高速率通信网络下时变系统的有限时域H∞控制

针对高速率通信网络和Round-Robin（RR）协议影响下网络化时变系统的有限时域[H∞]控制问题，考虑到系统中存在乘性噪声、随机时滞和量化效应，提出了一种基于观测器的有限时域[H∞]控制器的设计方法。利用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式（Linear Matrix Inequality，LMI）技术得到有限时域[H∞]控制器存在的充分条件。基于锥补线性化（Cone Complementarity Linearization，CCL）方法通过求解一组递归矩阵不等式得到观测器和控制器参数。所设计的控制器保证闭环网络化时变系统在给定的时域内稳定，且满足预定的[H∞]性能指标。数值仿真验证了所提方法的有效性。     

一类网络控制系统的非脆弱H∞滤波器设计

针对带有时延与丢包补偿的网络化控制系统的非脆弱[H∞]滤波问题,研究设计一个全维的[H∞]滤波器对系统的待估信号进行估计,这里的滤波器参数含有范数有界不确定性。利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式分析方法,得到了[H∞]滤波器存在的充分条件,通过求解线性矩阵不等式得到非脆弱滤波器增益的参数表达式。通过仿真例子验证了非脆弱滤波器设计方法的有效性与优越性。     

LPV鲁棒故障观测器设计

针对线性参数变化（Linear Parameter Varying,LPV）系统的故障检测问题,采用H_- / H_∞混合优化方法,对基于LPV模型的鲁棒故障观测器（RFDO）进行设计,基于离散的参数依赖李亚普诺夫函数,得到了系统的LPV鲁棒故障观测器的综合条件,经过转化,观测器的设计问题被转化为一组线性矩阵不等式的求解问题;利用LMI工具求解线性矩阵不等式,得到了系统的LPV鲁棒故障观测器。最后,通过在一点上对故障输入的非线性仿真,验证了该方法的有效性。     

多时滞离散切换系统的动态输出反馈H∞控制

借助多Lyapunov函数方法,研究一类具有多时滞的离散切换系统的鲁棒[H∞]控制问题。假设切换系统的每个子系统都不能实现鲁棒[H∞]控制,基于切换动态输出反馈控制策略,给出了系统存在鲁棒[H∞]干扰抑制水平[γ]可切换镇定的充分条件,并表示成与时滞相关的线性矩阵不等式（LMI）形式,还分别给出了切换律和动态输出反馈控制器的设计方案。最后用仿真例子说明了结论的有效性。     

基于降阶观测器的双线性系统H∞补偿器设计

讨论了多输入多输出双线性连续时间系统的基于降阶观测器的[H∞]补偿器设计问题。利用线性矩阵不等式和Lyapunov方程,得到了保证闭环系统全局渐近稳定且满足给定干扰抑制水平的bang-bang控制律的设计。仿真验证了所给理论结果的有效性。     

丢包网络化控制系统非脆弱量化H∞控制

针对非线性网络化控制（NCS）系统中控制器参数存在摄动的问题,考虑传感器—控制器和控制器—执行器均存在随机丢包和量化误差,提出了一种加性非脆弱量化H_∞控制器的设计方法．利用李亚普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式（LMI）方法,将该问题转化为线性矩阵不等式约束和线性目标函数的凸优化问题进行求解,给出了丢包下的非脆弱量化H_∞控制器存在的充分条件．所设计的控制器在容许的参数摄动、丢包概率和量化密度条件下,不仅能保证闭环NCS的稳定性和性能要求,而且是非脆弱的．数值仿真验证了所提方法的有效性．     

一类离散车组偏差系统的分散鲁棒控制

研究一类具有结构不确定性的离散车组偏差系统的分散鲁棒控制问题。应用大系统包含原理的约束条件扩展系统的信息重叠结构;兼顾系统的结构不确定性、数据传输时延及丢包,将扩展后的模型离散化;采用求解线性矩阵不等式（LMIs）的方法设计出系统存在外界干扰情况下的[H∞]次优状态反馈分散鲁棒控制器。数例仿真检验了结果的有效性。     

