基于状态观测器的网络化控制系统的Ｈ∞控制分析

本文研究了具有随机时变延时的网络控制系统的H。。控制问题。通过对连续的网络控制系统模型离散化，得到离散的网络控制系统模型。借助于示例，分析了延时小于一个采样周期时，对离散时间系统动态性能的影响。基于离散的网络控制系统模型，通过选取合适的Lyapunov函数，利用线性矩阵不等式方法( LMI)、锥补线性化方法(CCL)，设计了基于观测器的输出反馈控制律，使得系统是鲁棒渐进稳定的且满足给定的H。。干扰抑制率。最后仿真示例验证了本文方法的有效性。     

一类时延网络控制系統的H∞鲁棒控制

研究一类具有不确定时延的网络控制系统的H∞鲁棒控制问题。假设网络控制系统的控制器与执行器均为事件驱动，传感器为时间驱动，网络诱导时延是时变、不确定的，且小于传感器的采样周期；将此类网络控制系统的广义被控对象建模为一类具有不确定性的线性离散系统。基于Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LMI)方法，导出了闭环系统渐近稳定且满足给定H∞性能指标的充分条件，并给出控制器的设计方法。仿真表明该方法是有效的。     

少保守性网络化控制系统鲁棒保性能容错控制

研究了一类具有参数不确定性网络化控制系统的鲁棒保性能容错控制问题。同时考虑时变时延和丢包的影响,基于状态多时延模型,推证出了确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒保性能容错的时滞依赖充分条件,并以求解线性矩阵不等式(LMIs)的方式给出了最优控制器的设计方法。由于新模型中引入了时延下界,且在证明过程中未进行模型转换和交叉项放大处理,加上适当自由权矩阵的引入,都减少了结果的保守性,提升了容错满意度。最后以一仿真示例验证了文中所述方法的有效性。研究了一类具有参数不确定性网络化控制系统的鲁棒保性能容错控制问题。同时考虑时变时延和丢包的影响,基于状态多时延模型,推证出了确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒保性能容错的时滞依赖充分条件,并以求解线性矩阵不等式(LMIs)的方式给出了最优控制器的设计方法。由于新模型中引入了时延下界,且在证明过程中未进行模型转换和交叉项放大处理,加上适当自由权矩阵的引入,都减少了结果的保守性,提升了容错满意度。最后以一仿真示例验证了文中所述方法的有效性。     

一类非线性网络控制系统的控制器设计

针对被控对象为Lurie系统的一类非线性网络控制系统(NCS),利用混合系统模型统一描述了同时存在网络诱导时延、数据包丢失、乱序等因素的NCS.在所提模型的基础上,利用线性矩阵不等式方法给出了系统渐近稳定的充分条件以及状态反馈控制器的设计方法。此外,该方法还可以用于求取使系统保持渐近稳定的最大时延上界以及最大允许传输间隔。最后的仿真结果验证了所研究方法的有效性。     

不确定网络控制系统保成本观测器设计

针对具有通信约束的不确定网络控制系统,研究了其保成本观测器设计问题。通过在传感器端引入send on delta(SOD)调度策略,减少非重要信息对网络资源的占用。随后建立考虑SOD调度策略后的系统模型。利用Lyapunov稳定性理论,给出系统在输出反馈条件下保成本观测器存在的充分条件,进而利用线性矩阵不等式、正交补方...     

自主水下航行器网络化控制系统事件触发鲁棒控制

随着自主水下航行器(AUV)功能的日益复杂,基于现场总线的(如CAN总线)的网络化控制系统(NCS)已经广泛应用于国内外的大中型AUV中。AUV系统中网络带宽等计算资源一般是有限的,需要在保证控制性能下进行合理分配。提出了一种考虑网络延迟的AUV空间运动事件触发控制策略设计方法。首先,基于不确定离散切换模型对事件触发传输且具有时变传输延迟的AUV纵向、侧向运动系统进行建模;然后,基于线性矩阵不等式对事件触发机制、控制律进行联合设计;最后,通过仿真实验,评估控制策略性能。结果表明,与基于时间触发的控制策略相比,提出的方法能够使AUV控制系统在满足控制性能要求的同时减少带宽占用率。     

