不确定中立型奇异系统的时滞相关鲁棒H_∞滤波器的设计

研究了不确定中立型奇异系统的时滞相关全阶H∞滤波器的设计问题,利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法,得到了以线性矩阵不等式（LMI）表示的滤波误差动态系统的时滞相关的鲁棒H∞性能分析。在此基础上,给出了不确定中立型奇异时滞系统的鲁棒H∞滤波器存在的时滞相关的充分条件。通过数值例子验证了该方法的可行性。     

不确定离散时滞系统的鲁棒H∞滤波器设计

利用Lyapunov方法,结合矩阵不等式性质,研究了一类不确定离散时滞系统的鲁棒H∞滤波问题。构造了一个线性滤波器,使滤波误差系统渐近稳定且满足一定的H∞性能指标。给出了滤波器存在的充分条件,且是时滞相关的。最后给出算例,证明所得结果的有效性。     

基于满意滤波的目标图像跟踪

针对复杂背景下目标图像跟踪要满足区域极点与滤波误差方差指标约束问题,根据满意控制与满意估计思想[1],利用线性矩阵不等式法将跟踪系统的鲁棒满意估计问题转化为线性矩阵不等式组(LMIs)约束凸优化问题,给出了一种有效的满意滤波设计方法.通过这种方法进行满意波门设计,推演满意滤波算法,并以此对图像目标进行航迹跟踪实验,验证了相关结论.     

不确定时滞奇异系统的时滞相关鲁棒H∞滤波器设计

为了考虑系统对外界干扰的抑制性能,针对同时含有外界干扰和范数有界参数不确定性的时滞奇异系统,研究了全阶鲁棒H∞滤波问题。采用Lyapunov-Krasovskii方法,得到时滞奇异系统的以线性矩阵不等式表示的全阶鲁棒H∞滤波器设计方法。该方法设计的滤波器使滤波误差动态系统时滞依赖鲁棒稳定,且对外界干扰具有给定的抑制度。     

当前统计模型下的目标状态鲁棒H∞预估算法

针对常规运动目标滤波算法在提升光电跟踪系统性能方面存在较大困难,基于运动目标状态的当前统计(current statistics,CS)模型,设计了该模型下的鲁棒H∞滤波预估算法。根据H∞滤波理论及目标状态方程,求解H∞滤波预估算法,实现了对目标状态信息的有效预估,并将其应用于某型光电跟踪系统,进行了实验验证。实验结果表明:该算法能有效抑制脱靶量噪声与延迟对跟踪系统带来的不利影响,相较于Kalman滤波算法,滤波精度更高,鲁棒稳定性更强,能够提升系统跟踪精度与性能。     

惯导传递对准中的两种滤波算法对比分析

为了克服传递对准中系统噪声不确定带来的影响．将次优H∞滤波方法用于捷联惯导动基座传递对准，针对速度匹配传递对准的全维模型和降维模型进行了卡尔曼滤波和次优H∞鲁棒滤波仿真研究，给出了白噪声下失准角的估计曲线。仿真结果表明速度匹配传递对准具有较高的对准精度．卡尔曼滤波的估计精度比次优H∞鲁棒滤波高，但收敛速度和鲁棒性不如次优H∞鲁棒滤波。     

基于H∞滤波的RDSS/INS组合导航研究

文中根据H∞鲁棒滤波理论．提出了基于H∞滤波技术的RDSS／SINS位置全组合导航系统，由H∞鲁棒滤波来提高系统的鲁棒性，对提出的全组合系统进行Simulink仿真。仿真结果表明该系统结构简单，状态估计精度高，系统仿真鲁棒性好，便于工程实现。     

基于改进LMI的鲁棒H∞动态输出反馈控制综合

研究动态输出反馈(DOF)下连续时间系统的鲁棒H∞控制综合问题.借助于线性矩阵不等式(LMI)技术,给出了闭环系统鲁棒H∞DOF控制器存在的充要条件.该条件依赖于引入的松弛变量,消除了Lya-punov变量与系统矩阵之间的耦合,能够减小控制器设计的保守性.利用变量替换方法,将上述条件中的非线性矩阵不等式转化为关于替换变量的LMI,并给出了相应的DOF控制器求解方法.数值算例结果验证了新方法的有效性.     

考虑导弹自动驾驶仪动态特性的H∞导引律

为拦截机动目标并克服导弹自动驾驶仪动态特性对制导性能的不利影响,提出一种考虑自动驾驶仪动态特性的H∞鲁棒导引律。将综合制导与自动驾驶仪2阶动态特性的3阶线性时变状态方程表示为多面体线性参变系统,应用线性矩阵不等式(LMI)方法设计了具有参数依赖增益的线性状态反馈形式的新型H∞鲁棒导引律,参数依赖增益中的系数是通过求解以LMI为约束的凸优化问题得到的。仿真结果表明:尽管不需要目标加速度的任何信息,新型H∞导引律依然具有较强的鲁棒性,且具有较高的制导精度。     

两种H∞滤波在SINS/GPS组合导航系统中的适应性

针对H∞鲁棒滤波实现算法在SINS/GPS组合导航系统中的适应性问题,将中央H∞滤波和次优后置H∞滤波用于开环SINS/GPS组合系统和闭环SINS/GPS组合系统中,进行滤波校正,结果表明:中央H∞滤波适于用在开环SINS/GPS组合系统中,次优后置H∞滤波适于用在闭环SINS/GPS组合系统.该结论可对组合导航系统中滤波算法的选取提供参考.     

