State-feedback H2/H-infinity controller design with D-stability constraints for stochastic systems

This paper addresses the state-feedback H₂/H-infinity controller design that satisfies D-stability constraints for stochastic systems. Firstly, the concept of regional stability for stochastic systems is defined in linear matrix inequality(LMI) regions; Secondly, the characterization about stochastic D-stability is presented. This paper introduces a new technique to solve the regional stability problem for stochastic systems, which is different from the pole placement technique ever used in deterministic systems. Based on this, in the state-feedback case, mixed H₂/H-infinity synthesis with D-stability constraints is discussed via LMI optimization.     

State-feedback H2/H-infinity controller design with D-stability constraints for stochastic systems

This paper addresses the state-feedback H2/H-infinity controller design that satisfies D-stability constraints for stochastic systems. Firstly, the concept of regional stability for stochastic systems is defined in linear matrix inequality(LMI) regions; Secondly, the characterization about stochastic D-stability is presented. This paper introduces a new technique to solve the regional stability problem for stochastic systems, which is different from the pole placement technique ever used in deterministic systems. Based on this, in the state-feedback case, mixed H2/H-infinity synthesis with D-stability constraints is discussed via LMI optimization.     

利用状态反馈增益变化设计广义系统H∞可靠控制器

通过对状态反馈两种增益变化形式的分析,研究广义系统H∞可靠控制器的设计问题.给出基于状态反馈增益变化的广义系统H∞可靠控制器的定义,得到了执行器故障模型.用线性矩阵不等式(LMI)方法,研究两种状态反馈增益变化的广义系统H∞控制器存在的充分条件和设计方法.进而,针对执行器的不同故障情形,用LMI方法给出广义系统存在基于状态反馈增益变化的H∞可靠控制器的充分条件.最后,给出了优化广义系统H∞可靠控制器的设计算法.     

具有时滞的奇异系统H∞控制

针对具有时滞的奇异系统H_∞输出反馈控制问题, 利用Lyapunov泛函方法, 得到闭环系统稳定且具有H_∞-范数界γ的充分条件, 基于相应的LMI可行解给出了动态控制器显式表示. 最后, 数值例子表明了该方法的正确性.     

不确定系统D稳定与方差约束的鲁棒H∞可靠控制

研究了一类不确定系统区域稳定和方差约束的鲁棒H∞可靠控制器的设计方法,其目的是通过设计状态反馈控制器,使闭环系统的极点被配置在给定的圆盘中,同时,当有外生扰动,以及所有可能的不确定及其敏感执行器失效的时候,依然能满足闭环传递函数H∞范数有界和稳态方差的约束.借助于LMI和凸优化技术,给出了控制器存在的充分条件及其解析式.最后,通过一个仿真例子,说明该方法的可行性.     

积分二次约束线性系统的H∞控制器设计:一种LMI方法

基于动态耗散理论, 给出了具有积分二次约束线性系统稳定和具有L₂有限增益的充分条件. 导出了积分二次约束线性系统H_∞ 状态反馈和动态输出反馈降阶控制器的设计方法, 并转化为多个线性矩阵不等式, 利用LMI工具箱求解.     

状态滞后线性系统的H∞状态反馈控制器

利用LMI(线性矩阵不等式 )的方法, 首先给出了一般的状态滞后自治系统内稳定且具有H_∞范数界的一个充分条件. 并由此得到了一般的状态滞后系统H_∞问题有解的一个充分条件, 通过解LMI可以获得控制器的解. 最后举例说明方法的正确性.     

线性离散系统具有闭环极点约束的输出反馈H∞ 控制

对一类线性离散系统, 研究了具有闭环圆盘极点约束的输出反馈H_∞ 控制问题. 基于线性矩阵不等式处理方法, 导出了输出反馈控制器的存在条件和设计方法. 和现有方法相比, 本文的方法具有更小的保守性.     

一类脉冲随机混杂系统的鲁棒H无穷控制

本文研究具有外在扰动的脉冲Markov切换线性随机系统的鲁棒H无穷控制问题,分别从系统的鲁棒稳定性及鲁棒性能两方面进行分析,首先,利用多Lyapunov函数法对系统的稳定性进行分析,给出了系统鲁棒依概率稳定的充分条件,进一步,运用线性矩阵不等式(LMI)法对系统的鲁棒性能进行分析,给出相应的状态反馈增益矩阵和脉冲控制增益矩阵的求解方法,在此基础上得出了一个鲁棒H无穷控制律,并提出了一套基于Matlab软件的鲁棒控制器的设计方法。最后,数值算例说明所设计方法的有效性。     

网络控制系统的H∞状态反馈控制器设计

研究了对网络控制系统如何设计H∞状态反馈控制器.这些网络控制系统中存在不确定的网络时延和数据包丢失.当网络时延和连续丢包有界时,可以将系统建模为具有时变输入时滞的系统,利用Lyapunov-Krasovskii泛函,推导出网络控制系统渐近稳定的充分条件.将这些充分条件转化为带等式约束的LMIs,并对他们进行迭代求解,就可以构造H∞控制器.与现有结果相比,在推导稳定性条件时本文对交叉项采取了更紧的界定,并且在设计控制器时无需知道调节参数.因此,本文提出的方法具有更低的保守性.仿真结果说明了本方法的正确性和有效性.     

随机时滞Lurie系统的鲁棒H∞和L2-L∞指数控制

针对一类具有范数有界不确定性和时变时滞的It^o型随机Lurie系统, 研究了鲁棒H_∞和L₂–L_∞指数控制问题. 利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法和It^o微分公式, 得到了以线性矩阵不等式(LMIs)表示的控制器存在的充分条件. 对所有容许的参数不确定性, 设计的无记忆状态反馈控制器使闭环系统鲁棒指数均方稳定, 且具有给定的H_∞和L₂–L_∞干扰抑制度. 最后, 通过两个仿真例子说明了所提方法的有效性.     

