一类不确定非线性系统的鲁棒H∞控制

在一种工程应用背景之下, 考虑了一类非线性系统的鲁棒H_∞ 控制问题, 不确定性范数有界, 基于HJI不等式研究了状态反馈控制器设计问题, 使得闭环系统满足H_∞ 干扰抑制性能要求.     

滞后广义系统的状态反馈H∞控制

研究了一类状态方程和输出方程均带有时滞的滞后广义系统的H_∞控制问题.利用线性矩阵不等式,首先给出滞后广义系统零解渐近稳定且具有H_∞范数约束的充分条件,进而分别设计无记忆和有记忆状态反馈控制律,保证闭环系统具有上述性能,同时基于线性矩阵不等式的解得到了相应控制器构造方法.最后给出一个数值算例说明文中结论的有效性.     

不确定性奇异时滞系统的鲁棒H∞控制

研究了含不确定性线性奇异滞后系统的鲁棒H_∞控制问题.其中不确定性是范数有界的.为此首先给出了相应的无控制标称系统内稳定且满足H_∞范数界的一个充分条件.然后讨论了含不确定性奇异滞后系统鲁棒H_∞控制问题有解的一个充分条件,并同时给出了控制器的设计,控制器可由线性矩阵不等式解得.最后举例说明本文方法的正确性.     

不确定时滞系统的时滞依赖鲁棒非脆弱H∞控制

基于线性矩阵不等式(LMI)方法, 研究了不确定时滞线性系统的鲁棒非脆弱H_∞状态反馈控制器的设计问题, 以一个LMI形式给出了控制器存在的充分条件, 而且该LMI是与时滞相关的. 同时, 经过全等变换、变量变换和Schur补引理, 该LMI的所有参数都是线性的, 这样参数无需预取就可以利用LMI Toolbox获得解. 实例表明了上述设计方法的有效性.     

不确定关联时滞系统的鲁棒H∞滤波

考虑一类不确定关联时滞系统,其中的不确定性满足范数有界条件,以子系统输出作为输入,分别为每个子系统设计一个线性滤波器.通过将系统的状态向量和滤波误差向量组合成一个新的增广向量,原系统状态方程和滤波误差方程就可以组成一个新的增广系统.如果可以设计滤波器参数,使得干扰噪声到增广系统输出的增益为最小,则噪声对系统估计的影响也就降为最低,受噪声影响的状态向量就可以恢复出来.这样,原系统的滤波问题就转化为最小化增广系统增益问题.通过选择一个适当的Lyapunov函数,并基于Lyapunov稳定性定理,得到了滤波器存在的充分条件.为了简化滤波器设计过程,将上述充分条件的未知参数矩阵定义为一个新的变换矩阵,在此基础上,实施了一系列巧妙的矩阵等价变换,同时定义了几个新的矩阵变量,将原充分条件化成了一组易于求解的线性矩阵不等式(LMI).使用Matlab的LMI工具箱,可以对上述LMIs直接求解,最后的数值算例验证了所给设计方法的有效性.     

具有状态和测量时滞不确定系统的鲁棒H∞状态估计

考虑一类已知状态和测量时滞且范数有界参数不确定连续时间系统的鲁棒H_∞状态估计问题. 这个问题解的充分条件由二个代数Riccati不等式给出, 它可以保证存在一个渐近稳定状态估计器使得对于所有不确定性从外界干扰到输出估计误差的传递函数满足指定的H_∞指标. 以上这些结果可以推广到一类未知状态和测量时滞且范数有界参数不确定连续系统的鲁棒H_∞状态估计问题, 对于已知状态和测量时滞系统, 所得状态估计器与参数不确定性无关, 而与时滞有关. 对于未知状态和测量时滞系统, 其状态估计器不仅与参数不确定性无关, 而且与时滞也无关.     

混合H2/H∞鲁棒控制器设计

在状态空间描述下,定义了混合H₂/H_∞控制的完整信息、完整控制、干扰顺馈、输出估计这4种典型情况.在二次稳定意义上,讨论了混合H₂/H_∞的性能指标,及这4种典型情况的混合H₂/H_∞线性反馈控制器设计,给出了充分必要条件.在典型情况分析的基础上,研究一般意义上的混合H₂/H_∞反馈控制器设计.H₂和H_∞的干扰输入阵及性能评价函数各不相同时的混合H₂/H_∞反馈控制器,与H₂和H_∞控制器设计相似,归结为解两个Riccati方程.但这两个Riccati方程含有参数,最优解要通过搜索这两个参数得到.结果包含了单纯的H₂和H_∞设计,可看作是H₂,H_∞和混合H₂/H_∞的统一设计方法.最后通过一个简单的例子,说明了控制器设计方法的可行性.     

不确定广义系统的弹性H∞控制

研究了具有范数有界不确定性的广义系统的弹性H_∞控制问题. 首先证明了广义系统的有界实引理可以用一个严格的线性矩阵不等式来描述. 在此基础上, 针对控制器存在加性摄动的情形, 以严格线性矩阵不等式约束条件给出了弹性H_∞状态反馈控制器存在的充分必要条件, 并给出了控制器的显式表示. 算例验证了本文方法的可行性.     

