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．     

Delta算子切换系统的鲁棒滤波器研究

研究了一类参数不确定线性Delta算子切换系统的鲁棒H∞滤波器设计问题。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算子滤波误差切换系统指数稳定性条件,并进行了肌性能分析,从而进一步给出Delta算子切换系统鲁棒肌滤波器存在的充分条件和设计方法。所设计的滤波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。     

一类时滞LPV 系统的鲁棒故障检测

研究一类具有参数依赖时滞的线性参数变化系统的鲁棒故障检测问题，使残差信号和故障信号之问的误差最小，同时提高残差信号对控制输入和未知输入信号的鲁棒性．基于依赖于时变参数的滤波器构造残差产生系统，利用H∞控制理论将故障检测滤波器的设计归结为H∞滤波问题，应用线性矩阵不等式技术得到了此类系统鲁棒故障检测滤波器存在的充分条件．数值仿真表明所提方法是可行的．     

广义时变系统的鲁棒H2/H∞滤波

研究一类广义时变系统的鲁棒H2/H∞滤波器的设计问题。 利用具有参数依赖的Lyapunov函数,结合线性矩阵不等式分别给出了使滤波误差系统容许且满足H∞性能约束的充分条件、使滤波误差系统容许且满足H2性能约束的充分条件以及使滤波误差系统容许且满足H2/H∞性能指标的充分条件。 基于该具有参数依赖Lyapunov函数的鲁棒H2/H∞性能准则推导出鲁棒H2/H∞滤波器存在的充分条件,并将滤波器的设计问题转化为线性矩阵不等式约束优化问题。 最后通过数值算例表明该方法的有效性。     

一类分布式时滞LPV系统的鲁棒H∞滤波

研究一类同时具有分布式和离散型时滞的线性参数变化系统的鲁棒H∞滤波问题．基于参数线性矩阵不等式方法，推导了滤波误差系统渐近稳定和具有H∞扰动衰减水平γ的时滞相关充分条件．同时应用投影定理，通过引入附加矩阵变量，解除了系统矩阵与依赖于参数的Lyapunov函数矩阵之间的耦合，使所得到的条件更适合于滤波器的综合．推导了系统鲁棒H∞滤波器存在的充分条件，并将滤波器的设计转化为一组线性矩阵不等式的求解．数值实例证明了所提出设计方案的可行性．     

一类线性Markov 跳跃区间时滞系统的 鲁棒??∞ 故障检测滤波器设计

研究一类线性Markov跳跃区间时滞系统的鲁棒H∞故障检测滤波器设计问题.采用基于自适应观测器的故障检测滤波器作为残差产生器,将鲁棒H∞故障检测滤波器设计问题归结为随机H∞滤波问题.应用Lyapunov-Krasovskii方法,通过引入松弛矩阵推导证明了问题可解的时滞依赖充分条件,并进一步通过求解线性矩阵不等式给出了故障检测滤波器参数矩阵的解.仿真算例验证了所提出方法的有效性.     

一类高速采样不确定系统的鲁棒H∞滤波器设计

研究含有多面体参数摄动Delta算子系统的鲁棒H∞滤波问题．基于Delta算子系统有界实引理，提出了新的参数依赖型鲁棒H∞性能准则．利用该性能准则，采用线性矩阵不等式技术推导了此类系统全阶鲁棒H∞滤波器存在的充分条件，并通过求解一个凸优化问题来设计滤波器．与基于二次稳定的滤波方案相比，该方法具有较小的保守性．最后以数值示例验证了所提出方法的可行性．     

带有无穷分布时滞的不确定系统的鲁棒H_∞滤波器设计

针对一类在系统的状态方程与可测输出中都包含有非线性无穷分布时滞的参数不确定系统,提出一种新颖的鲁棒H∞滤波器的设计方法.设计的鲁棒H∞滤波器可以保证对于带有时变且范数有界的参数不确定性的滤波误差系统是渐近稳定的,并且满足所给定的H∞性能指标.鲁棒H∞滤波器可以通过线性矩阵不等式方法获得.通过一个数值的例子验证了该方法的有效性.     

一类通讯受限不确定网络控制系统鲁棒H_∞滤波

针对一类通讯受限的不确定网络控制系统,砑究了鲁棒H∞滤波器设计问题.通过引入两个附加的松弛矩阵使Lyapunov矩阵和系统矩阵得到分离,得到了一个新的具有更低保守性的鲁棒H∞性能判据,并基于该判据设计了系统的鲁棒H∞滤波器.当将其应用于具有凸多面体不确定性的网络控制系统时可以得到和系统不确定性相关联的Lyapunov函数,有效降低了设计的保守性.数值算例验证了所提出算法的可行性和优越性.     

随机Markov跳跃时滞系统的鲁棒H∞指数滤波器设计

研究了一类不确定随机Markov跳跃时滞系统的鲁棒H∞指数滤波问题.应用Lyapunov-Krasovskii稳定性理论和广义Finsler引理,建立了滤波器存在的时滞相关条件,避免了使用模型变换方法和自由权矩阵方法所带来的保守性和繁冗的计算,鲁棒H∞指数滤波器可通过求解联立线性矩阵不等式设计.数值例子说明了所采用方法的有效性.     

离散LPV重复过程的l2-l∞ 动态输出反馈控制

探究离散线性参数变化(LPV) 重复过程的l₂-l_∞ 动态输出反馈控制问题. LPV 重复过程是一类复杂的时变2D 系统. 对于整个参数变化空间, 传统方法是基于二次稳定框架设计过程的控制器, 具有较大的保守性. 这里利用参数依赖Lyapunov 函数, 设计离散LPV 重复过程的参数依赖鲁棒l₂-l_∞  动态输出反馈控制器, 可确保闭环离散LPV 重复过程沿通道渐近稳定, 且具有一定的l₂-l_∞  扰动抑制水平. 最后, 仿真结果验证了所提出方法的有效性.

