基于鲁棒可靠性的不确定时滞系统最优H∞控制器设计

用区间变量描述控制系统参数的不确定性,提出了不确定时滞系统鲁棒H_∞控制的鲁棒可靠性方法,基于鲁棒可靠性的不确定时滞系统最优状态反馈H_∞控制器设计方法,将系统的最优控制器设计归结为基于线性矩阵不等式(LMI)的优化问题．所设计的控制器可以在满足对所有不确定性鲁棒可靠的前提条件下,具有最优的H_∞鲁棒性能,并能在控制系统的设计中综合考虑控制性能、控制代价和鲁棒可靠性．数值算例说明了所提方法的有效性和可行性．     

执行机构部分失效的挠性航天器多界依赖容错控制

针对挠性航天器在轨运行时受到的外部干扰,输入时滞以及执行机构部分失效问题,本文提出了一种基于不确定参数的鲁棒H_∞容错控制方法.首先,将执行机构部分失效容错控制问题转化为不确定参数的鲁棒控制问题.然后,设计了一个新型的多界依赖状态反馈鲁棒H_∞控制算法.此算法不仅依赖时滞积分不等式分割参数和时滞界信息,还依赖部分失效因子.因此,本文设计的控制器能同时实现对输入时滞的敏感,对部分失效故障的容错及对外部干扰的抑制.最后,通过一系列的仿真验证本文方法的有效性.     

不确定系统鲁棒容错控制

针对不确定线性系统,关于连续型增益故障模式,利用有界实引理和线性矩阵不等式LMI,推导了系统H_∞指标约束下鲁棒镇定及容错控制的充分必要条件,并给出了状态反馈H_∞鲁棒容错控制器的设计方法,从而系统在执行器失效情况下用H_∞指标约束鲁棒容错达到控制的目的.最后,将所提出的鲁棒容错控制方法应用于某一不确定线性系统,仿真结果表明设计的鲁棒控制器不仅能保证系统在执行器失效时闭环系统仍渐近稳定,并且能达到给定的H_∞性能指标,从而验证了所提出方法的可行性和有效性.     

非线性不确定中立型系统的鲁棒H∞控制

考虑系统外界干扰、系统参数摄动等非线性扰动环节对中立型时滞系统的H∞影响,提出基于Lyapunov稳定性理论的鲁棒H∞控制器的设计思想.利用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了该类具有状态非线性不确定性中立型时滞系统的鲁棒∞控制器的设计实例.在非线性不确定函数满足增益有界的条件下,得到了该类时滞系统满足鲁棒∞性能的一个充分条件.通过求解一个线性矩阵不等式LMI,即可获得鲁棒∞控制器.仿真结果表明了基于Lyapunov稳定性理论,LMI技术设计的控制器克服了系统外界非线性干扰或系统本身非线性参数摄动的影响,实现了闭环系统的H∞性能条件下的渐近稳定,满足了该系统鲁棒H∞控制的要求.     

磁悬浮直线电动机H∞鲁棒控制器及其蚁群算法优化设计

磁悬浮永磁直线电动机在结构上取消了机械传动的中间环节,具有磁悬浮和直接驱动的特点.针对磁悬浮永磁直线电动机由于悬浮高度不同,在磁悬浮和直接驱动运行过程中存在自身参数摄动和外界干扰突出的问题,设计基于蚁群算法的H_∞鲁棒控制器,以保证系统对这些不确定性具有良好的鲁棒性.建立包含磁悬浮永磁直线电动机参数摄动和外界干扰的状态空间模型.推导出无须满足正则条件约束的Riccati不等式,给出H_∞鲁棒控制器的解析表达式.针对H_∞控制器中加权矩阵选择的困难,采用蚁群算法对加权矩阵进行寻优.最后在MATLAB环境下对控制系统进行仿真研究.仿真实验表明基于蚁群算法的磁悬浮永磁直线电动机控制系统的性能比优化前有较明显改善,说明该方法的可行性和有效性.     

一类不确定多输入模糊双线性系统的鲁棒H∞控制

针对一类带有参数不确定性和干扰的多输入模糊双线性系统(FBS)的鲁棒H_∞控制问题,使用并行分布补偿算法(PDC)设计了模糊控制器,得到了整个模糊控制系统鲁棒全局稳定的充分条件,控制器的设计可以通过求解一系列线性矩阵不等式(LMI)获得.仿真例子验证了方法的有效性.     