基于观测器的LPV系统故障检测方法

针对一类线性参数变化(LPV)连续系统的故障检测问题,通过构造合适的输出观测器,获得残差生成器,并通过优化设计步骤,实现对干扰的有效抑制和对故障的灵敏检测。利用依赖参数的Lyapunov函数,在保证残差生成器稳定性的基础上,给出观测器存在的充分条件。应用投影定理,借助附加矩阵解除了基于参数的Lyapunov函数矩阵与系统矩阵的耦合,得到以线性矩阵不等式(LMI)形式表示的求解条件。对于参数变化系统,基于LMI的求解条件为无穷维问题,借助基函数和参数网格化方法,使其转变为可求解的问题。仿真结果表明,应用该方法可以在一定程度上抑制干扰,并能灵敏有效地实现故障检测。     

网络控制系统动态量化H∞控制

基于线性矩阵不等式技术,采用状态反馈控制,考虑同时带有网络诱导随机丢包 和量化的H∞控制问题。考虑信号经网络从传感器到控制器和从控制器到执行器的传输中存在 通信诱导随机丢包,并采用动态量化器量化信号。设计H∞控制器的同时,提出量化的控制策 略,使得闭环系统在量化器的量化范围条件下指数均方稳定且具有指定的H∞性能指标。通过 数值仿真例子表明设计方法的有效性。     

具有时变时延的网络化LPV系统的容错控制

针对一类具有时变时延以及Lipschitz非线性项的网络化线性参数变化系统,研究了系统中存在外部扰动、执行器和传感器同时发生随机故障时的容错控制问题。用Bernoulli分布序列描述执行器和传感器发生的随机故障,利用自由权矩阵方法处理时变时延。根据Lyapunov-Krasovskii稳定性定理和线性矩阵不等式（LMI）方法求出◢H◣▼∞▽容错控制器存在的充分条件,然后通过利用近似基函数和网格化技术将无限维的LMI求解问题转换为有限维的LMI问题,得到了相应的容错控制器增益。最后,通过数值仿真验证了所设计方法的有效性。     

基于永磁同步电机的LPV转速观测器设计

针对提高永磁同步电机无位置传感器速度跟踪控制精度问题,提出了一种基于线性变参数(Linear Parameter Varying,LPV)转速观测器设计方法。该方法借助状态估计实现对旋转坐标系下定子电流、转子角转速等状态的重构。首先根据LPV电机模型,推导出观测器的LPV状态模型方程,然后根据Lyapunov稳定性理论,获得闭环系统的稳定性条件,再利用奇异值分解方法,将Lyapunov稳定性条件转化为线性矩阵不等式条件,通过求解不同凸胞形顶点处的观测器增益矩阵,最终合成反馈增益,实现对电机的高精度的速度跟踪控制。仿真结果表明,该观测器能够快速准确的跟踪上电机转速。     

一类不确定离散非线性时滞系统保性能控制

针对状态不完全可测的一类不确定连续离散时间非线性系统,基于状态观测器研究其保性能控制问题。采用T-S模型对非线性系统进行建模,根据李雅普诺夫稳定性理论,基于线性矩阵不等式(LMI),利用分散化并行分布补偿(PDC)的方法设计了基于观测器的控制器,给出了实现该非线性系统保性能控制的充分条件。在此基础上通过求解相应的线性矩阵不等式组给出了控制器和观测器的设计方法,并通过数值仿真验证了提出的方法,仿真结果表明该方法是正确的。     

