一类具有状态及控制滞后的不确定系统的鲁棒H∞控制

本文就一类具有状态及控制滞后的不确定动态系统,研究了其鲁棒Ｈ∞控制,文中提出一种鲁棒无记忆Ｈ∞控制器的设计方法,该控制器在鲁棒镇定系统的同时,能保证闭环系统从扰动到被控输出的Ｈ∞范数小于某一给定的常数。     

线性串联不确定系统的鲁棒H∞控制

线性系统的鲁棒H∞控制器设计1,大多基于ARE方法,理论上已趋于成熟。由于实际的工业对象很多具有串联结构特性,本文在设计单级线性系统(包括线性参数不确定系统、线性时滞不确定系统)的鲁棒H∞控制器的基础上,分别设计了具有串联结构的相应线性系统鲁棒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。     

离散线性系统的鲁棒H∞状态反馈控制

针对具有有界不确定性和未知时滞的离散系统，设计鲁棒H∞状态反馈控制器。基于代数Riccati不等式方程，给出使闭环传递函数的H∞范数小于给定界γ和闭环系统渐近稳定的充分条件。仿真结果充分证明其有效性。     

不确定脉冲系统的鲁棒H∞控制

首次提出并研究了不确定脉冲系统的鲁棒H∞控制问题.基于代数Riccati方程正定矩阵解的存在性,建立了不确定脉冲闭环系统具有鲁棒H∞特性的充分性准则,同时给出了相应的状态反馈控制设计方法,并用数值例子说明了所得结果的有效性.     

一类结构不确定采样系统的鲁棒H∞控制

本文针对一类结构不确定线性采样系统,研究了鲁棒H∞控制问题,给出了系统鲁棒稳定的充分条件及响应的鲁棒H∞控制律和最优鲁棒H∞控制律,控制律的求取通过借助一类线性矩阵不等式(LMI),或通过求取满足线性矩阵不等式约束的优化问题.仿真结果表明,系统在受到扰动后仍然是稳定的,同时给出了最优性能指标随外部扰动加权矩阵的变化规律.     

不确定网络控制系统具有H∞性能界的鲁棒控制

针对闭环网络控制系统,在考虑网络数据传输可能发生丢包的情况下,提出了一类不确定切换系统模型.为了量化网络数据丢失的影响,根据网络特点给出了网络传输数据丢包率的数学定义,进一步研究了此类切换系统在某种程度的数据丢包率影响下具有一定H∞性能界的鲁棒状态反馈控制问题.应用H∞鲁棒控制理论及线性矩阵不等式技术得到了全状态反馈控制器的设计方法,以一组线性矩阵不等式表示其主要结果.最后给出了一个具体的数值示例.     

离散系统方差约束鲁棒H2/H∞滤波的新算法

考虑带有稳态误差方差约束的线性受扰系统的鲁棒H2/H∞滤波问题.引入了广义逆矩阵,提出了一个新的算法.通过直接解两个Riccati方程后,获得滤波器,并且同时满足3个性能要求:滤波过程是渐近稳定的;每个状态的稳态估计误差方差不超过规定的上界;从外部噪声输入到误差状态输出的传递函数的H∞范数满足规定的上界.一个数字例子说明了这种设计方法的有效性.     

具有状态和测量时滞不确定系统的鲁棒H∞状态估计

考虑一类已知状态和测量时滞且范数有界参数不确定连续时间系统的鲁棒H∞状态估计问题.这个问题解的充分条件由二个代数Riccati不等式给出,它可以保证存在一个渐近稳定状态估计器使得对于所有不确定性从外界干扰到输出估计误差的传递函数满足指定的H∞指标.以上这些结果可以推广到一类未知状态和测量时滞且范数有界参数不确定连续系统的鲁棒H∞状态估计问题,对于已知状态和测量时滞系统,所得状态估计器与参数不确定性无关,而与时滞有关.对于未知状态和测量时滞系统,其状态估计器不仅与参数不确定性无关,而且与时滞也无关.     

广义离散系统的状态反馈鲁棒H∞控制

针对一类范数有界参数不确定性的广义离散线性系统,研究了该系统的状态反馈鲁棒H∞控制问题。利用线性矩阵不等式（LMI）的方法,得到了问题可解的条件,并给出了相应的状态反馈控制律。在一定条件下,所得的状态反馈鲁棒H∞控制律使广义离散线性系统对所有容许的不确定性参数,能够保证闭环系统正则、具有因果关系并且渐进稳定,同时其传递函数矩阵能够满足给定的H∞性能指标。正常离散线性系统的相对应结果可作为本文结果的特殊形式。     

具有方差和极点约束的不确定系统鲁棒H∞输出反馈控制

针对一类具有范数有界不确定性的连续系统和二次矩阵不等式区域,考虑系统具有方差和区域极点约束的输出反馈控制器设计问题．为此首先导出闭环系统区域稳定的充分必要条件．然后用线性矩阵不等式方法给出输出反馈控制器存在的一个充分条件．在此充分条件下闭环系统是鲁棒区域稳定的且具有H∞性能以及当干扰为白噪声信号时其稳态状态方差有限．接下来用矩阵分解方法给出输出反馈控制器增益矩阵的求解过程．最后通过一个仿真实例说明本文所提出的控制器设计方法的有效性．     

线性时变周期系统的鲁棒稳定及H∞控制

给出带有结构性不确定的线性时变周期系统二次稳定的充要条件,并指出为该系统设计鲁棒动态补偿器和具有H∞指标r的鲁棒动态补偿器问题都可以转化成相应的确定性辅助线性时变周期系统的H∞控制问题.     