     

具有长时延及丢包的网络控制系统H∞ 鲁棒滤波

研究了同时具有大于一个采样周期的随机传输时延及数据包丢失的网络控制系统H∞滤波问题.对于给定的丢包率,滤波误差系统被建模为具有两个事件速率约束的异步动态系统,利用异步动态系统理论给出滤波误差系统满足指数稳定和H∞性能指标的充分条件.H∞滤波器可通过解一组线性矩阵不等式求出.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

变体飞行器平滑切换LPV 鲁棒控制

针对一类变体飞行器控制问题, 提出一种平滑切换线性变参数(LPV) 鲁棒控制器设计方法. 建立变体飞行器切换LPV 模型, 设计平滑切换控制器, 其中偶数子系统控制器由相邻两个子系统控制器线性插值得到. 给出保证切换LPV 系统指数稳定且具有一定鲁棒性能的充分条件, 由于考虑了调参变量的渐变特性, 所得切换律没有平均驻留时间的限制. 仿真结果表明, 所提出方法使得飞行器系统既具有良好的稳定性和鲁棒性, 又能实现平滑切换.

     

基于参数依赖滚动时域H∞控制的高超声速飞行器控制

针对输入受限的高超声速飞行器强耦合、强非线性以及严重不确定性的特点,提出一种参数依赖滚动时域?∞控制(PD-RHHC)的方法.首先在考虑控制输入约束的条件下,引入参数依赖Lyapunov函数和松弛因子并提出了基于LMI优化的PD-RHHC;然后采用函数替换方法,结合张量积模型转换方法实现高超声速飞行器(HSV)纵向非线性弹性模型的LPV描述,并将PD-RHHC应用到高超声速飞行器纵向控制中,以实现HSV在大飞行包线内的机动飞行;最后通过仿真实验验证了所提出算法的有效性.     

一种可保证瞬态特性的改进的鲁棒模型参考自适应控制

针对典型的鲁棒模型参考自适应控制中瞬态性能无法得到保障的问题, 提出一种改进的鲁棒模型参考自适应控制器. 该控制器在标准的鲁棒自适应控制中加入??_∞ 补偿器, 以抑制闭环自适应系统中参数估计误差和不确定扰动对系统输出跟踪性能造成的不利影响. 理论分析和仿真验证表明, 所提出的控制器不但保留了典型鲁棒模型参考自适应控制的理想特性, 并且通过设计适当的??∞ 补偿器使得闭环系统的瞬态性得到了较大的改善, 其改善的程度依赖于??∞ 补偿器性能指标的大小.

     

无人机三维编队飞行的鲁棒H∞控制器设计

针对无人机编队控制中模型不确定性与外干扰同时存在的情况,首先基于无人机自身的自动驾驶仪和编队运动学关系建立了无入机编队的三维数学模型,这种建模方式物理意义明晰;进而提出一种基于鲁棒H∞控制理论的编队控制器设计方法,按前向、侧向和垂直方向3个通道分别设计控制律,降低了鲁棒控制器的调参难度,简化了三维编队控制问题.仿真结果表明了所设计的控制器的有效性,可实现无碰撞、快速、稳定地保持和调整无人机编队队形,具有良好的鲁棒性能.     

具有随机采样特性的网络化系统H∞ 滤波

研究一类具有随机采样特性的网络化系统H∞滤波问题.通过将传感器的随机采样过程建模成马尔可夫链,将数据量化作用转化为模型的参数不确定性,并用二值随机变量描述丢包过程,从而用一个多随机变量的马尔可夫不确定性模型来描述滤波误差系统.应用Lyapunov稳定性理论和随机系统分析方法,导出了滤波误差系统随机稳定且具有给定H∞性能的充分条件,并给出了滤波器的设计方法.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

具有多通道数据传输的飞行器网络控制系统故障检测

研究具有多通道数据传输的飞行器网络控制系统故障检测滤波器(FDF)设计问题.考虑每个通道存在各自的网络时延,且丢包符合Markov随机过程.首先,将系统建模为转移概率部分已知的离散Markov跳变线性系统,并设计了基于观测器的故障检测滤波器,将故障检测问题转化为H∞滤波问题;然后,利用LMI工具给出了FDF的可解条件和求解方法;最后,通过某飞行器网络控制系统的数值仿真实验验证了所提出方法的有效性.     

不确定广义系统多约束指标的相容性

针对一类线性不确定广义系统,研究了容许性、H∞指标和状态方差相容条件下的输出反馈控制器的设计问题.首先建立了一个使闭环广义系统满足容许性和给定H∞指标的充要条件;然后利用quasi-Newton方法,将非线性矩阵不等式的可行解问题转化为求解最大特征值的最小问题,在广义系统容许的条件下,对具有指定H∞指标及相容状态方差约束的控制问题给出了满意控制设计方法,同时给出了方差约束指标的取值范围;最后,仿真结果表明了所提出方法的有效性,且更能保证系统的动态性能.     

受复杂多通道通信约束的网络化系统H2/H∞滤波

多通道网络化系统中每个通道存在不尽相同的网络不确定性因素, 使得H₂/H_∞ 滤波更加困难. 对此, 提出一种受多通道通信约束的网络化系统滤波方法. 首先, 基于最大数据包错序思想解决了传感器到滤波器之间的复杂多通道通信约束的问题; 然后, 建立了更加普适的融合多通道通信约束的滤波误差动态系统模型, 证明了在已知最长网络延时和最大连续丢包数情况下, 所设计的滤波器可使系统随机稳定且满足??2/??∞ 性能指标. 仿真结果表明该方法可行且有效.