一类不确定时变时滞系统的鲁棒镇定：积分等式方法

本文针对一类同时具有状态和输入时变时滞的不确定时滞系统,基于适当的Lyapunov泛函,利用一种新的积分等式并结合自由权矩阵方法,给出系统时滞依赖稳定的充分条件,并设计状态反馈控制器,研究其鲁棒镇定问题,最后通过仿真算例验证结果的有效性。     

不确定多重时滞中立系统的时滞相关鲁棒H∞控制

本文利用一个新的积分不等式方法讨论了一类不确定多重时滞中立系统的时滞相关鲁棒H∞控制器设计问题.该中立系统的状态项、控制项、微分项、外部干扰输入项均含有时滞.首先,利用Lyapunov稳定性理论,推导出系统鲁棒可镇定的充分条件.在此基础上,进一步给出了鲁棒H∞控制器存在的充分条件.不需要对原系统进行模型变换,仿真算例说明了定理的可行性.     

公度时滞系统的有理镇定补偿器

讨论了具有公度时滞系统的有理函数镇定补偿器的条件和算法．在不含时滞的名义系统为最小相位的条件下，可设计一簇常数补偿器镇定具有公度的无限时滞系统；在不含时滞的名义系统可强镇定的条件下，可设计一簇有理函数补偿器镇定具有公度的有限时滞系统．给出了相应时滞补偿器的具体算法．设计者可从这簇补偿器中选取一个最优的补偿器满足特定的设计要求．     

含控制时滞的海洋平台前馈反馈最优跟踪控制

通过引入状态变换,将含控制时滞的海洋平台系统转化为无时滞系统.然后,通过引入渐近稳定的期望系统,基于波浪力线性外系统近似模型,给出了海洋平台系统基于二次型性能指标泛函的前馈反馈最优跟踪控制器设计方法及其控制器的存在唯一性条件.控制器的前馈增益矩阵和反馈增益矩阵可分别经由求解代数Riccati方程和Sylvester方程得到.仿真算例表明了方法的有效性,且在减小平台的振动幅值和控制力方面,前馈反馈最优跟踪控制方法优于前馈反馈最优控制方法.     

一类具有范数有界不确定性的非线性时滞系统的控制

本文研究了一类具有范数有界不确定性的非线性时滞系统的鲁棒稳定性及其控制问题,结合Lyapunov稳定性定理、线性矩阵不等式及自由权矩阵,给出了系统的状态反馈鲁棒二次稳定的充分条件以及控制器的设计,并建立了一个具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,得到不确定时滞系统的最优状态反馈控制律.仿真示例说明了该方法的可行性.     

具有外部扰动分布时滞的不确定性Markov跳变系统的指数稳定性

本文讨论了更为广泛的具有分布型时滞,双线性马尔可夫过程跳变参数的不确定性系统。分析了该系统的鲁棒均方指数稳定性。设计了鲁棒反馈镇定控制器。基于LMI方法,得到了系统均方指数稳定的充分条件。在一定程度上推广了离散时滞下的相应系统的结果。     

一类离散非线性时滞互联系统的模糊分散控制

本文对一类离散非线性互联时滞系统,给出了模糊分散状态反馈和基于观测器的分散输出反馈模糊控制方法。设计中,首先采用模糊T-S模型对非线性互联时滞系统进行模糊建模,在此基础上,给出模糊分散状态反馈和基于观测器的模糊分散控制的设计。应用Lyapunov函数方法和线性矩阵不等式方法给出和证明了模糊分散控制系统稳定的充分条件。仿真结果进一步验证了所提出的模糊分散控制方法的有效性。     