线性不确定时滞系统的H∞无记忆控制器设计

１引言近年来,Ｈ∞控制理论得到了迅速发展,并提出了许多Ｈ∞控制器的设计方法．在文［１］中首次采用代数Ｒｉｃａｔｉ方程（ＡＲＥ）解决了一类无时滞确定性系统的Ｈ∞控制器的设计问题;在文［２,３］中,基于ＡＲＥ的Ｈ∞控制器设计方法被推广到含有时滞的线性系统...     

Riccati equation solution for controllers with continuous delays

We reduce the solution of a Riccati equation for infinite-time linear quadratic controllers with continuous delays and n state variables to the problem of finding scalar parameter values for an integral kernel whose form is completely specified. To simplify the exposition, the reduction is described only for a special case involving 2-dimensional state variables, but the method is entirely general. An abstract formulation of Vinter and Kwong is used throughout.     

随机观测时滞系统的最优估计

研究了在观测中存在Markov跳跃时滞的离散时间系统的线性最小方差状态估计问题. 首先, 通过引入跳跃时滞的示性函数, 将带有跳跃时滞的观测方程转化为带有乘性噪声的定常时滞系统. 进一步采用状态扩维的方法, 将定常时滞系统转化为无时滞的Markov跳跃系统. 最后, 基于得到的无时滞系统, 采用Hilbert空间已有的几何论知识, 设计线性最优状态估计器, 得出基于Riccati方程的滤波器的表达式, 并证明了所得滤波器的渐渐收敛性.     

Robust stabilization and guaranteed cost control for discrete-time linear systems by static output feedback

This paper proposes a systematic approach for the static output feedback control design for discrete-time uncertain linear systems. It is shown that if the open-loop system satisfies some particular structural conditions and the uncertainty has a specific structure, a static output feedback gain can be calculated easily, using a formula only involving the original system matrices. Among the conditions the system has to satisfy, the strongest one relies on a minimum phase argument. Square and nonsquare systems are considered. The performance problem through a quadratic criterion is also discussed (guaranteed cost control).     

一类不确定时滞系统的鲁棒H∞控制器设计

一类不确定时滞系统的鲁棒Ｈ∞控制器设计王景成（上海交通大学自动化系上海２０００３０）苏宏业褚健（浙江大学工业控制技术研究所杭州３１００２７）关键词线性时滞系统，鲁棒Ｈ∞控制，不确定性，静态状态反馈，二次稳定性．１）国家自然科学基金资助项目（Ｎｏ．６９...     

On the discrete and continuous time infinite-dimensional algebraic Riccati equations

The standard state space solution of the finite-dimensional continuous time quadratic cost minimization problem has a straightforward extension to infinite-dimensional problems with bounded or moderately unbounded control and observation operators. However, if these operators are allowed to be sufficiently unbounded, then a strange change takes place in one of the coefficients of the algebraic Riccati equation, and the continuous time Riccati equation begins to resemble the discrete time Riccati equation. To explain why this phenomenon must occur we discuss a particular hyperbolic PDE in one space dimension with boundary control and observation (a transmission line) that can be formulated both as a discrete time system and as a continuous time system, and show that in this example the continuous time Riccati equation can be recovered from the discrete time Riccati equation. A particular feature of this example is that the Riccati operator does not map the domain of the generator into the domain of the adjoint generator, as it does in the standard case.     

参数不确定线性系统混合H2/H∞状态反馈控制

对一类含有范数有界参数不确定线性系统的混合H2/H∞状态反馈控制问题进行了研究.给出了系统一个输出在满足给定的H∞干扰衰减约束条件下,其另一个输出的H2性能指标所满足的上界,并利用Lagrange乘子法导出了使得该界达到最小的"最优的"状态反馈控制器.结果仅需求解一个含有两个尺度参数的修正代数Riccati方程.而且数值结果表明该方法是非常有效的.     

一类不确定采样系统的鲁棒D控制研究

本文对一类范数有界不确定线性采样系统,提出了存在状态反馈控制律,使得闭环系统的所有极点均位于一给定的圆盘中且具有最优鲁棒H∞性能的一个充分条件。结合控制律反馈增益参数极小化的要求,建立一个具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,通过该问题的解决,可以构造一个具有较小反馈增益参数和给定要求的控制律,算例结果进一步表明,该控制器具有更好的扰动抑制性能。     

Robust H∞ control for discrete-time polytopic uncertain systems with linear fractional vertices

The robust H∞ control problem for discrete-time uncertain systems is investigated in this paper. The uncertain systems are modelled as a polytopic type with linear fractional uncertainty in the vertices. A new linear matrix inequality (LMI) characterization of the H∞ performance for discrete systems is given by introducing a matrix slack variable which decouples the matrix of a Lyapunov function candidate and the parametric matrices of the system. This feature enables one to derive sufficient conditions for discrete uncertain systems by using parameter-dependent Lyapunov functions with less conservativeness. Based on the result, H∞ performance analysis and controller design are carried out. A numerical example is included to demonstrate the effectiveness of the proposed results.