基于遗传算法的混合H 2 öH ∞状态反馈控制器

提出了应用遗传算法设计混合H2/H∞状态反馈控制器的一种方法.通过遗传算法对H∞控制器进行H2性能优化,从而设计出鲁棒性强并满足系统性能要求的混合H2/H∞状态反馈控制器.该方法采用实数编码、排序选择与最佳个体保存相结合的选择算子、实值中间重组的交叉算子和实值变异的变异算子,并在适应度函数中添加惩罚约束.对国产某型飞机进行仿真,结果表明得到的混合H2/H∞状态反馈控制器具有良好的H∞性能和H2性能.     

一类基于观测器的网络控制系统鲁棒控制器设计

研究一类基于状态观测器的网络控制系统鲁棒稳定性和鲁棒控制器设计问题.考虑传感器时钟驱动、控制器和执行器事件驱动以及小于等于一个采样周期的不确定时延,建立了基于状态观测器的网络控制系统增广模型.利用线性矩阵不等式方法推导出该系统鲁棒稳定的条件,进一步给出了鲁棒控制律和状态观测器设计方法.数值仿真算例证明了分析方法和结果的有效性.     

网络化控制系统的时延观测器设计及其状态反馈控制

研究了一种网络化控制系统,其输出时延和控制时延均大于采样周期,且控制时延服从已知随机分布.基于现今值观测器原理,采用设置缓冲区和带有时戳的传感数据传输方法,给出了一种具有时延补偿功能的时延观测器,并证明了在系统可观的条件下可实现观测器极点的任意配置.之后,基于该观测器设计了状态反馈控制系统,并证明了复合系统的分离性原理.通过仿真验证了所提方法的有效性.     

非线性M IMO 系统H 2 öH ∞模糊输出反馈控制

研究了非线性MIMO系统H2／H∞模糊输出反馈控制问题．采用局部线性化方法，用T—S模糊线性模型逼近非线性系统．在希望的H∞干扰抑制约束下，通过最小化H2控制性能指标，实现了模糊输出反馈次优控制．通过将优化问题转化成特征值问题(EVP)，应用线性矩阵不等式(LMI)优化方法求解，简化了问题的求解过程．所设计的闭环系统在平衡点是局部二次型稳定的，系统抗扰性能和动态性能均较好．     

基于遗传算法的混合降阶H 2 öH ∞控制器

讨论了混合降阶H2/H∞控制器的设计问题,提出了应用遗传算法设计混合降阶H2/H∞控制器的一种方法.通过遗传算法对次优H∞降阶控制器进行H2性能优化,设计出鲁棒性既强又满足系统性能要求的混合降阶H2/H∞控制器.它分别在H∞降阶和H2性能优化中两次应用遗传算法,遗传算法采用实数编码形式,其算子分别选用排序选择和最佳个体保存相结合的选择算子、实值中间重组的交叉算子及实值变异的变异算子.利用国产某型飞机对该方法进行仿真,其结果表明得到的混合降阶H2/H∞控制器具有良好的H∞性能和H2性能.     

时延网络控制系统的补偿算法和最优控制律设计

对具有随机时延和系统噪声的一类网络控制系统进行了研究和分析。针对系统存在的随机时延,分别设计出在全状态反馈方式和输出反馈方式下的状态观测器,通过状态观测器的算法补偿来实现对时延的补偿,从而获得更准确的预测估计。与此同时,基于LQG性能指标,给出了随机时延系统的最优控制律,减弱了网络时延和系统噪声对控制系统稳定性的影响,从而保证了系统的稳定性。最后,通过了实例仿真,证实了提出状态观测器进行时延补偿算法和最优控制律设计的有效性。     

一类随机时延网络控制系统的鲁棒容错控制

针对一类随机时延网络控制系统,引入网络节点有效阀值的思想,并基于T—S模糊模型的概念,建立了具有随机时延和通信约束的网络控制系统模型,提出了一种网络控制系统鲁棒容错控制策略。基于线性矩阵不等式可行解,给出了控制器的参数化表达式。仿真结果,验证了所提方法的有效性。     

基于状态观测器的H∞控制系统设计

研究基于状态观测器的Ｈ∞控制器的设计原理,提出了基于观测器的Ｈ∞控制器的设计方法,并证明基于全维观测器组成的闭环系统具有与纯状态反馈的Ｈ∞控制器一样的传递函数,而在引入降维观测器时,则降低了闭环系统的Ｈ∞性能指标。最后用实例说明了理论结果和算法的有效性。     