时滞加速度反馈的振动主动控制方法研究

在采用加速度传感器的振动主动控制中,为了克服加速度信号经数值积分分别得到位移信号和速度信号时的累积误差,并考虑系统中的输入时滞,基于等维法(Reduction Method)和输出状态导数反馈思想,提出一种连续时滞加速度反馈控制器设计方法。为了在实际测控系统中便于计算机操作,应用积分离散化方法,将该连续控制器转换为离散形式。以粘贴有压电陶瓷和加速度传感器的智能梁为仿真控制对象,采用该控制器控制含输入时滞的智能梁的自由振动系统,并与加速度反馈控制器控制的同一时滞系统的稳定性及控制效果作对比。仿真结果表明,所提时滞加速度反馈控制器具有较宽的参数稳定区间和较好的控制效果,且当系统时滞存在较小扰动时,该控制器对时滞量具有一定的鲁棒性。     

具有非线性扰动的线性多时变时滞系统的有记忆状态反馈控制

本文探讨一类非线性扰动满足范数有界的线性多时变时滞系统的有记忆状态反馈控制,通过构造恰当的Lyapunov泛涵,利用Jensen不等式来处理泛涵导数中的交叉项,应用线性矩阵不等式技术和Schur补引理,我们得到了系统镇定的时滞相关的充分条件,并给出了有记忆状态反馈控制器的设计方法.最后,数值例子验证了文中所得的结论的保守性更低及求解方法的有效性.     

建筑结构基于平衡降阶的时滞离散最优控制

在状态空间下直接对结构振动的时滞微分方程进行离散,并引入适当的增广向量将之转化为不显含时滞项的标准离散形式,然后将该离散系统进行平衡降阶,取前几个可控度大的状态组成优势子系统,大大降低了离散系统的维数。在此基础上采用离散时间最优控制理论完成了建筑结构减振控制器的设计,所得出的控制律表达式除了含有当前的状态反馈,还包含前若干步控制项的组合,反映了时滞因素的影响,对大时滞情况亦有效。最后通过数值算例验证了这种控制器的有效性,特别是在不牺牲控制效果的基础上,显著降低了控制器的阶数。     

Robust pole‐assignment for dynamic systems with uncertain parameters

Abstract

In this paper, by using discrete‐type Lyapunov stability criterion, new sufficient conditions for robust pole‐assignment of uncertain systems in a specified disk are presented. The norm bound on linear time‐invariant perturbations is obtained. The relationship between the allowable bound and the eigenvalues of the nominal system matrix is discussed. A design method for robust pole‐assignment is proposed. Examples are given to demonstrate the use of the proposed techniques.     

Robust H∞ non-fragile control with memory state feedback for a class of singular time-delay systems

The problem of delay-dependent robust H_∞ non-fragile control for a class of singular systems with state-delay and parameter uncertainties is investigated in this article. A delay-dependent sufficient condition for the problem of H_∞ control for a class of singular systems is proposed by constructing the generalized Lyapunov–Krasovskii function, combining with linear matrix inequality approach. A memory state feedback controller under controller gain perturbations is obtained, which guarantees that, for all admissible uncertainties, the resulting closed-loop system is regular, impulse free, and stable with an H_∞ disturbance attenuation level. Numerical examples show that the proposed methods are less conservative than existing ones.     

Improved robust exponential stability for Takagi–Sugeno fuzzy uncertain systems with time-varying delays

This paper concerns managing the robust exponential stability problem of uncertain Takagi–Sugeno fuzzy systems with time-varying delay by employing a further improved integral inequality matrix approach. Based on the linear matrix inequality (LMI) approach, delay-dependent robust exponential stability criteria have been developed. By taking the relationship among the time-varying delay, its upper bound and their difference into account, some less conservative LMI-based delay-dependent robust exponential stability criteria are obtained without ignoring any useful terms in the derivative of Lyapunov–Krasovskii functionals. Maximum allowable upper bound for time-varying delays is determined. Numerical examples are provided to show that the obtained results significantly improve the allowed upper bounds of delay size over some methods existing in the literature.     