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。     

长时延网络控制系统的建模与分析

针对传感器、执行器为时间驱动,控制器为事件驱动的长时延网络控制系统,考虑存在数据包丢失和乱序,将包含网络的广义被控对象建模为具有时变控制对延的线性离散系统。针对该模型,利用Lyapunov方法,给出了与时滞相关的闭环系统渐近稳定的充分条件;基于线性矩阵不等式( LMI)方法,给出了保证闭环系统渐近稳定的时延上界的求取方法。仿真结果表明本文的方法是有效的。     

基于多目标H2/H∞方法的鲁棒飞行控制研究

文中基于线性矩阵不等式（LMI）方法研究了多目标H2／H∞控制在飞行控制系统中的应用，分析了飞行控制系统在同时具有外界干扰和建模误差等不确定性时的多目标H2／H∞状态反馈控制器的设计问题。对H∞、H2和H2／H∞三种控制方法进行对比研究．分析说明了H∞和H2方法应用的局限性。通过对某型飞机纵向飞行控制系统的仿真分析，结果表明多目标H2／H∞设计方法的具有控制增益小、动态性能好、鲁棒性强等特点。     

基于QFT的导弹姿态稳定回路设计

定量反馈理论（QFT）是参数不确定性系统鲁棒控制比较成功的设计方法，导弹在发射及转弯过程中．系统模型参数具有较强不确定性。且弹体参数随时间连续变化。文中以某型巡航导弹俯仰通道为研究对象，将定量反馈理论控制律设计方法应用于巡航导弹俯仰稳定回路控制系统的设计之中。设计了该对象的姿态控制器并进行了仿真研究，仿真表明，所设计的控制律满足导弹不同特征点的鲁棒稳定性指标和跟踪性能，且与传统PID控制相比，系统的过度过程和超调量有了明显的改善。     

非线性奇异时滞系统的鲁棒同时保性能优化控制

针对一组非线性奇异时滞系统的鲁棒同时保性能控制问题进行研究,用范数有界的不确定参数的微分方程组描述所考虑的系统;基于Lyapunov-Krasovskii泛函和线性矩阵不等式方法给出存在同时保性能控制器的充分条件;对具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题求解,进而明确给出使得性能指标函数上界达到最优值控制器的表达式;该控制器的设计方法不仅使得奇异时滞闭环系统组正则、无脉冲、同时鲁棒稳定,而且性能函数上界最优;最后,给出算例验证该方法的有效性。     

自适应模糊小波滑模控制在交流伺服系统中的应用

针对某武器大功率交流伺服系统的位置跟踪问题,提出了一种基于自适应模糊小波神经网络快速终端滑模控制(AFWN-FTSMC)方法。为使控制器的设计不依赖于被控对象的精确数学模型,采用自适应模糊小波神经网络控制器(AFWNC)逼近滑模控制中的等效控制部分,解决了由于系统的不确定性及干扰的存在而不能准确确定等效控制的问题;同时利用自适应PI控制来降低系统的抖动,并采用Lyapunov方法证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明,该方法可以有效抑制抖振,提高系统的瞬态响应性能和控制精度,并且对结构参数不确定性具有很强的鲁棒性。     

Optimal Guaranteed Cost Control Algorithm for Automatic Chain Shell Magazine

The automatic chain shell magazine is the primary subassembly of the automatic ammunition loading system of a big-caliber howitzer. Due to the change of the shell amount in the magazine during firing, its positioning control is a kind of control problem of systems with uncertain parameters. In order to realize accurate control of shell position, an optimal guaranteed cost control algorithm based on linear matrix inequality (LMI) theory was put forward. The motion equations of the magazine were built, and the motion equations for four special load situations were linearized; according to the basic theory of the guaranteed cost control, the motion equations were written as the standard forms for linear uncertain systems; the optimal guaranteed cost control law for the position control of the magazine was obtained by use of LMI toolbox in MATLAB package. Using this control law, the controlled dynamic simulation of the shell magazine was carried out. The simulation results indicate that the control algorithm has high control precision.     

无人纵列式直升机鲁棒保性能控制器

为解决无人纵列式直升机模型建立的不确定性等问题,提出一种鲁棒保性能控制器设计方法。以某个转 速配平点作为基准状态设计点,设计鲁棒最优保性能控制器,并通过仿真实验验证。实验结果表明：该方法能确保 系统具有良好的稳定鲁棒性和性能鲁棒性,实现姿态响应的整体平滑,姿态跟随快速,控制效果良好。