抵御执行器故障的H∞静态输出反馈可靠控制

针对线性系统,考虑连续增益故障模型,研究了具有执行器故障的H∞静态输出反馈可靠控制问题。首先,在执行器无故障的前提下,给出H∞性能指标存在的充分条件,进而得出系统的静态输出反馈控制率。然后,基于执行器故障,重新设计静态输出反馈控制器,利用求解线性矩阵不等式的方法,完成静态输出反馈可靠控制器的设计。由此可靠控制器构成的闭环系统,使得当执行器发生故障时,也可使闭环系统的保持渐近稳定。最后的数值仿真验证了本文结果的有效性和可行性。     

一类不确定非线性切换系统的鲁棒容错控制

研究一类不确定非线性切换系统的鲁棒容错控制问题,当执行器失效或部分失效时,利用Lyapunov函数法建立切换闭环系统混杂状态反馈容错控制器存在的充分条件;然后运用线性矩阵不等式将鲁棒容错控制器设计问题转化为一组线性矩阵不等式的可行解问题,从而借助Matlab中线性矩阵不等式工具箱求解;最后通过数值算倒验证了所提出设计方法的有效性.     

线性不确定时滞系统的可靠保性能鲁棒控制

研究了含有故障执行器的线性不确定时滞系统的可靠保性能鲁棒控制问题.执行器故 障模型概括了执行器正常、执行器部分退化和执行器完全失效三种情况,系统的性能函数是带 有故障输入项的积分二次函数.利用Lyapunov稳定理论及矩阵不等式方法,得到了系统存在可 靠保性能鲁棒控制器的代数矩阵不等式(AMI)形式的充分条件和控制器的设计方法,给出了系 统的一个可保性能的表达式.基于LMI方法,给出了AMI的一个求解算法.一个数值例子说明 结论的可行性.     

线性不确定系统混合故障的可靠圆盘极点配置

针对一类不确定线性系统,利用更一般、更实际的执行器出现混合故障的模型,设计可靠控制器的同时将系统的极点配置到指定圆盘内问题,混合故障模型是指在一个系统中同时包含离散故障模型和连续故障模型,并给出系统将极点配置到指定圆盘上可靠控制的充分条件.通过求解LMI(线性矩阵不等式)完成状态反馈可靠控制器的设计.仿真验证本文提出的...     

一类不确定性离散非线性重复过程的迭代学习容错控制

针对一类具有非线性和执行器故障的重复运行不确定离散系统,提出了一种迭代学习鲁棒容错控制算法.首先通过定义执行器故障系数矩阵,将迭代学习控制过程转化为等价形式的不确定性非线性重复过程模型,然后基于混合李亚普若夫函数方法讨论非线性重复过程在时间轴和批次轴两个维度上的稳定性,并以线性矩阵不等式形式给出鲁棒容错控制器存在的充分条件和设计方法,同时保证系统正常和执行器故障情形下系统的容错稳定性能.最后,单杆机械手系统的输出跟踪控制仿真结果验证了本文算法的有效性.     

具有时变时延的网络化LPV系统的容错控制

针对一类具有时变时延以及Lipschitz非线性项的网络化线性参数变化系统,研究了系统中存在外部扰动、执行器和传感器同时发生随机故障时的容错控制问题。用Bernoulli分布序列描述执行器和传感器发生的随机故障,利用自由权矩阵方法处理时变时延。根据Lyapunov-Krasovskii稳定性定理和线性矩阵不等式（LMI）方法求出◢H◣▼∞▽容错控制器存在的充分条件,然后通过利用近似基函数和网格化技术将无限维的LMI求解问题转换为有限维的LMI问题,得到了相应的容错控制器增益。最后,通过数值仿真验证了所设计方法的有效性。     

一类非线性切换系统鲁棒H∞可靠控制

为了克服扰动与执行器故障对控制系统的影响，使系统具有抗干扰性和可靠性，针对一类不确定非线性切换系统，研究了在任意切换规则下鲁棒H∞可靠控制问题．首先，系统所有矩阵同时含有参数不确定性，并且系统也存在未知非线性扰动．当执行器存在故障时，基于线性矩阵不等式技术以及公共李亚普诺夫函数方法得到鲁棒H∞可靠控制器，使切换系统在任意切换律下全局二次稳定并且满足H∞性能指标．最后，通过求解凸优化问题得到了鲁棒H∞最优可靠控制器．仿真结果表明控制器在任意切换规则下是可行和有效的．     

执行器饱和T-S模糊系统的鲁棒耗散容错控制

研究了一类执行器饱和状态变时滞T-S模糊系统的鲁棒容错控制问题. 通过时滞相关Lyapunov函数和对状态的椭球域约束, 基于线性矩阵不等式技术, 提出了非线性系统稳定的不变集条件和模糊鲁棒耗散容错控制器存在的充分条件. 控制方案的设计结果不仅为执行器饱和状态变时滞T-S模糊系统的无源控制和H1鲁棒控制建立了统一框架, 而且保证了闭环控制系统对执行器故障的稳定性和容错性. 最后以时滞倒车系统的控制仿真验证了方法 的有效性.     

一体化执行器饱和线性矩阵不等式跟踪容错控制器设计

针对一类执行器幅值饱和的不确定非线性系统,提出了基于线性矩阵不等式的一体化主动容错控制器设计方法.考虑执行器传感器同时故障情形,采用系统增维方法,将原系统等效转化为仅含执行器故障虚拟系统,简化了容错控制器设计.其次采用凸组合法对执行器饱和非线性进行描述,确保控制输入始终在幅值范围以内.在此基础上,设计了集自适应估计律与控制器于一体的主动容错控制器,并将控制器增益解算方法,转化线性矩阵不等式约束下的优化问题.最后通过飞机数值算例验证了设计方法的有效性.     