不确定短时延网络控制系统的故障检测

针对远程被控对象为线性模型,且网络诱导时延小于一个采样周期的一类网络控制系统(NCS),假设可能发生执行器故障,对系统进行故障检测。将随机时延对系统的影响转化为未知有界条件下的不确定项,建立了系统的离散数学模型。按照时延补偿策略设计了系统的故障观测器,并基于Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式理论,推导出了整个观测器系统全局渐近稳定的充分条件。仿真例子验证了方法的有效性。     

基于观测器的鲁棒H2控制器设计

研究了一类含有参数不确定系统的观测器型鲁棒H2控制器的设计问题.基于状态反馈和观测器设计的可分离性原理,给出了控制器存在的充分条件和系统H2性能指标的一个上界.利用线性矩阵不等式凸优化方法还得到了使该界达到最小的观测增益.     

时延网络控制系统的H∞ 鲁棒预测控制

针对具有输入约束和外部扰动的不确定长时延网络控制系统(NCSs),研究了H_∞鲁棒预测状态反馈控制律的设计问题.基于预测控制的滚动优化原理,导出了闭环NCS渐近稳定且具有鲁棒性能指标上界的充分条件,给出了状态反馈控制律的设计方法.最后,通过仿真研究验证了所提出方法的有效性.     

一类丢包时延网络控制系统的鲁棒H∞滤波

用随机马尔可夫跳变系统描述一类具有丢包时延的网络控制系统．为这类网络控制系统设计马尔可夫跳变滤波器,保证了滤波误差系统均方意义下随机渐近稳定,且噪声信号对估计误差的影响低于指定H∞ 性能水平,滤波器参数可通过求解线性矩阵不等式得到．最后通过仿真实例验证了所得结论的正确性和滤波器设计方法的有效性．     

基于等分采样的网络控制系统鲁棒故障检测

考虑一类具有未知干扰的时延网络控制系统,对其进行故障检测。通过提高控制器端的采样频率,等分传感器采样周期,将网络时延近似看成控制器端采样周期的整数倍。建立基于离散切换系统的鲁棒H∞故障观测器,将观测器稳定条件归结为一个线性矩阵不等式。通过求解具有线性矩阵不等式约束的最小化问题,对故障检测阈值进行选取,从而增强检测的鲁棒性和灵敏度。仿真示例验证了该方法的有效性。     

短时滞网络控制系统鲁棒稳定性分析

本文主要研究了网络控制系统时延小于一个采样周期的稳定性,以及系统在扰动下控制器设计的问题,利用线性矩阵不等式方法得出离散时滞网络控制系统Lyapunov稳定性判据,同时给出了具有不确定性系统的鲁棒控制器。     

基于双观测器的网络控制系统稳定性分析

网络控制系统存在网络诱导时延和数据包丢失等问题,使网络控制系统控制性能下降甚至导致系统不稳定,同时在实际应用中存在双闭环的情况,并且一些系统的状态不可测量。针对上述问题,设计2个状态观测器,利用测量输出进行状态重构,并采用状态观测器对丢包进行补偿,应用指数稳定定理分析整个系统的闭环稳定性,给出状态控制率的求解方法。仿真结果证明,该方法能有效补偿网络控制系统的性能,保证在时延和有数据包丢失情况下的网络控制品质。     

具有状态观测器的鲁棒重复控制系统设计

针对一类时变不确定系统,研究基于状态观测器的鲁棒重复控制系统设计问题.通过状态观测器重构系统状态,利用重构状态进行状态反馈.基丁2维系统稳定性理论,应川线性矩阵不等式(LMI)方法,推导出了重复控制系统存在状态观测器和重复控制器的一个LMI条件,并用LMI的町行解给出了状态观测器和重复控制器参数的具体形式.最后用数值仿真验证了本文所提方法的有效性.     

具有长时延及丢包的网络控制系统H∞ 鲁棒滤波

研究了同时具有大于一个采样周期的随机传输时延及数据包丢失的网络控制系统H∞滤波问题.对于给定的丢包率,滤波误差系统被建模为具有两个事件速率约束的异步动态系统,利用异步动态系统理论给出滤波误差系统满足指数稳定和H∞性能指标的充分条件.H∞滤波器可通过解一组线性矩阵不等式求出.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

网络控制系统的时延相关状态反馈控制器设计

研究了具有时延、丢包和数据包时序错乱的网络控制系统镇定问题.为了有效提高系统的控制性能,本文根据网络控制系统的特点提出一种时延相关状态反馈控制方法,并将闭环网络控制系统建模为离散时间切换模型.在此基础上,通过构造依赖于参数的Lyapunov函数给出了闭环网络控制系统的稳定条件和镇定控制器设计方法.仿真结果和实验结果表明所提方法的有效性和可用性.