一类基于观测器的非线性网络化控制系统的绝对稳定性

主要考虑了基于观测器的Lurie网络化控制系统的绝对稳定性问题. 由于采用了基于观测器的反馈控制器, 传感器到控制器的网络诱导时延和控制器到执行器的网络诱导时延不再能合并到一起处理. 首先通过状态增广方法将Lurie网络化控制系统建模为一个多时滞的Lurie系统, 然后利用Newton-Leibniz公式和添加自由权矩阵的方法给出了时滞依赖的稳定性条件. 在此基础上, 给出三种求解控制器和观测器增益矩阵的方法. 此外, 还分别给出了被控对象存在范数有界不确定性和结构不确定性时系统的鲁棒稳定性条件及鲁棒控制器设计方法, 所有得到的结果都是以线性矩阵不等式的形式给出的. 便于利用线性矩阵不等式工具包进行求解. 最后, 通过两个仿真算例说明了方法的可行性和有效性.     

不确定时滞系统基于观测器的鲁棒控制器设计

研究了不确定线性时滞系统的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器设计问题，其中不确定性是时变的，通过构造增广系统，利用线性矩阵不等式方法，获得了该不确定系统存在状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器的充分条件，同时给出了相应的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器，所给示例说明了本文方法的设计步骤和有效性。     

线性广义系统基于观测器的严格耗散控制

研究线性广义系统基于观测器的严格耗散控制器的设计问题。首先利用Lyapunov函数的方法,由矩阵不等式的形式给出满足要求的基于观测器的控制器存在的一个充分条件,保证闭环广义系统容许（即正则、稳定、无脉冲）且严格耗散。进而在上述条件的基础上,通过矩阵缩放技术和矩阵等价变换得到由线性矩阵不等式（LMI）形式给出的满足要求的控制器的存在条件和设计方法。最后给出一个数值算例说明设计方法的有效性及可行性。     

中立时滞LPV系统基于观测器的控制器设计

研究一类中立时滞线性参数变化系统的基于观测器的控制问题．呆用Lyapunov方法,提出了系统的时滞相关稳定性条件,设计了增益调度控制器和状态观测器．利用参数线性矩阵不等式,将控制器存在的充分条件转化为凸优化问题．最后通过数值仿真验证了所提出方法的可行性．     

线性广义系统基于一般形式观测器的严格耗散控制

本文主要研究线性广义系统基于一般形式状态观测器的严格耗散控制器的设计问题,其中关于状态观测器需要同时设计3个系数矩阵.利用线性矩阵不等式方法,分别得到了满足要求的状态观测器及严格耗散控制器的存在条件及设计方法,保证观测器能够渐近地跟踪系统状态并且闭环广义系统容许且严格耗散.最后给出两个数值算例说明本文设计方法的有效性.     

一类不确定时滞系统的自适应控制

设计基于观测器的自适应控制器,利用Lyapunov稳定性理论分析系统的稳定性,得到利用线性矩阵不等式表示的闭环系统稳定的充分条件,观测增益矩阵和反馈增益矩阵可以通过求解线性矩阵不等式得到。通过一个实例验证所给结论的有效性。     

基于状态观测器的多面体不确定随机广义系统鲁棒预测控制

针对It?o型多面体不确定随机广义系统,提出一种离线观测器型鲁棒预测控制器的综合方法.通过构造带有误差项的增广随机Lyapunov函数,运用多维It?o公式和LMI方法,将“min-max”随机规划问题等价转化为一组线性矩阵不等式的求解问题;给出了控制器存在的充分条件和参数表达式,证明了初始时刻的可行解可以保证闭环广义系统的随机容许性.仿真算例验证了该方法的有效性.     

采用柯西分解降噪的目标跟踪方法

提升噪声干扰情况下的目标跟踪精度,提出了一种柯西分解改进的无迹[H∞]滤波方法。采用UT变换代替传统的泰勒级数线性近似截断处理,降低近似截断误差,提升处理非线性系统的能力;对目标状态的协方差矩阵均方根进行柯西分解,采用对角元素求解,降低了观测噪声的扰动误差对滤波估计精度的影响。仿真结果表明,所提方法明显提升了不同噪声统计特性情况下的跟踪精度和稳定性。