不确定Delta算子系统的鲁棒H∞重构控制

讨论一类含有参数不确定和执行器故障的Delta算子系统鲁棒H_∞ 重构控制设计问题. 通过利用故障检测与隔离(FDI)技术, 在考虑不可检测故障执行器输入为能量有界的干扰信号情形下, 基于H_∞ 干扰抑制的思想, 给出了系统可鲁棒H_∞ 镇定的充分条件. 所设计的控制器可使闭环系统鲁棒稳定, 而且对可允许的不确定性和执行器故障具有一定的H_∞ 性能. 数值例子说明了本文设计方法的有效性.     

Delta算子系统的状态反馈鲁棒镇定与鲁棒H∞控制

研究Delta算子描述的线性不确定离散系统的鲁棒镇定与H∞控制问题,提出了“Delta算子系统二次稳定与二次可镇定”的概念,推导出Delta算子不确定系统鲁棒二次可镇定的充要条件及其状态反馈控制律,基于Delta算子界实引理,给出闭环不确定系统具有H∞范数界的充分条件和状态反馈设计,所得结论将连续与离散系统的有关结果统一于Delta算子框架。     

Decentralized H-infinity state feedback control for discrete-time singular large-scale systems

The decentralized H-infinity control problem for discrete-time singular large-scale systems is considered. Based on the bounded real lemma of discrete-time singular systems, a sufficient condition for the existence of decentralized H-infinity controller for discrete-time singular large-scale systems is presented in terms of the solvability to a certain system of linear matrix inequalities by linear matrix inequality (LMI) approach, and the feasible solutions to the system of LMIs provide a parameterized representation of a set of decentralized H-infinity controller. The given example shows the application of the method.     

线性不确定系统的H∞状态反馈鲁棒重复控制

现有的重复控制设计不能同时优化低通滤波器的参数和重复控制器的参数.我们在设计重复控制系统以控制线性不确定对象时,解决了这个问题.首先,引入状态反馈以保证闭系统的鲁棒稳定性,把重复控制器设计问题转化为H∞状态反馈增益的设计问题.为获得低通滤波器最大转折频率,进一步将设计问题转化为基于线性矩阵不等式约束的凸优化问题.提出了一种迭代算法,用以计算低通滤波器的最大转折频率和H∞状态反馈增益.在保证系统鲁棒稳定性的同时,获得最高控制精度的重复控制器和低通滤波器的参数组合.该方法与已有方法比较,它的结果容易验证和求解,因而更适合于实际应用.最后,通过数值实例验证了本文所提方法的有效性.     

不确定奇异时滞系统的时滞相关型鲁棒H∞弹性控制

研究了含范数有界参数不确定性的奇异时滞系统的时滞相关型鲁棒H_∞弹性控制问题.文中所考虑的控制器增益摄动包括加性摄动和乘性摄动两种形式.在标称奇异时滞系统的时滞相关型稳定性判据的基础上,引入了一个新的时滞相关型有界实引理(BRL),进而给出了时滞相关型鲁棒H_∞弹性控制器存在的充分性条件,并利用LMIs和锥补线性化算法给出了控制器的表达式.从数值算例可以看出,所给出的设计算法是有效的.     

一类切换线性奇异系统的H∞控制

研究一类由任意有限多个奇异子系统组成的切换奇异系统的状态反馈和动态输出反馈H∞控制问题.利用共同Lyapunov函数方法和凸组合技术,给出由矩阵不等式表示的控制器存在的充分条件,并设计了相应的子控制器和切换策略.分别采用矩阵变换和消元法,将矩阵不等式分别转化为一组线性矩阵不等式(LMIs).数值算例说明了所提方法的有效性和可行性.     

广义离散系统的状态反馈鲁棒H∞控制

针对一类范数有界参数不确定性的广义离散线性系统,研究了该系统的状态反馈鲁棒H∞控制问题。利用线性矩阵不等式（LMI）的方法,得到了问题可解的条件,并给出了相应的状态反馈控制律。在一定条件下,所得的状态反馈鲁棒H∞控制律使广义离散线性系统对所有容许的不确定性参数,能够保证闭环系统正则、具有因果关系并且渐进稳定,同时其传递函数矩阵能够满足给定的H∞性能指标。正常离散线性系统的相对应结果可作为本文结果的特殊形式。     

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.     

H-infinity control for switched and impulsive singular systems

A new model of dynamical systems is proposed which consists of singular systems with impulsive effects, i.e., switched and impulsive singular systems （SISS）. By using the switched Lyapunov functions method, a sufficient condition for the solvability of the H-infinity control problem for SISSs is given which generalizes the H-infinity control theory for singular systems to switched singular systems with impulsive effects. Then the sufficient condition of solvablity of the H-infinity control problem is presented in terms of linear matrix inequalities. Finally, the effectiveness of the developed aooroach for switched and imoulsive singular svstems is illustrated by a numerical example.     

一类不确定离散奇异系统的鲁棒稳定化

讨论了离散奇异系统矩阵E中含时不变参数不确定的鲁棒状态反馈稳定化问题.首先,在一系列等价变换下,阐述了其和一个不确定正常线性离散系统的鲁棒状态反馈稳定化问题的等价关系;然后,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了鲁棒状态反馈稳定化控制器存在的一个充分必要条件,控制器的设计方法及控制器的一个解;最后,通过一个数值算例验证了本设计方法的有效性.