不确定广义系统的弹性H∞保性能控制

利用线性矩阵不等式(LMI)方法,研究被控对象与控制器同时存在摄动的H∞保性能控制问题.针对控制器存在加法式摄动情形,以线性矩阵不等式约束条件给出了广义系统弹性H∞保性能的充分条件,并以线性矩阵不等式的可行解给出了相应的控制器设计方法.通过求解具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,给出了弹性H∞最优保性能及最优H∞性能控制器的设计方法.仿真表明了方法的可行性.     

不确定广义系统的弹性H∞保性能控制

利用线性矩阵不等式（LMI）方法，研究被控对象与控制器同时存在摄动的H∞保性能控制问题。针对控制器存在加法式摄动情形，以线性矩阵不等式约束条件给出了广义系统弹性H∞保性能的充分条件，并以线性矩阵不等式的可行解给出了相应的控制器设计方法。通过求解具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题，给出了弹性H∞最优保性能及最优H∞性能控制器的设计方法。仿真表明了方法的可行性。     

传感器失效下不确定离散时滞系统的静态输出反馈鲁棒可靠保成本控制

针对一类参数不确定离散时滞系统,研究了当传感器发生增益故障情况下的静态输出反馈保成本可靠控制器设计问题.系统中的参数不确定性满足广义匹配条件,传感器元件具有部分输出增益故障.根据Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,分别给出了含有时滞记忆和无时滞静态输出反馈保成本鲁棒可靠控制律的存在条件.通过求解由一组线性矩阵不等式所表示的凸优化问题可以得到使得闭环保成本上界最小的鲁棒可靠控制器.最后通过仿真示例说明所提出方法的正确性.     

时变不确定多时滞连续系统的最优保成本控制

针对一类同时具有状态多时滞和输入多时滞的时变不确定连续多时滞系统。研究保成本状态反馈控制器的设计。假定其中的时变不确定性项是范数有界的,但不需要满足匹配条件,通过构造改造的Lyapunov函数和线性矩阵不等式（LMI）方法,给出系统满足保性能指标的一个充分条件,仅通过求解一个相应的线性矩阵不等式,就可得到保性能控制器使得闭环系统的一个保成本函数对所有允许的不确定参数有上界。通过求解凸优化问题得到最优保性能控制器,最后用数值例子说明该方法的有效性。     

针对一类执行器故障连续系统的保性能控制设计

本文利用线性矩阵不等式 (LMI)方法 ,讨论了一类存在执行器故障不确定连续系统的保性能控制问题 ,给出了故障时系统保性能状态反馈控制器存在的充分条件并应用基于LMI的凸优化方法实现了针对系统故障的最优保性能状态反馈控制器设计。仿真实例验证了该方法的有效性。     

不确定时延输出反馈网络化系统保性能控制

研究了一类具有不确定时延的动态输出反馈网络控制系统的保性能控制问题．针对小于等于一个采样周期的不确定时延,利用Lyapunov理论和线性矩阵不等式方法,推导出了动态输出反馈网络控制系统保性能控制律存在的条件,给出了动态输出反馈保性能控制律设计方法．利用LMI工具箱中的目标函数最小化工具,可以求得该类系统优化的保性能控制律参数和优化的性能指标,从而获得该系统的保性能控制律．给出的仿真算例说明了设计方法是有效的所得结果是可行的．     

容错控制系统鲁棒H∞和自适应补偿设计

通过设计动态输出反馈控制策略研究线性时不变系统执行器故障下的鲁棒自适应容错H∞控制问题. 结合自适应技术和线性矩阵不等式(Linear matrix inequalities, LMI)技术, 设计一个控制策略同时实现系统的故障补偿控制和性能优化控制. 在设计中, 提出由自适应律在线调节控制增益方程补偿未知执行器故障和摄动; 并设计一个基于模式依赖李亚普诺夫方程的LMI条件解出控制参数及次优H∞性能. 所设计的动态输出反馈控制器可以处理一般执行器卡死故障, 并得到更少保守性的H∞性能指标. 此外, 一个更具挑战性的问题, 即通过自适应机构补偿故障致使系统多少性能退化得到论证. 所提方法的有效性由一个解耦线性化动态飞行器系统仿真验证.     

具有次优保性能滑动模态的静态输出反馈滑模控制

针对一类不确定系统,提出了一种具有次优保性能滑模面的静态输出反馈滑模控制方法.首先将滑模面的设计问题等价为一个对称矩阵的求解问题,基于等效控制法,推导了保性能滑模面存在的充分条件.然后基于迭代线性矩阵不等式(iterative linear matrix inequality,ILMI)方法,给出了次优保性能线性滑模面的求解算法,最后基于线性矩阵不等式(linearmatrix inequality,LMI)方法,设计了输出反馈滑模控制器,使得闭环系统渐近稳定且切换函数能在有限时间内到达零.该方法首次实现了输出反馈滑模面的优化,且具有保守性小、无需对被控系统模型进行坐标变换的优点.仿真结果验证了本文方法的优越性.     

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.     

动态区间系统的最优保性能控制--LMI方法

针对动态区间系统和一个给定的二次型性能指标,研究了其保性能控制问题,基于线性矩阵不等式(LMI)提出了最优保性能控制器设计方法,并将相关结果推广到参数不确定系统.利用功能强大的LMI工具,求解非常方便.所给实例表明,该方法用于设计动态区间系统与秩-1型参数不确定系统的最优保性能控制器,非常有效.     