基于线性矩阵不等式的鲁棒跟踪控制器的设计

当系统部件(传感器、执行器)发生故障时,控制器的实际输出信号值将与准确值存在一定的偏离,这种控制信号的偏离可能破坏系统的稳定性。本文提出了最优增益裕量鲁棒跟踪控制问题,其目的是最大限度地抵御控制信号偏离对系统产生的影响。通过直升机飞行控制模型的实例仿真,验证了本文提出设计方法的可行性；并通过最优增益裕量鲁棒跟踪系统与正常鲁棒跟踪系统的比较,进一步说明了最优增益裕量鲁棒跟踪控制对提高系统的可靠性是必要的和有效的。     

Robust controllability of linear time-invariant interval systems

The robust controllability problem for linear time-invariant interval systems is studied in this article. The rank preservation problem is converted to a non-singularity analysis problem of the minors of the matrix in discussion. Based on some essential properties of matrix measures, a new, sufficient, algebraically elegant criterion for the robust controllability of linear time-invariant interval systems is established. A numerical example is given to illustrate the application of the proposed sufficient algebraic criterion, and to show that the proposed sufficient condition can obtain less conservative results than the existing ones reported recently in the literature.     

Robust Controller Design of a Dual-Stage Disk Drive Servo System With an Instrumented Suspension

This paper proposes a robust track-following controller design method for a dual-stage servo system in magnetic hard disk drives (HDDs). The method formulates the problem of minimizing track misregistration (TMR) in the presence of plant uncertainty and variation as a multiobjective optimization problem. Tracking error minimization is naturally formulated as an$H_2$norm minimization problem, while the robust stability issue is addressed by some$H_infty$norm bounds. This mixed$H_2/H_infty$control problem can then be formulated as a set of linear matrix inequalities (LMIs) and be efficiently solved through convex optimization algorithms. To enhance the system's tracking performance and stability robustness, the method explicitly takes attenuation of airflow-excited suspension vibration into consideration by an inner loop fast rate damping and compensation controller that utilizes the output of a strain gauge sensor on the suspension surface. Analysis and simulation show that a system designed by this method can achieve good tracking performance while still keeping stability robustness to plant variation and high-frequency spillover.     

基于LMI的鲁棒H∞控制建筑结构振动

针对多层框架结构系统,提出一种基于线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequalities, LMI)的鲁棒H∞控制方法。为了使控制方法能相对简单,便用工程应用,将工程中常用的二次型性能指标结合于鲁棒H∞控制系统的分析中,并应用线性矩阵不等式减小求解的复杂度。以一个三层框架结构模型为例进行了仿真,并与传统H∞控制方法进行对比,仿真结果初步表明该方法在保证较好控制效果的条件下具有更强鲁棒性。     

结构减震的稳定时滞LSSVM-LQR智能控制算法

针对时滞LSSVM-LQR智能控制算法存在的稳定性问题,提出相关的稳定性控制算法,以确保时滞LSSVM-LQR智能控制算法的鲁棒性。该算法的主要思路为：在时滞LSSVM-LQR控制算法中,加入控制力限制条件。当满足控制力限制条件时,控制程序继续运行;当不满足控制力限制条件时,控制程序自动跳出,便执行稳定性控制算法（或称为稳定/鲁棒的时滞LSSVM-LQR智能控制算法）。稳定性控制算法主要是通过调整反馈来控制作动器运行,从而确保控制系统的稳定性。数值结果表明,稳定性控制算法能够有效地保证时滞LSSVM-LQR智能控制算法的稳定性/鲁棒性;与时滞LSSVM-LQR智能控制算法相辅相成。     

含有非线性扰动的时滞随机微分系统的鲁棒均方稳定性

研究一类含有非线性扰动的多时变时滞随机微分系统在有记忆状态的反馈控制器下的鲁棒均方稳定性问题.通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函,运用Ito公式,引入适当的自由权矩阵,利用积分不等式和分析技巧,基于线性不等式(LMI)方法和Schur补定理,获得含该系统的鲁棒均方渐近稳定和鲁棒均方指数稳定,并给出了相应反馈控制器设计.所得结果与时滞和随机干扰相关,丰富了已有的结果.