随机不确定时滞系统的鲁棒H∞控制

本文研究了随机不确定时滞系统的鲁棒稳定性与鲁棒H∞控制问题,系统的不确性具有凸多面体形式.利用线性矩阵不等式方法,通过依赖于参数的Lyapunov函数,得到了此类系统鲁棒随机镇定的充分条件.在此基础上,又给出了H∞状态反馈控制器的设计.     

具有随机通讯时延的离散网络化系统的H∞滤波器设计

由于传感器和滤波器是通过有限带宽的网络连接的,因此系统的测量数据经常会出现时延,而且时延是随机的.本文讨论了具有一步随机通讯时延的离散网络化系统的H∞滤波器设计问题.利用线性矩阵不等式方法设计线性滤波器使得滤波误差系统是均方意义下指数稳定并具有给定的H∞性能.滤波器参数通过凸优化技术求解一个线性矩阵不等式得到.数值仿真表明设计方法的有效性.     

Suboptimal stochastic H-two/H-infinity design with spectrum constraint

This paper studies the problem of suboptimal state-feedback H-two/H-infinity control of stochastic systems with spectrum constraint. Concretely speaking, a mixed suboptimal H-two/H-infinity controller synthesis together with placing the spectrum into a strip region is considered, which is achieved via solving a convex optimization problem.     

主动队列管理的约束H_∞状态反馈控制方法

考虑Internet网络的时滞、物理量变化复杂、物理约束等因素,将主动队列管理问题(AQM)描述为约束系统的干扰抑制问题,运用约束H1控制理论设计AQM鲁棒控制器.首先将时变且不可准确测量的可用链路容量建模为已知名义常值加上未知时变干扰;同时考虑网络中存在的物理约束,利用双椭圆域方法将时域硬约束转化为一组LMI约束;最后通过求解LMI约束的优化问题得到状态反馈增益,解决网络拥塞控制系统的干扰抑制问题.同时与随机早期检测(RED)和PI算法的仿真结果比较显示,约束H1状态反馈控制器降低了链路容量的不确定性对系统动态特性的影响,提高了AQM算法的鲁棒性.     

多模型切换系统H∞鲁棒控制器的设计与应用

基于H∞控制理论以及切换系统稳定性理论,对于多输入多输出(MIMO)多模型切换控制系统,提出了一种可以有效抑制抖动和改善瞬态响应性能的鲁棒镇定控制器设计方法.通过引入PI控制思想,根据模型跟踪方法设计了增广状态反馈控制器,并将控制器设计问题转化为方便求解的线性矩阵不等式(LMI).该方法的最大优点是可以很方便的保证多模型切换系统的全局稳定性,同时使得设计的控制器具有较强的鲁棒性.将本文提出的方法应用到某型BTT导弹自动驾驶仪设计中,仿真结果证明了此方法的有效性和优越性.     

H2 guaranteed cost fuzzy control design for discrete-time nonlinear systems with parameter uncertainty

This paper presents a design method of H₂ guaranteed cost (GC) fuzzy controllers for discrete-time nonlinear systems with parameter uncertainties. The Takagi and Sugeno (T-S) fuzzy model with parameter uncertainties is employed to represent an uncertain discrete-time nonlinear system. A sufficient condition for the existence of H₂ GC fuzzy controllers is presented in terms of linear matrix inequalities (LMIs). The resulting fuzzy controllers not only guarantee that the closed-loop fuzzy system is quadratically stable, but also provide a guaranteed cost on the H₂ performance index. Furthermore, an optimal H₂ GC fuzzy controller in the sense of minimizing a bound on the guaranteed cost is provided by means of an LMI optimization procedure. Finally, it is also demonstrated, through numerical simulations on the backing up control of a truck-trailer, that the proposed design method is effective.     

奇异摄动系统的H∞控制: 基于奇异系统的方法

实际系统的奇异系统模型往往通过忽略系统的奇异摄动系统模型微分项系数矩阵中的小时间参数得到.然而, 传统的奇异系统控制器设计很少考虑微分项系数矩阵的摄动. 本文拓展了现有奇异系统输出动态反馈H_∞控制器的设计, 使得当实际闭环系统中存在小时间参数时, 仍然能保持稳定并且满足一定的H_∞性能指标. 仿真算例说明了本文提出方法的有效性.     

Non-fragile state feedback H-infinity control for discrete-time systems with quantized signals

This paper presents a study on the problem of non-fragile state feedback H-infinity controller design for linear discrete-time systems with quantized signals. The quantizers considered here are dynamic and time-varying. With the consideration of controller gain variations and quantized signals at the same time, a new non-fragile H-infinity control strategy is proposed with updating quantizer＇s parameters, such that the quantized closed-loop system is asymptotically stable and with a prescribed H-infinity performance bound. An example is presented to illustrate the effectiveness of the proposed control strategy.     

具有通信约束的网络控制系统动态调度与H∞控制协同设计

针对一类具有通信约束的随机时延网络控制系统,提出一种基于试一次丢弃(try-once-discard,TOD)动态调度策略与鲁棒H∞控制器协同设计的方法.考虑通信约束和随机时延的影响,将系统建模为一类具有参数不确定性的离散切换系统,并采用切换系统和Lyapunov稳定性理论,给出了TOD调度策略下使闭环系统渐近稳定的鲁棒H∞控制器设计方法.最后通过仿真验证了方法的有效性.