基于LMI可靠跟踪控制器设计

针对具有不确定性的线性定常系统,提出了考虑执行器故障的可靠跟踪控制器设计问 题.在更一般、更实际的执行器故障模型的基础上,给出了系统输出信号渐近跟踪参考输入信 号可靠跟踪控制存在的充分条件.通过求解线性矩阵不等式(LMI)完成状态反馈可靠跟踪控制 器设计.利用仿真数例验证了文中提出的设计方法的可行性,并且通过对可靠跟踪控制系统与 不考虑故障的标准跟踪控制系统的比较,进一步说明对系统进行可靠跟踪控制的必要性.     

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.     

第二FM模型的两维离散状态时滞系统H∞控制

本文研究了基于第二 FM 模型的两维离散状态滞后系统 H∞ 控制问题. 给出了这类两维系统具有一定 H∞ 扰动抑制度的一个线性矩阵不等式条件, 并通过求解一个凸优化问题得到一个最优 H∞ 控制器. 最后通过一个仿真例子验证所提结果的有效性.     

数据链指挥下的战斗机H∞飞行控制器设计

基于神经网络对数据链指挥下的战斗机提出了鲁棒飞行控制器设计方案. 为了克服由于数据链的引入对战斗机飞行控制所带来的不利影响, 设计了基于 RBF 神经网络的鲁棒飞行控制器. 通过对神经网络参数在线调整, 使飞行控制系统能跟踪期望指令, 并满足给定的性能指标. 最后将所设计的飞行控制系统用于数据链指挥下的战斗机飞行控制, 仿真结果表明所设计的飞行控制系统是有效的.     

广义时滞系统时滞依赖H∞控制的改进结果

讨论广义时滞系统的时滞依赖控制问题. 基于线性矩阵不等式(LMI)方法和增广Lyapunov泛函, 给出保证系统正则、无脉冲、稳定且满足性能指标的时滞依赖有界实引理. 在此引理的基础上, 给出基于严格LMI的状态反馈控制器存在的时滞依赖条件. 同时给出所需状态反馈控制器的明确表示. 数值例子表明本文的结果改进了已有结论的保守性.     

不确定广义时滞系统的时滞依赖鲁棒H∞控制

讨论不确定广义时滞系统的时滞依赖鲁棒H∞控制问题. 基于线性矩阵不等式(LMI)方法, 设计状态反馈控制器使得对所有允许的不确定性, 所得的闭环系统均是正则、无脉冲、稳定且满足H∞范数有界约束. 所有的结论都是时滞依赖的且由不涉及系统矩阵分解的严格LMI表示. 数值例子表明所给的方法与已有的结论相比具有较小的保守性.     

输入约束系统的滚动时域输出反馈控制方法研究

This paper addresses the H∞ output feedback control problem for discrete-time systems with actuator saturation. Initially, a constrained H∞ output feedback control approach is presented in the framework of linear matrix inequalities (LMI) optimization. Under certain assumptions on the disturbance energy bound, closed-loop H∞ performance is achieved. Furthermore, the moving horizon strategy is applied to an online management of the control performance so that the closed-loop system can satisfy control constraints in the case of unexpected large disturbances. A dissipation constraint is derived to achieve the moving horizon closed-loop system dissipative. Simulation results show that the constrained H∞ controller works effectively under the disturbance assumption and that the moving horizon H∞ controller can trade-off automatically between satisfying control constraints and enhancing performance.     

不确定离散模糊时滞系统的时滞相关H∞控制

研究了不确定离散T-S模糊时滞系统的稳定性分析与H∞控制问题．通过构造适当的Lyapunov泛函,给出了系统的时滞相关稳定新判据．进而利用线性矩阵不等式方法,研究了H∞模糊状态反馈控制器存在的充分条件,并提出控制器优化设计的迭代算法．     

参数不确定离散奇异系统的鲁棒H∞控制

研究了不确定离散奇异系统的鲁棒H∞控制问题, 控制目标是设计一个状态反馈控制器, 对所有允许的不确定性, 闭环系统正则、因果、稳定且具干扰衰减度γ. 首次提出了该问题的充分必要条件, 并且设计方法归结为求一个严格线性矩阵不等式(LMI)的可行性问题. 最后, 通过一个数值实例证实了该方法的有效性.     

Neural network solution for finite-horizon H ∞ state feedback control of nonlinear systems

In this article, neural networks are used to approximately solve the finite-horizon optimal H _∞ state feedback control problem. The method is based on solving a related Hamilton–Jacobi–Isaacs equation of the corresponding finite-horizon zero-sum game. The neural network approximates the corresponding game value function on a certain domain of the state-space and results in a control computed as the output of a neural network. It is shown that the neural network approximation converges uniformly to the game-value function and the resulting controller provides closed-loop stability and bounded L ₂ gain. The result is a nearly exact H _∞ feedback controller with time-varying coefficients that is solved a priori offline. The results of this article are applied to the rotational/translational actuator benchmark nonlinear control problem.     

一类随机混杂系统的鲁棒方差控制

对一类结构参数不完全已知的Markov跳变参数系统, 研究使得闭环系统的稳态状态方差小于某个给定的上界, 同时满足一定H∞性能的状态反馈鲁棒方差控制器设计问题. 运用线性矩阵不等式(Linear matrix inequality, LMI)方法, 对系统进行了方差分析, 给出并证明了控制器存在的条件, 进而用一组线性矩阵不等式的可行解给出了控制器的一个参数化表示. 通过建立一个具有LMI约束的凸优化问题, 给出了最小方差鲁棒控制器的设计方法. 最后仿真结果表明了该方法的有效性.