具有确定切换序列约束的时滞切换系统预测控制

研究了一类切换顺序已知、输入受约束的时滞切换系统,提出基于椭圆集约束的模型预测控制。给出了切换系统的各子系统作用域二次型表示方法,以LMIs的形式给出了闭环时滞切换系统的稳定充分条件和预测控制器的设计方法,并且运用预测控制算法解决了系统的输入受约束的问题。通过仿真验证了该方法的有效性。结果表明,基于LMIs的时滞切换系统的模型预测控制易于求解,适于实际应用。     

终端椭圆约束的时滞系统预测控制

对于输入受约束的时滞系统，提出终端不变椭圆约束的时滞系统预测控制方法。为时滞系统构造特定的目标函数和终端不变椭圆集，保证了闭环系统稳定性，以LMI(Linear Matrix Inequalities)形式给出了系统稳定的充分条件，使得该方法简单，易于实现，最后通过数字仿真验证了该方法的有效性。     

离散不确定时滞系统的鲁棒模型预测控制

对于输入受约束的不确定时滞系统，提出了离散不确定时滞系统的鲁棒模型预测控制，用LMI解决时滞系统的输入受约束控制，给出了新的鲁棒性能指标上界和系统稳定的充分条件，通过求解LMI凸优化获得状态反馈控制律，仿真验证了该方法的有效性．结果表明，基于LMI约束不确定时滞系统的鲁棒模型预测控制易于求解，适于实际应用．本方法还可以推广到其他时滞系统模型中．     

离散不确定时滞系统的鲁棒模型预测控制

对于输入受约束的不确定时滞系统,提出了离散不确定时滞系统的鲁棒模型预测控制,用 LMI 解决时滞系统的输入受约束控制,给出了新的鲁棒性能指标上界和系统稳定的充分条件,通过求解 LMI 凸优化获得状态反馈控制律,仿真验证了该方法的有效性.结果表明,基于 LMI 约束不确定时滞系统的鲁棒模型预测控制易于求解,适于实际应用.本方法还可以推广到其他时滞系统模型中.     

一类具有非线性不确定项时滞系统的滑模控制

针对一类具有非线性不确定项的时滞系统,给出了一种新的时滞依赖条件,利用LMI的解,得到了滑动模态和控制器的方法,所提方法简单易行,且比过去的方法具有较小的保守性.最后仿真结果证明了所提方法的有效性.     

线性离散时滞系统的快速有限时域预测控制

针对一类输入受限的线性离散时滞系统,提出一种在线求解局部控制器的有限时域预测控制方法,使得系统的吸引域扩大,而且在终端约束集内控制器基于记忆状态反馈,这样能保证系统状态平稳、快速的趋向原点。最后采用线性矩阵不等式（LMI）方法给出了主要结果,并且仿真验证了该方法的有效性。     

不确定非线性离散时滞系统的可靠保成本控制

针对一类不确定非线性离散时滞系统,研究了当执行器发生故障情况下的可靠保成本控制器设计问题.通过设计一个无记忆状态反馈可靠保成本控制律,使闭环系统渐近稳定,并且闭环性能指标不超过某个确定的上界.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式（LMI）方法,给出了可靠保成本控制律存在的条件.通过求解由一组线性矩阵不等式所表示的凸优化问题,可以得到使得闭环系统保成本上界最小的可靠保成本控制器.最后通过仿真实例说明方法的正确性.     

一类不确定奇异时滞系统的保性能控制

针对一类同时具有状态和控制时滞的不确定奇异时滞系统,基于状态观测器研究其保性能控制问题.利用Lyapunov稳定性理论,采用线性矩阵不等式处理方法,在某些矩阵不等式满足的条件下,给出问题可解的一个充分条件和状态反馈保性能鲁棒控制器的设计方法,保证了所有允许的不确定闭环系统是稳定的,而且对于一个给定的二次型成本函数,能够保证闭环成本不超过某个界.最后举例说明了所提出方法的正确性.     

一类含有时滞的离散切换系统鲁棒稳定性分析

针对一类含有时滞的不确定离散切换系统,综合利用切换Lyapunov-Krasovskii函数和Finsler's引理,给出了判定系统鲁棒渐近稳定的新条件,并将该条件转化为一组线性矩阵不等式的可行性问题,为系统稳定性分析和控制综合提供了更多自由度。数值算例验证了本文结果的有效性。     

不确定非线性离散时滞系统的可靠保成本控制

针对一类不确定非线性离散时滞系统,研究了当执行器发生故障情况下的可靠保成本控制器设计问题.通过设计一个无记忆状态反馈可靠保成本控制律,使闭环系统渐近稳定,并且闭环性能指标不超过某个确定的上界.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式（LMI）方法,给出了可靠保成本控制律存在的条件.通过求解由一组线性矩阵不等式所表示的凸优化问题,可以得到使得闭环系统保成本上界最小的可靠保成本控制器.最后通过仿真实例说明方法的正确性.     

