有向切换拓扑条件下考虑暂态响应的多智能体H∞一致性控制

针对有向切换拓扑多智能体系统带领导者的一致性追踪问题,研究了H_∞一致性控制方法。通过带有领导者的Laplacian矩阵,将带领导者的一致性追踪问题转化成低维系统的稳定性问题,并给出满足暂态性能指标的充分条件;利用Lyapunov函数法并结合线性矩阵不等式方法,对系统进行了稳定性分析,得到了分布式控制器的设计方法和平均驻留时间条件。该设计方法能够使系统受到随机外部扰动时,系统状态以较小的振荡快速趋于一致,满足暂态响应性能指标。分别在考虑暂态响应、不考虑暂态响应和不受外部扰动3种条件下,对多无人机系统进行了仿真。结果表明,考虑暂态响应的H_∞一致性控制器能够使系统达成一致,比不考虑暂态响应所设计的控制器能更快地、更平稳地趋于一致,满足暂态性能指标。     

高超声速飞行器H_∞鲁棒跟踪控制研究

针对高超声速飞行器巡航飞行控制问题,提出一种基于H∞的鲁棒控制方法。建立基于平衡点的线性不确定模型,将轨迹跟踪问题转换为一类H∞控制问题。在状态和控制输入不确定项满足匹配条件下,基于鲁棒稳定理论和线性矩阵不等式技术,推导出满足闭环系统内部稳定且满足一定控制性能的反馈增益选取条件。通过对非线性多变量高超声速飞行器纵向模型的轨迹跟踪仿真表明,所研究的控制方法可以确保对速度和高度指令的响应效果,并对模型中存在的参数摄动具有鲁棒性。     

水下潜器纵向普增益H∞控制系统设计

分析了水下潜器的动态响应特随着攻击过程的变化而变化，这些变化要求控制系统随着飞行条件的变化进行调整。仿真结果表明：ＬＰＶ方法优于传统的冻结参数方法，在整个攻击过程中，水下潜器都可以满足性能要求。     

变体飞行器故障检测与容错控制一体化设计

针对一类后掠翼可变的变体飞行器,考虑同时存在状态时滞和随机丢包的网络环境,基于切换系统理论,研究了变体飞行器闭环故障检测滤波器的设计问题。将变体飞行器建模成以高度、马赫数和后掠角为参变量的切换系统。为了保证系统能够有效检测出系统故障并且跟踪指令信号,基于一体化方法,设计基于模态依赖观测器的故障检测滤波器和基于残差估计的输出容错控制器。通过多Lyapunov-Krasovskii函数方法和平均驻留时间方法分析系统在异步切换情况下的稳定性。以线性矩阵不等式的形式给出满足给定性能指标滤波器和控制器存在的充分条件。通过仿真验证了所提方法能够有效检测出故障,输出信号能够准确跟踪指令信号,且在不确定情况下具有较好的鲁棒性。     

导弹鲁棒H∞输出反馈姿态跟踪控制器设计

针对导弹姿态跟踪系统,设计了一种基于线性矩阵不等式( LMI)的鲁棒H∞ 输出反馈姿态跟踪控制器。在被控对象参数变化剧烈的情况下,基于H∞准则,通过求解LMI,得到只运用输出进行反馈控制的鲁棒控制器参数。为使鲁棒控制器达到实际应用的要求,对控制器进行了改进,并采用导弹6自由度非线性数学模型进行了验证仿真。仿真结果表明,这种鲁棒输出反馈控制器在具有良好的姿态跟踪特性的同时,还具有良好的抗干扰性能。     

H2/H∞混合控制在无人机飞行控制中的应用

针对无人机受参数摄动和外界扰动影响的特点,对H2/H∞混合控制控制理论在无人机飞行控制系统中的应用进行了研究.对典型无人机的横航向飞行控制系统,用混合H2/H∞鲁棒控制方法设计状态反馈控制器,使飞机控制系统在鲁棒稳定条件下,满足一定的性能指标.利用线性矩阵不等式在求解多目标综合控制问题方面的优势对问题进行求解,仿真结果表明控制器具有较好的扰动抑制能力和跟踪性能.     

变体飞行器LPV建模与内外环鲁棒控制

变体飞行器能够根据复杂的任务、环境等信息自适应地改变本体气动布局,从而达到特定飞行条件下的最优性能。针对一类翼展可自由伸缩的飞行器,研究了基于线性变参数（Linear Parameter Varying,LPV）系统的变体飞行器内外环鲁棒控制问题。采用Jacobian线性化方法建立变体飞行器LPV模型,将双环控制技术拓展到LPV模型中,采用线性二次型最优控制法（Linear Quadratic Regulator,LQR）设计内环控制器,并引入粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization,PSO）求出二次型系统的最优权值矩阵,在保证飞行器速度、高度稳定的基础上,有效降低了系统的超调量,提高了控制器的收敛速度。外环加入鲁棒H∞状态反馈控制器,并将输入变量扩展到系统状态中,进一步解决了变体过程中导致的舵偏指令过大的问题,保证了飞行器在变形过程中能够平缓过渡,并证明了该控制器满足二次Lyapunov稳定的线性矩阵不等式（Linear Matrix Inequality,LMI）条件。仿真结果表明：当存在一定的外部干扰时,所设计的内外环鲁棒控制器能够保证飞行器在整个形...     

