸多面体不确定连续系统的鲁棒H2／H∞滤波问题．为降低设计的保守性．提出一种新的具有参数依赖Lyapunov函数的鲁棒H2／H∞性能准则．基于该性能准则，推导出鲁棒H2／H∞滤波器存在的充分条件．并将滤波器设计问题转化为具有线性矩阵不等式（LMI）约束的参数优化问题．     

非线性不确定中立型系统的鲁棒H∞控制

考虑系统外界干扰、系统参数摄动等非线性扰动环节对中立型时滞系统的H∞影响,提出基于Lyapunov稳定性理论的鲁棒H∞控制器的设计思想.利用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了该类具有状态非线性不确定性中立型时滞系统的鲁棒∞控制器的设计实例.在非线性不确定函数满足增益有界的条件下,得到了该类时滞系统满足鲁棒∞性能的一个充分条件.通过求解一个线性矩阵不等式LMI,即可获得鲁棒∞控制器.仿真结果表明了基于Lyapunov稳定性理论,LMI技术设计的控制器克服了系统外界非线性干扰或系统本身非线性参数摄动的影响,实现了闭环系统的H∞性能条件下的渐近稳定,满足了该系统鲁棒H∞控制的要求.     

线性时变不确定时滞系统的鲁棒H∞ 控制

本文主要研究了状态和控制同时存在滞后的线性时变不确定时滞系统的鲁棒H∞控制．问题，给出了对所有容许不确定性，被控对象可二次镇定和满足从于扰输入到控制输出的H∞范数界约束的无记忆状态反馈鲁棒H∞控制分析结果，得到了确保鲁棒H∞控制器存在的充分条件．文中进一步把不确定系统的鲁棒H∞控制器设计问题等价为线性时不变系统的状态反馈标准H∞控制问题，并由此得到鲁棒H∞控制器综合设计方法．     

参数摄动系统的鲁棒H ∞状态估计

基于Shaked提出的参数依赖型有界实引理，研究具有凸多面体参数摄动系统的鲁棒H∞状态估计问题．采用线性矩阵不等式技术，推导出此类不确定系统的全阶鲁棒H∞滤波器存在的充分条件，并将滤波器的设计转化为一个凸优化的求解问题．与传统的基于二次稳定的滤波方案相比，该滤波器设计方法具有较小的保守性．     

不确定时滞中立系统的鲁棒H∞滤波

研究一类噪声干扰信号和被估计信号带有参数不确定性时的时滞中立系统的鲁棒H∞滤波设计问题.假设参数不确定性具有线性分式形式,给出的滤波器使误差系统渐近稳定且达到指定的干扰抑制水平.该方法将系统中的范数有界不确定作外部干扰处理,将不确定中立系统的鲁棒H∞滤波问题转化为确定系统的H∞滤波设计.最后通过解线性矩阵不等式得到可采...     

不确定时变采样数据系统的鲁棒H∞滤波

研究了一类时变采样不确定系统的鲁棒H∞滤波问题。视参数不确定性为外部扰动，通过构造辅助信号，将不确定时变采样数据系统的鲁棒H∞滤波转化为确定性时变采样数据系统的H∞滤波问题，然后利用离散跳变系统的有界实引理，提出了不确定时变采样数据系统的鲁棒H∞滤波的新定理。滤波器的存在性等价于一组带有限离散跳变的Riccat方程有解性，同时给出了滤波器的参数化设计方法。方法的主要优点是：在鲁棒H∞滤波器存在性定理的证明过程中。通过寻找适当的尺度因子将鲁棒滤波问题转化为等价的确定性滤波问题，没有采用不等式关系。从而避免了同类研究中复杂的证明过程。     

一类不确定Lurie时滞奇异系统的鲁棒H∞控制

研究一类具有不确定性的Lurie时滞奇异系统的鲁棒稳定性分析和H∞状态反馈控 制器设计方法.针对一类具有参数不确定性、未知时滞的奇异系统,得出了系统鲁棒稳定和 鲁棒H∞状态反馈控制器存在的充分条件,它能使得不确定Lurie时滞奇异系统的解在所容 许的范围内是正则的、无摄动的和稳定的;而且还得出了基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒 H∞状态反馈控制器的设计方法,使得闭环系统具有鲁棒稳定性和H∞性能.     

轧辊偏心的H∞输出反馈鲁棒重复控制

针对轧辊偏心问题,用线性矩阵不等式(LMI)方法设计了用于轧辊偏心补偿控制的H∞输出反馈鲁棒重复控制器,首先引入动态输出反馈来保证闭环系统的鲁棒稳定性,把重复控制器设计问题转化为H∞动态反馈控制器的设计问题,采用变量替换法将非线性矩阵不等式转化为线性矩阵不等式并对其求解进而得到控制器参数.另外在采用上述控制器保证系统鲁棒稳定性的同时,通过在重复控制器中引入一个前向系数进一步改善和提高系统的动态性能与稳态控制精度.理论证明与仿真研究表明当系统对象参数存在摄动时,这种控制器仍能有效地补偿轧辊偏心对产品质量的影响.     

一类不确定非线性广义时滞系统的H∞控制

针对一类具有非线性控制输入的参数不确定广义时滞系统,研究了该类广义系统的鲁棒H∞控制问题.利用Lyapunov泛函方法和线性矩阵不等式工具,无需对广义系统进行转化,得到了闭环系统鲁棒渐近稳定且具有H∞范数界的充分条件;将其转化为不带参数不确定矩阵的线性矩阵不等式,基于相应的线性矩阵不等式可行解,给出了该类广义系统的H∞控制律的构造方法.数值例子表明了该方法的有效性和可行性.     

