非线性机械系统的模糊保代价控制

研究了具有不确定参数的非线性机械系统的稳定模糊保代价控制问题。采用T-S模糊模型描述非线性机械系统，对具有范数有界、时变参数不确定性的机械系统，得到了存在稳定模糊保代价控制器的充分条件，推算出了相应的线性矩阵不等式(LMI)形式。在非线性质量-弹簧-阻尼机械系统中的应用，验证了算法的有效性。     

时变多状态滞后不确定系统的保性能控制

针对时变多状态滞后不确定线性系统 ,研究了状态反馈保性能控制律的设计问题 ,采用线性矩阵不等式方法 ,导出了保性能控制律的存在条件和参数化表示。通过求解一个线性矩阵不等式约束的凸优化问题 ,提出了最优化保性能控制律的设计方法     

平面二级倒立摆的保性能控制

摆系统是一个强耦合、非线性、高阶次的不稳定系统,常规控制方法如PID算法、最优控制算法等。由于摆系统的数学模型是在忽略了次要因素的基础上得出来的,当系统受到外部的干扰时,这些次要因素的影响比较突出,控制系统采用基于线性矩阵不等式的方法设计一系统性能上界最小的最优保性能控制律,以改善系统的瞬态性与鲁棒性。然后采用Matlab的工具箱设计该控制律,并对系统进行仿真。最后采用VC++6.0编写控制程序,实现对平面二级摆系统的实时控制。     

随机分布系统的神经保性能控制器设计

针对离散不确定输出概率密度函数控制系统存在的保守性问题,提出基于线性矩阵不等式神经控制的保性能控制算法。该控制算法是在线性矩阵不等式设计的基础上,加入附加增益的状态反馈控制,在控制器设计时用神经控制器调控附加增益,降低系统的保守性,同时利用线性矩阵不等式的方法给出保性能控制算法的可行性条件。通过实验证明,该保性能控制算法能够降低系统保守性,能较好地改善系统鲁棒性和稳定性。     

保性能控制在平面一级倒立摆的应用研究

摆系统是一个典型的强耦合、非线性、高阶次的不稳定系统,常规控制方法如算法、最优控制算法等.由于摆系统的数学模型是在忽略了次要因素的基础上得出来的,当系统受到外部的干扰时,这些次要因素的影响比较突出,控制系统采用基于线性矩阵不等式的方法设计一系统性能上界最小、保守性最低的最优保性能控制律,以改善系统的瞬态性与鲁棒性.然后采用的工具箱设计该控制律,并对系统进行仿真.最后采用3.1编写控制程序,实现对平面二级摆系统的实时控制.     

一类参数和时滞不确定的闭环供应链动态模型与鲁棒H∞控制

建立了一类参数与时滞不确定的闭环供应链动态系统模型,包括具有参数不确定的产品回收模型、具有时滞不确定的再制造模型、具有参数和时滞不确定的第三方逆向物流模型三种典型的闭环供应链模型。分析了闭环供应链动态系统的鲁棒运作问题。针对闭环供应链动态系统运作过程中参数与时滞不确定干扰的问题,给出了解决供应链动态模型的鲁棒H∞控制策略及其线性矩阵不等式算法。通过库存状态的静态反馈控制,抑制了供应链动态系统中的不确定性干扰,使供应链运作达到理想状态。最后,以结合国内钢铁行业废钢回收运作状况为背景,进行了仿真计算,并验证了鲁棒H∞控制结果。     

T-S模糊系统非脆弱控制研究

在考虑控制器增益存在加性摄动的情况下,基于Lyapunov函数方法,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出了定常T-S模糊系统非脆弱状态反馈控制器存在的充分条件。并以典型的非线性系统倒立摆为研究对象,对本文结论进行了验证。     

模型不确定压电柔性结构的鲁棒振动控制

以压电柔性结构为对象,考虑其被控模态参数的不确定性和因剔除残余模态所引起的动态不确定性,建立结构的不确定线性分式模型（linear fractional representation）;根据不确定模型,在确保闭环系统H∞范数小于设定上界条件下总体优化也范数,设计对结构进行振动控制的动态输出反馈控制器;并利用线性矩阵不等式（linear matrix inequality）将控制问题转化为具有线性矩阵不等式约束和线性目标函数的凸优化问题。最后以简支压电柔性梁为例,给出仿真结果。     

一种改进的时滞不确定性系统鲁棒容错控制算法

研究了一类具有时滞不确定性系统的鲁棒容错控制问题,针对既有传感器失效,又有执行器失效的故障情形,通过引入一种无记忆的状态反馈控制器,基于Lyapunov稳定定理和运用线性矩阵不等式(LMI)的方法,给出了在传感器失效和执行器失效故障下具有鲁棒完整性的充分条件,并进行了证明。最后利用Matlab中的LMI工具箱进行了算例仿真,证实了这种设计方法的有效性和可行性,减少了当出现故障时需要先判断哪类故障的任务,为容错控制提供了便利。     