不确定多重时滞随机中立系统鲁棒H∞控制

针对一类不确定多重时滞随机中立系统,研究了鲁棒H_∞控制设计问题．该随机中立系统的状态项、控制项、微分项、外部干扰输入项均含有时滞,系统中的不确定性满足广义匹配条件．首先,利用随机Lyapunov稳定性理论和Ito微分法则,推导出系统的随机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．本文的研究结果以线性矩阵不等式的形式给出,仿真结果表明了此控制器设计方法的有效性．     

喷水推进式水面机器人H∞鲁棒航向跟踪控制

针对水面机器人(unmanned surface vehicle, USV)航向跟踪容易受到风、浪与水流干扰影响的问题,提出了一种基于线性变参(linear parameter varying, LPV)模型的H_∞鲁棒航向跟踪控制器.首先从水动力学机理出发,提出了基于速度变参的LPV模型.然后基于提出的速度变参LPV模型,利用线性矩阵不等式设计了USV的H_∞鲁棒航向控制器,用以抵抗风、浪与水流对机器人的影响.最后,在自主研发的3自由度欠驱动喷水推进式USV平台上进行了实验.实验结果表明,控制器可以实现鲁棒的航向跟踪控制.     

基于干扰观测器的一类奇异系统H∞控制

提出了一种基于干扰观测器的奇异系统鲁棒H_∞控制方法.外部干扰广泛存在于奇异系统中,为了降低其对系统的影响,设计了一种奇异系统干扰观测器以估计系统干扰.然后给出闭环系统相容的条件,设计一种基于干扰观测器的鲁棒控制器,并基于李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的渐近稳定性,通过设计指标函数得到闭环系统具有鲁棒性能的条件.相对于传统鲁棒控制方法,基于干扰观测器的方法降低了系统设计的保守性.最后,通过仿真实验验证了所提出方法的正确性和有效性.     

H_∞混合灵敏度方法在大包线飞控系统中的应用

针对现代飞机飞行包线的不断扩展,当前飞控系统设计中一个非常重要的问题就是要实现全包线飞行控制功能。为了获得大包线飞行范围模型参数变化系统良好的操纵品质,在给定飞行包线内选取标称设计点,应用基于H_∞混合灵敏度方法,设计大包线范围内的俯仰角运动的H_∞鲁棒控制器,并选取验证点对设计出的控制器进行验证。仿真结果表明,所设计出来的飞行控制系统在大包线范围内具有良好的鲁棒稳定性,还具有很好的鲁棒性能。     

复合摄动的有源结构声辐射系统鲁棒H∞控制研究

应用Ｈ∞控制原理,研究结构声辐射主动控制系统在复合摄动下对外扰响应衰减的鲁棒问题。将未建模动态作为系统的附加干扰,把复合摄动鲁棒性能设计转化为参数不确定系统的鲁棒性能设计,然后将参数不总理２转化为标准Ｈ∞控制问题求解,仿真结果表明,系统对复合摄动具有较强的鲁棒性,并能有效地抑制外扰。     

大包络飞行BTT导弹多模鲁棒控制方法研究

在导弹飞行控制器优化设计的研究中,针对大包络飞行BTT导弹全局H∞鲁棒控制器的设计问题,为了提高系统的稳定性和抗干扰性,将多模型自适应控制方法与传统的控制器增益调度方法相结合,提出一种适合于BTT导弹H∞鲁棒控制器的增益调度方法.针对各子工作区离线设计满足要求的常值参数鲁棒控制器,飞行过程中通过实测的调度参数对各鲁棒控制器输出进行平滑切换,避免引起的参数误差,消减了高阶H∞鲁棒全局控制器参数脆弱性问题的影响.实现对大包络飞行BTT空空导弹姿态稳定性控制,并通过数字仿真验证了方法的有效性.     