不确定广义系统的弹性H_∞控制

现有的鲁棒控制器设计方法(如H2,H∞和μ等综合方法),当控制器存在参数摄动时,其维持闭环系统稳定性的能力很弱。针对一类不确定广义系统,研究了控制器增益具有乘法式摄动时的H∞控制。基于线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了广义系统具有H∞性能的充要条件及相应的控制器的设计方案,并给出了弹性H∞控制优化问题的求解方法。仿真算例表明了该方法的可行性。     

不确定Delta算子切换系统的鲁棒控制研究

研究了一类参数不确定线性Delta算子切换系统的鲁棒H∞控制问题.针对传统采用的Delta算子切换系统仅限于多Lyapunov函数方法,使系统仅实现渐进稳定,收敛速度慢.为了提高控制系统的稳定性,解决系统的状态反馈鲁棒H∞控制的难点问题,首次提出利用多Lyapunov函数和平均驻留时间方法,以线性矩阵不等式的形式给出了参数不确定Delta算子切换系统指数稳定性条件,并进行了H∞性能分析,从而进一步给出系统鲁棒H∞控制器的设计方法.所设计的控制器不但保证系统参数不确定时闭环系统指数稳定,而且满足所期望的H∞性能指标.仿真结果证明了设计方法的有效性和可行性.     

考虑参数不确定性的主动悬架鲁棒H2/H∞混合控制

基于线性矩阵不等式方法,提出了一种新的考虑参数不确定性的鲁棒H2／H∞控制器设计方法,并用于车辆主动悬架设计．假定系统不确定参数是范数有界的,通过引入同一个Lyapunov矩阵来同时满足闭环系统的也和H∞性能条件,把鲁棒H2／H∞控制器设计转化为具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,进而应用内点法等凸优化技术进行求解．以四分之一车辆模型主动悬架设计为例,进行了数值仿真．结果表明,无论车辆簧上质量是否存在变异,鲁棒H2／H∞控制器均能给出很好的控制效果．     

二级倒立摆的鲁棒建模及其鲁棒H∞最优控制

针对倒立摆系统本身存在的大量不确定性因素，建立其不确定数学模型。苦于最优控制的思想，针对二级倒立摆的参数摄动及干扰，设计了鲁棒H∞最优控制器，并在二级倒立摆实验装置上进行控制。实验结果表明；用鲁棒H∞最优控制器的二级倒立摆系统，具有很强的鲁棒稳定性和抗干扰性。     

离散时间不确定系统的混合l1/H∞滤波

研究离散时间不确定线性系统的混合l1/H∞滤波器设计问题,目的是找到一个稳定的线性滤波器,使滤波误差系统在不同的滤波通道内具有不同的性能指标.利用参数依赖Lyapunov函数法,推导出新的鲁棒l1/H∞性能准则.基于该性能准则推导了全阶和降阶鲁棒l1/H∞滤波器存在的充分条件,并将滤波器的设计问题转化为具有线性矩阵不等式约束的凸优化求解问题.     

基于SP谐振补偿网络的ICPT系统鲁棒控制研究

针对系统参数摄动和外部扰动等不确定因素会影响感应耦合式电能传输系统的鲁棒性这一问题,设计一种基于H∞优化控制方法的鲁棒控制器。为方便系统鲁棒控制的研究,首先采用广义状态空间平均方程和线性分式变换方法建立感应耦合式电能传输系统的结构化不确定性模型,然后通过H∞优化控制方法设计基于该模型的鲁棒控制器并根据μ理论分析闭环摄动系统的鲁棒性,最后仿真得到系统的开环和闭环暂态响应曲线。结果表明采用H∞优化控制方法设计的控制器在保证该系统鲁棒性的同时,也能使系统负载电压快速达到稳定状态。     

一类不确定非线性离散时滞系统的鲁棒H∞滤波设计

考虑一类同时带有非线性动态和参数不确定性的离散时滞系统的鲁棒H∞滤波设计问题．假设参数不确定性具有线性分式形式,而非线性动态满足Lipschitz条件,给出滤波器使误差系统鲁棒渐近稳定且达到指定的干扰抑制水平．对参数已知情形,先建立广义有界实引理,然后给出H∞滤波器的存在条件,证明了H∞滤波器的存在性可归结为线性矩阵不等式的可解性,基于线性矩阵不等式给出了H∞滤波器的综合方法和步骤．对参数不确定性情形,通过引进标度参数,将不确定非线性离散时滞系统的鲁棒H∞滤波问题转化为确定系统的H∞滤波设计．最后给出仿真例子验证所得结果的有效性．     

一类远程控制系统的时延补偿H∞鲁棒控制

针对一类有扰动的多时延不确定模型的远程控制系统,为了有效减少网络时延对系统的影响,提出了一种改进Smith补偿H∞鲁棒控制算法;在给出系统体系结构的基础上,应用改进Smith补偿器将含有网络时延的系统鲁棒性能问题转化为无时延的鲁棒性能问题,并对系统存在的模型不确定性和干扰问题引入H∞混合灵敏度设计方法设计了鲁棒控制器;此方法适用于工业现场为无线传感器网络的远程控制系统,通过对存在乘积性的不确定系统进行仿真研究,证明该算法具有良好的控制品质和动态性能。     

混合不确定系统的鲁棒稳定性

研究兼有参数不确定性和非结构不确定性的混合不确定系统的鲁棒稳定性,该问题 可以转化为具有参数摄动的传递函数族的最大H∞范数的计算问题,针对区间对象的加权 H∞范数的最大值问题,给出了精确的计算公式并讨论了顶点检验成立的条件.