基于LMI 的不确定随机系统输出反馈保性能控制

针对一类不确定连续随机系统,研究了具有输出反馈控制器的保性能控制．首先,对于范数有界 的不确定随机系统,得到了具有输出反馈控制器的闭环系统的二次型性能指标的上界一般形式．其次,应用 线性矩阵不等式技术,研究了其闭环系统的二次稳定和二次保性能稳定;并且依据线性矩阵不等式优化方法, 得到了使闭环系统渐近稳定的最优输出反馈保性能控制器．最后,给出仿真算例,验证本文方法的可行性和 有效性．     

不确定线性时滞随机系统的最优保性能控制

对一类具有状态时滞的不确定线性随机系统,研究了保性能状态反馈控制律的设计问题。采用线性矩阵不等式方法和伊藤公式,导出了保性能控制律的存在条件。进而,通过求解一个线性矩阵不等式约束的凸优化问题,提出了最优保性能控制律设计方法。最后用数值例子说明了该方法的有效性。     

基于T-S模型的非线性时滞系统非脆弱保性能模糊控制

针对一类用T-S模糊模型描述的非线性时滞系统,采用状态反馈的并行分布补偿方法,研究其保守性较小的非脆弱保性能模糊控制问题,使闭环系统在控制器存在加性摄动的情况下,其闭环性能指标值低于确定的上界.利用线性矩阵不等式处理方法,导出了非脆弱保性能模糊控制律的存在条件,通过建立和求解一个线性矩阵不等式问题,给出了非脆弱保性能模糊控制律的设计方法.仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

不确定离散时滞系统的保性能控制

针对一类具有范数有界不确定性和状态滞后的离散时间线性系统,结合一个二次型 性能指标,采用线性矩阵不等式方法,提出了无记忆状态反馈保性能控制律的存在条件,并利 用一个线性矩阵不等式的解给出了保性能控制律的一个参数化表示.     

Guaranteed cost repetitive control for uncertain discrete-time systems

This paper considers the problem of guaranteed cost repetitive control for uncertain discrete-time systems. The uncertainty in the system is assumed to be norm-bounded and time-varying. The objective is to develop a novel design method for the repetitive control systems by introducing a robust output feedback controller so that the closed-loop system is quadratically stable and a certain bound of performance index is guaranteed for all admissible uncertainties. Necessary and sufficient conditions for the existence of such controllers are derived in terms of linear matrix inequality (LMI). A suboptimal guaranteed cost controller is obtained by solving an optimization problem with LMI constraints. Finally, a simulation example is provided to illustrate the validity of the proposed method.     

不确定离散系统的输出反馈保性能控制

对一类具有范数有界时变参数不确定性的离散时间系统，研究设计一个输出反馈保性能控制器，使得闭环系统对所有允许的不确定性渐近稳定，且闭环性能指标值不超过某个确定的上界。基于线性矩阵不等式处理方法，证明了保性能控制器的存在性等价于一个线性矩阵不等式的可行性，并用该线性矩阵不等式的可解给出了控制器的构造方法和闭环性能指标的上界。     

Output feedback optimal guaranteed cost control of uncertain piecewise linear systems

This paper proposes the output feedback optimal guaranteed cost controller design method for uncertain piecewise linear systems based on the piecewise quadratic Lyapunov functions technique. By constructing piecewise quadratic Lyapunov functions for the closed‐loop augmented systems, the existence of the guaranteed cost controller for closed‐loop uncertain piecewise linear systems is cast as the feasibility of a set of bilinear matrix inequalities (BMIs). Some of the variables in BMIs are set to be searched by genetic algorithm (GA), then for a given chromosome corresponding to the variables in BMIs, the BMIs turn to be linear matrix inequalities (LMIs), and the corresponding non‐convex optimization problem, which minimizes the upper bound on cost function, reduces to a semidefinite programming (SDP) which is convex and can be solved numerically efficiently with the available software. Thus, the output feedback optimal guaranteed cost controller can be obtained by solving the non‐convex optimization problem using the mixed algorithm that combines GA and SDP. Numerical examples show the effectiveness of the proposed method. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

结构不确定离散系统的最优非脆弱保成本控制

讨论了一类不确定线性离散系统的最优非脆弱保成本控制问题.考虑的系统和状态反馈控制器均具有时变的结构化的不确定性.基于线性矩阵不等式的方法,给出了存在和设计非脆弱保成本控制律的一个充分条件,以及在使二次成本函数上界最小意义下,最优非脆弱保成本控制律的凸优化设计方法.并用数值例子说明该方法降低了成本函数上界的保守性.     

不确定离散切换系统具有极点约束的保性能控制

对一类含有范数有界不确定性的离散切换系统和一个二次型性能指标，研究其具有闭环极点约束的鲁棒状态反馈保性能控制问题．利用二次Lyapunov函数方法和线性矩阵不等式技术，给出了鲁棒保性能控制器存在的一个充分条件，在所构造切换规则下，闭环系统二次D稳定，且满足给定的性能指标．在此基础上，将次优保性能控制器设计问题转化为一组线性矩阵不等式约束下的凸优化问题．数值例子说明了所提方法的有效性．