一类不确定线性离散时间系统的鲁棒H2滤波

研究凸多面体不确定线性离散时间系统的鲁棒H2滤波问题。借助于线性矩阵不等式(LMI)技术，提出了一种新的扩展离散时间系统H2性能准则，在此基础上，推导出放宽的鲁棒H2滤波器存在的充分条件，能够为滤波器的设计提供更多的自由度。理论分析和仿真结果表明，与现有方法相比，该方法具有较低的保守性。     

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。     

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。     

基于鲁棒H2AH∞估计的火炮位置伺服系统故障检测

在滤波理论中发展起来的鲁棒H2/H∞方法，可以较好地解决在模型中带有不确定性的动态系统的鲁棒估计问题，能够使得稳态估计误差的方差和瞬时值均在一定的范围内。在对火炮位置伺服系统进行故障检测诊断的研究中，利用系统状态变量的鲁棒H2/H∞估计生成残差，以抑制模型误差与噪声对检测诊断的影响，同时，引入H范数指标对故障检测滤波器的设计进行优化，既增强了故障检测系统对于模型误差与噪声的鲁棒性，又确保了对故障的灵敏性，从而有效地提高了系统的故障检测精度。     

固定鸭舵双旋弹动态稳定性分析

针对一种固定鸭舵双旋弹,研究了滚转角控制量任意时变条件下的动态稳定性问题。在弹体固定面坐标系中给出固定鸭舵双旋弹的力方程组和力矩方程组,建立了角运动状态空间模型。运用Lyapunov方法研究了固定鸭舵双旋弹的动态稳定性问题,证明可以通过求解一个Riccati形式的线性矩阵不等式来判断其动态稳定性。利用复数平方根计算方法得出稳定因子表达式,基于界实引理定义了绝对稳定H_∞范数。提出固定鸭舵双旋弹的绝对稳定性判据,包括稳定因子约束和绝对稳定H_∞范数约束,外弹道仿真结果验证了该稳定性判据的正确性。     

基于特征模型的高超声速飞行器再入多约束预测控制

针对存在输入和输出多约束的高超声速飞行器再入控制问题,提出了一种基于特征模型的鲁棒预测控制方法。对耦合的非线性再入动力学采用低阶线性特征模型简化,设计鲁棒预测控制器保证满足再入控制的多约束。基于特征模型的低阶等价性,将再入动力学的输入输出动态特性用线性时变的特征模型描述,并将三通道姿态耦合和干扰作为广义复合干扰。将灰色理论中累加求和的思想引入到特征模型参数辨识算法中,弱化了再入随机噪声的影响,通过灰色辨识方法在线估计特征模型的时变参数和干扰。设计一种基于线性矩阵不等式(LMI)滚动优化技术的H_2/H_∞鲁棒预测控制律与基于灰色辨识的补偿器共同构成复合控制器,保证了整个闭环系统的稳定,满足输入和输出约束。数据仿真验证了算法的有效性。     

Satisfactory PI-P Controller Design for High-order Servo System

The paper presents an output feedback controller design method for high-order servo system with the constraints of multiple indices by using satisfactory control theory. The control strategy is to convert transfer-function form of two-loop servo system into state-space form and assign the system poles in the specified region and H∞ attenuation degree in the given range with the Riccati matrix inequality so that the closed-loop system has good dynamics and robust quality. A numeric example is given to show the effectiveness of the proposed approach.     

不完全量测下航迹辨识系统中滤波方差的期望收敛性问题

目标跟踪航迹辨识系统常常出现信号丢失现象,这时递推误差协方差阵(ECM)是一个随机过程;针对探测率小于1的不完全量测,给出了估计误差协方差系统统计稳定性的条件和稳态Kalman滤波的线性矩阵不等式(LMI)计算法。对给定滤波方差约束指标,设计一种新的滤波器,使得模型容许的噪声强度尽可能的大。在目标跟踪中,它的工程意义是在选定探测器性能指标下,设计出能适应目标机动范围较大的滤波器。最后利用航迹辨识系统的数值算例对研究结果给出了说明。     

基于LMI的两级串联式ISD半主动悬架H_∞控制

针对带有两级串联式ISD半主动悬架的二自由度模型,选取加权函数阵整定两级串联式ISD半主动悬架系统的性能指标,应用LMI H∞控制算法设计出两级串联式ISD半主动悬架H_∞输出反馈控制器,该方法能够有效地解决系统的鲁棒干扰抑制问题.仿真结果表明,与传统半主动悬架、两级串联式ISD被动悬架以及传统被动悬架相比,所设计两级串联式ISD半主动悬架能够有效改善汽车的乘坐舒适性和行驶安全性.     

H∞ -Mixed Sensitivity Design of Roll Channel of Bank-to-Turn Autopilot for Small Diameter Bomb

According to requirements of the bank-to-turn (BTT) control for a small diameter bomb (SDB), the robust design problem for the roll autopilot was studied by H∞-mixed sensitivity control method. A roll channel dynamics model was established. Considering the couple between the yaw and roll channel as uncertain disturbance, the roll autopilot was designed using dual-loop scheme which takes a linear quadratic regulator (LQR) as inner-loop, to ensure the control effect of the certain part in model, and an H∞-mixed sensitivity control as outer-loop, to restrain coupling disturbance and strengthen the system's robust performance. The dynamic tracking performance and the robustness for the parameter disturbance of the roll controller were analyzed. The simulated results show that the roll control system functions better and robustly.