基于LMI的输出反馈H∞控制及其仿真

研究了基于线性矩阵不等式的输出反馈H∞控制器设计方法.介绍了线性矩阵不等式方法, 讨论了基于线性矩阵不等式的H∞控制问题的求解及输出反馈H∞控制器设计方法.最后给出了在MATLAB环境下利用LMI工具箱求解输出反馈H∞控制器的方法, 并给出仿真实例.     

基于LMI的主动悬架混合H2/H∞控制

以2自由度1/4车辆悬架动力学模型为研究对象,将系统的被控输出分为性能输出和约束输出.利用H∞范数描述系统的归一化约束输出,同时选择H2范数最小化系统的性能输出,将性能输出归结为在给定抑制程度γ∞条件下的最优控制问题,避免加权系数的选择,利用LMI(线性矩阵不等式)方法设计了主动悬架混合H2/H∞状态反馈控制器.仿真结果表明:所设计的主动悬架的性能较被动悬架有一定程度的改善.     

基于动态逆的复合控制导弹H∞最优输出跟踪控制

针对姿控式直接力/气动力复合控制导弹,提出一种基于动态逆的H_∞最优输出跟踪控制方法。该方法考虑了复合控制导弹的非线性因素,将动态逆回路作为控制系统的内环以抵消系统的非线性因素,同时考虑系统实际存在的参数不确定性以及外部干扰,将鲁棒控制器作为外环以提高整个系统的鲁棒性。其中鲁棒控制器将传统的H_∞控制与最优输出跟踪控制相结合,既能有效地抑制干扰,降低系统对参数摄动的敏感程度,又能提高系统的跟踪性能。仿真结果表明,复合控制系统具有较强的抗干扰能力,在保证系统稳定的同时,也达到满意的控制效果。针对姿控式直接力/气动力复合控制导弹,提出一种基于动态逆的H_∞最优输出跟踪控制方法。该方法考虑了复合控制导弹的非线性因素,将动态逆回路作为控制系统的内环以抵消系统的非线性因素,同时考虑系统实际存在的参数不确定性以及外部干扰,将鲁棒控制器作为外环以提高整个系统的鲁棒性。其中鲁棒控制器将传统的H_∞控制与最优输出跟踪控制相结合,既能有效地抑制干扰,降低系统对参数摄动的敏感程度,又能提高系统的跟踪性能。仿真结果表明,复合控制系统具有较强的抗干扰能力,在保证系统稳定的同时,也达到满意的控制效果。     

高超声速飞行器鲁棒多目标线性变参数控制

针对具有“乘波体”构型的吸气式高超声速飞行器纵向飞行姿态控制问题,提出了一种基 于区域极点配置的鲁棒多目标线性变参数（LPV）控制系统设计方法。给出吸气式高超声速飞行器纵向非线性机理模型,在此基础上建立了刚性LPV模型;针对此类LPV模型,提出了基于区域极点配置的LPV状态反馈控制系统设计方法,将系统的鲁棒稳定性、干扰抑制、跟踪性能等性能指标通过扩展线性矩阵不等式约束的方式,实现了LPV系统的多目标鲁棒跟踪控制。同时,通过引入松弛变量的方法,解除了Lyapunov函数矩阵与系统矩阵之间的耦合影响,从而降低了控制系统设计的保守性,得到了满足期望性能要求的LPV状态反馈鲁棒跟踪控制器。所设计的控制器应用于高超声速飞行器的非线性机理模型进行数值仿真验证,仿真结果表明：所设计的控制器能够使得闭环反馈控制系统有效地跟踪指令信号变化,系统动态性能良好且具有较强的抗干扰能力。     

基于线性矩阵不等式的不确定非线性系统H∞控制

不确定非线性系统的H∞状态反馈控制采用T-S模糊模型.利用线性矩阵不等式设计控制器.且充分注意各子系统间相互作用,得到H∞状态反馈控制器存在的矩阵条件.并给出设计不确定非线性系统H∞状态反馈控制器的系统化方法.以Lorenz系统为例进行数值仿真,结果表明该控制器能使受控系统达到H∞性能指标.     

基于PSO-NTSMC的UUV有限时间路径跟踪控制

针对欠驱动水下无人航行器(UUV)的路径跟踪问题,提出一种基于粒子群优化-非奇异终端滑模(PSO-NTSMC)的路径跟踪控制策略。利用视线法和Serret-Frenet坐标系,构建直线路径跟踪制导律。引入非奇异终端滑模面,设计路径跟踪控制器,实现路径跟踪误差的镇定。通过引入粒子群优化算法优化控制器参数,获得更良好的控制性能。数值仿真结果表明：所设计的控制器能够在有限时间内精确地完成水平面直线路径跟踪任务,并且可以有效地克服恒定未知海流和模型参数摄动的影响。     

具有分布时滞的中立型随机系统的动态输出反馈H∞控制

研究了具分布时滞的中立型随机系统的动态输出反馈H∞控制问题。利用了Lyapunov稳定性理论与It ′s公式,基于线性矩阵不等式,得到了随机系统动态输出反馈H∞控制器存在的一个充分条件,并进一步给出了动态输出反馈控制器设计方法,利用Matlab的LMI工具箱求解方便,最后给出数值算例验证了方法的有效性。