控制受限影响下不确定时滞系统的滑模控制

本文考虑不确定时滞系统的滑模控制问题,其中,系统的控制输入受到非线性限制(包括饱和、死区),同时,被控系统存在状态时滞和输入时滞。设计了一种新型的积分切换面,给出了该切换面上滑模动态渐近稳定的充分条件,同时,给出了控制输入受限情况下,滑模控制律的设计方法,并证明了所设计的滑模控制律能够保证状态轨迹在有限时间内被驱动到指定的切换面上。     

Guaranteed cost consensus protocol design for linear multi-agent systems with sampled-data information: An input delay approach

To investigate the energy consumption involved in a sampled-data consensus process, the problem of guaranteed cost consensus for sampled-data linear multi-agent systems is considered. By using an input delay approach, an equivalent system is constructed to convert the guaranteed cost consensus problem to a guaranteed cost stabilization problem. A sufficient condition for guaranteed cost consensus is given in terms of linear matrix inequalities (LMIs), based on a refined time-dependent Lyapunov functional analysis. Reduced-order protocol design methodologies are proposed, with further discussions on determining sub-optimal protocol gain and enlarging allowable sampling interval bound made as a complement. Simulation results illustrate the effectiveness of the theoretical results.     

不确定线性系统的一种鲁棒保稳定最优控制方案

针对不确定性系统,提出了鲁棒保稳定控制设想。建立了改进的鲁棒性回差方程,给出闭环系统鲁棒保稳定的充分条件,以及增益和相位裕度描述形式。同时还给出了相应的鲁棒保稳定控制系统设计方法,并辅以打浆过程鲁棒保稳定控制系统的设计实列和仿真结果。     

不确定非线性机械系统的自适应分解模糊控制

为了保证系统较高的控制精度,就必须提高模糊系统的逼近精度,但其所需的大量的模糊规则会造成控制系统计算负担过重,不能满足实时性要求。为此,本文针对不确定机械系统的控制问题,设计了一种分解模糊系统用于系统中不确定函数的逼近和补偿,在此基础上针对不确定系统设计了鲁棒自适应控制律对非线性系统进行轨迹跟踪控制。仿真实验证明,本文设计的自适应分解模糊控制不但能对机械系统的未知部分进行实时补偿,并且比传统自适应模糊控制的控制精度更高,误差收敛更快,更有利于实时控制。     

Delay-dependent anti-windup synthesis for stability of constrained state delay systems using pole-constraints

This paper proposes the design of anti-windup compensator gain for stability of actuator input constrained state delay systems using constrained pole-position of the closed-loop. Based on Delay-Dependent Lyapunov-Krasovskii functionals and local sector conditions, a new LMI characterization is derived that ensures closed-loop asymptotic stability of constrained state delay systems while accounting upper bound fixed state delay and largest lower bound of the system’s pole-position in the formulation of anti-windup gain. Besides, at saturation, the method significantly nullifies the inherent slow dynamics present in the system. It is shown in the comparative numerical examples that the LMI formulation draws stability with improved time-domain performance.     

Guaranteed cost control of mobile sensor networks with Markov switching topologies

This paper investigates the consensus seeking problem of mobile sensor networks (MSNs) with random switching topologies. The network communication topologies are composed of a set of directed graphs (or digraph) with a spanning tree. The switching of topologies is governed by a Markov chain. The consensus seeking problem is addressed by introducing a global topology-aware linear quadratic (LQ) cost as the performance measure. By state transformation, the consensus problem is transformed to the stabilization of a Markovian jump system with guaranteed cost. A sufficient condition for global mean-square consensus is derived in the context of stochastic stability analysis of Markovian jump systems. A computational algorithm is given to synchronously calculate both the sub-optimal consensus controller gains and the sub-minimum upper bound of the cost. The effectiveness of the proposed design method is illustrated by three numerical examples.     

Control design for one-sided Lipschitz nonlinear differential inclusions

This paper considers stabilization and signal tracking control for one-sided Lipschitz nonlinear differential inclusions (NDIs). Sufficient conditions for exponential stabilization for the closed-loop system are given based on linear matrix inequality theory. Further, the design method is extended to signal tracking control for one-sided Lipschitz NDIs. A control law is designed such that the state of the closed-loop system asymptotically tracks the reference signal. Finally, two numerical examples are given to illustrate the effectiveness of the proposed design technique.     

基于LMI的连续非时变不确定系统鲁棒状态估计

研究了连续非时变不确定系统鲁棒状态估计器的基于线性矩阵不等式 ( L MI)解 ,该解建立在业已成熟的 LMI技术基础上 ,形式简单 ,用 MATLAB工具包直接求解。文中还指出了文献 [1 ]的不足 ,最后给出了数值算例 ,以示该方法的有效性。