时滞系统几种控制算法的相互关系及其近似实现

讨论了时滞系统的常规PID控制、Dahlin控制、Smith控制和内模控制 (IMC)之间的相互关系 .证明Dahlin控制是Smith控制的一个特例 ,Smith控制器的参数经过适当整定可以得到与Dahlin控制完全相同的结果 ;证明Smith预估控制具有内模控制结构 ,在一定条件下可以实现内模控制算法 .最后证明了Dahlin控制就是内模控制 .采用Taylor逼近和Pade逼近方法对纯滞后环节进行近似处理 ,给出了各种算法的简化形式 ,这些算法都可以用工业上常用的PID控制器来近似实现 .     

The design of predictive control with characterized set of initial condition for constrained switched nonlinear system

Stabilization of the constrained switched nonlinear systems is an attractive research subject. Predictive control can handle variable constraints well and make the system stable. Its stability is typically based on an assumption of initial feasibility of the optimization problem; however the set of initial conditions, starting from where a given predictive formulation is guaranteed to be feasible, is not explicitly characterized. In this paper, a hybrid predictive control method is proposed for a class of switched nonlinear systems with input constraints and un-measurable states. The main idea is to design a mixed controller using Lyapunov functions and a state observer, which switches appropriately between a bounded feedback controller and a predictive controller, and to give an explicitly characterized set of initial conditions to stabilize each closed-loop subsystem. For the whole switched nonlinear system, a suitable switched law based on the state estimation is designed to orchestrate the transitions between the consistituent modes and their respective controllers, and to ensure the whole closed-loop system's stability. The simulation results for a chemical process show the validity of the controller proposed in this paper.     

基于预测控制的时滞网络主动队列管理

针对Internet网络这种典型的延迟系统,基于模型预测控制理论,提出了一种新的主动队列管理算法——MPAQM算法。首先考虑时滞系统的因果性定义预测输出,根据预测模型和状态估计器,预测瓶颈链路队列的未来动态特性;然后将拥塞控制的控制要求转化为优化目标函数,求解优化问题得到丢包率。在单瓶颈和多瓶颈网络拓扑中进行仿真验证,结果显示MPAQM算法能快速平稳地收敛于队列长度的期望值,丢包率小且具有较好的稳定性和鲁棒性。     

具有包丢失和时延的网络控制系统的随机稳定性

考虑了具有包丢失和网络诱导时延的网络控制系统的随机稳定性。首先通过引入等价时延的概念来描述数据包丢失的数目、网络诱导时延与采样周期大小之间的关系。然后将网络控制系统建模为离散时间跳变系统,其等价时延由Markov链控制。最后用线性矩阵不等式和随机稳定理论给出所得系统随机稳定的充分条件和动态的状态反馈控制器。数值算例验证了该方法的有效性和优越性。     

线性离散时滞系统次优控制的灵敏度法

研究离散时滞系统的次优控制问题.通过在系统中引入一个灵敏度参数并将系统变量关于灵敏度参数展开Maclaurin级数,使求解最优控制的两点边值问题化为一族线性两点边值问题.利用截取最优控制级数的有限项构成系统的次优控制律.实例证明该方法计算量较少.     

基于Wiener模型的非线性预测函数控制

针对传统的预测函数控制对非线性强、结构多变的实际对象控制效果不佳问题,提出了一种基于Wiener模型的非线性预测函数控制(PFC)方法。通过引入支持向量机回归方法,建立Wiener模型中非线性部分的逆模型,在输出反馈和参考轨迹上分别添加一个Wiener模型中非线性部分的逆模型,将非线性预测函数控制转化为线性预测函数控制,用线性优化算法解决非线性预测函数控制问题,避免了复杂的非线性优化。pH中和过程的计算机仿真结果表明,该方法比PID控制效果更好,而且对模型失配具有很好的自适应性能。     

时滞离散非线性系统基于NN预测的准滑模控制

研究一类具有输入滞后的离散非线性系统的准滑模控制问题。根据滑模控制原理和神经网络的逼近能力,提出了一种基于神经网络预测的准滑模控制器设计方法,给出了神经网络预测器的自适应算法。通过理论分析和仿真结果,证明了神经网络预测器的自适应算法是收敛的,闭环准滑模控制系统是稳定的,跟踪误差可收敛到零的一个领域内。     

具有多延时和不确定性的网络控制系统的滑模控制器设计

针对一类具有多状态延时和不确定性的单输入线性网络控制系统提出一种滑模控制SMC(Sliding Mode Control)的设计方案．通过假定一个虚拟状态，并把SMC和LQR(Linear Quadratic Regulator)结合起来．设计出的控制器能够保证整个闭环网络控制系统的稳定性。