复合摄动的有源结构声辐射系统鲁棒H~∞控制研究

应用 H∞ 控制原理 ,研究结构声辐射主动控制系统在复合摄动下对外扰响应衰减的鲁棒问题。将未建模动态作为系统的附加干扰 ,把复合摄动问题的鲁棒性能设计转化为参数不确定系统的鲁棒性能设计 ,然后将参数不确定问题转化为标准 H∞ 控制问题求解。仿真结果表明 ,系统对复合摄动具有较强的鲁棒性 ,并能有效地抑制外扰。     

不确定多通道奇异大系统分散鲁棒H∞控制

研究不确定多通道奇异系统的鲁棒分散H_∞控制问题,假定不确定性是时不变、范数有界,且存在于系统和控制输入矩阵中．主要考虑分散H_∞输出反馈控制问题．推导出了使不确定多通道奇异系统能鲁棒稳定且满足一定的性能指标的充分必要条件,没有等式约束的非线性矩阵不等式条件,采用两步同伦法迭代来求解非线性矩阵不等式(NMI),首先,通过逐步对控制器的系数矩阵加上结构限制,计算出当确定性不存在时的标称系统的分散H_∞控制器．然后,逐步改变标称系统分散控制器的系数,计算出不确定性参数存在时的分散鲁棒控制器．在每一阶段,每一次迭代过程中,通过交替固定NMI的一个变量,使NMI转变为线性矩阵不等式(LMI)．数值例子说明了本文提出的方法的有效性．     

基于鲁棒H∞滤波的蓄电池荷电状态估计

针对蓄电池系统的荷电状态(SOC)受蓄电池材料及加工制作、工作温度、充放电大小及频率等因素的影响,是一个典型的非线性时变系统,相应的状态估计模型在测量过程中存在噪声干扰引起模型参数不确定性的特征。以安时法为基础,建立SOC的状态方程并应用鲁棒H∞滤波算法预测SOC估计值。仿真研究表明,提出的鲁棒H∞滤波算法在有色噪声干扰下比卡尔曼滤波(Kalman filter)有更好的估计精度;在白噪声情况下,鲁棒H∞滤波算法可通过调节其参数达到和卡尔曼滤波器相同的估计精度。     

带有不确定参数的线性时滞系统的强鲁棒H∞-控制:LMI方法

利用线性矩画不等式（ＬＭＩ）方法讨论了带有不确定参数,而且被调输出含时滞状态和干扰输入的线性时滞系统的强理棒Ｈ∞－控制问题,得到了这类系统鲁棒Ｈ∞－控制问题有解的充分必要条件,并且相应给出所有可参数化无记忆强鲁棒Ｈ∞－控制器的设计。     

状态时滞时变不确定系统的鲁棒H∞ 输出反馈控制器设计

主要研究了存在状态滞后的线性时变不确定时滞系统的鲁棒∞控制分析和综合问题,给出了对所有容许不确定性,被控对象可二次镇定和满足从干扰输入到控制输出的Ｈ∞范数界约束的动态输入出反馈鲁棒Ｈ∞控制分析结果,将不确定时滞系统的鲁棒Ｈ∞输出反馈控制器设问题等价对两个线性时不变系统的状态反馈标准Ｈ∞控制问题,并由此得到反馈阵和观测阵,了终得到鲁棒Ｈ∞控制器综合设计方法。     

二级倒立摆的鲁棒建模及其鲁棒H∞最优控制

针对倒立摆系统本身存在的大量不确定性因素，建立其不确定数学模型。苦于最优控制的思想，针对二级倒立摆的参数摄动及干扰，设计了鲁棒H∞最优控制器，并在二级倒立摆实验装置上进行控制。实验结果表明；用鲁棒H∞最优控制器的二级倒立摆系统，具有很强的鲁棒稳定性和抗干扰性。     

随机不确定系统的鲁棒H∞滤波:LMI方法

本文研究随机不确定系统鲁棒H∞滤波问题.假设不确定参数矩阵是时变,范数有界的,外部干扰是一个随机过程.借助于线性矩阵不等式,可以设计鲁棒H∞滤波器,最后给出了一个例子对理论分析进行阐述.     

含有不确定性的非线性互联系统的鲁棒分散H_∞控制(英文)

讨论了含有不确定性非线性互联系统的鲁棒分散H∞ 控制问题 ,建立了鲁棒H∞ 控制与H∞ 控制之间的联系 .在这种联系基础上 ,基于Hamilton Jacobi不等式给出了含有不确定性互联系统的鲁棒分散H∞ 控制问题存在的充分条件 .分别构造出状态反馈和输出反馈分散控制器以确保闭环系统从外部干扰输入到控制输出的L2 增益小于或等于一预先给定的正数 .