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.     

H2/H∞保性能控制理论在静止无功发生器控制中的应用

利用H₂/H_∞保性能控制理论和直接反馈线性化, 给出了单机无穷大系统中, 具有参数摄动的静止无功发生器(STATCOM)的非线性控制模型. 使用MATLAB软件得出H₂/H_∞保性能控制律, 表示为线性矩阵不等式(LMI).在扰动及参数摄动的条件下进行了仿真. 结果表明这种控制方法同时具有鲁棒性和最优性能, 降低了单纯H_∞控制方法的保守性, 提高了电力系统的稳定性, 并满足电压精度的要求.     

模糊系统H∞控制器设计的LMI方法

应用LMI(线性矩阵不等式)方法,研究了T-S模糊系统H_∞控制器的设计问题.首先给出了T-S模糊系统基于状态反馈H_∞控制存在的两个新的充分条件.新条件不但简洁而且把模糊子系统间的相互作用表示为由子系统的系数矩阵构成的矩阵不等式.然后新条件被转化为可直接应用Matlab求解的线性矩阵不等式.最后应用线性矩阵不等式方法和Matlab,给出了T-S模糊系统H_∞控制器的设计方法.     

基于模糊观测器的非线性MIMO系统H2/H∞模糊状态反馈控制

研究了非线性系统H₂/H_∞模糊状态反馈控制问题.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,用模糊观测器重构系统状态.在希望的H_∞干扰抑制约束下,通过最小化H₂控制性能指标,实现了模糊状态反馈次优控制.通过将优化问题转化成2个特征值问题(EVP),应用线性矩阵不等式(LMI)优化方法求解,使问题的求解大大简化.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.     

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.     

具有域极点配置的混合H2 /H∞ 滤波

解决了具有域极点配置的连续时不变系统的混合H₂ /H_∞ 滤波问题. 通过采用线性矩阵不等式 (LMI)方法描述域稳定性限制、H₂ 和H_∞ 优化, 以建立求解这个问题的总框架. 这个问题的可解性的充分必要条件由一组LMI给出. 最后用一个数字例子来说明所给出的设计方法.     

不确定多通道奇异时滞系统分散H∞控制

针对不确定多通道奇异时滞大系统, 研究其分散鲁棒H_∞控制问题. 假定不确定性是时不变、范数有界. 基于奇异系统Lyapunov稳定性理论, 通过设定Lyapunov-Krasovskii矩阵为合适的块对角结构, 推导出了使不确定多通道奇异时滞大系统可鲁棒镇定, 且满足一定的扰动水平的充分条件即一组线性矩阵不等式(LMIs)有可行解. 给出了具有期望阶数的分散输出反馈H_∞控制器的设计方法.     

线性离散时滞重复过程的H∞控制

首先给出了线性离散时滞重复过程的2D(两维)Roesser模型, 采用线性矩阵不等式方法导出了过程稳定并具有H_∞扰动抑制度的一个充分条件. 通过求一个线性矩阵不等式的可行解来构造系统的一个状态反馈H_∞控制器. 进一步, 通过求解一个线性矩阵不等式凸优化问题得到该过程的最优状态反馈H_∞控制器.     

状态滞后线性系统的H∞状态反馈控制器

利用LMI(线性矩阵不等式 )的方法, 首先给出了一般的状态滞后自治系统内稳定且具有H_∞范数界的一个充分条件. 并由此得到了一般的状态滞后系统H_∞问题有解的一个充分条件, 通过解LMI可以获得控制器的解. 最后举例说明方法的正确性.     

时延网络化控制系统的H2/H∞混合控制

针对存在多步随机传输时延的网络化控制系统模型 ,研究了其随机稳定性及H₂/H_∞混合控制问题 .在一定的系统通信控制模式下 ,网络传输时延可以建模为一个马尔可夫随机过程 ,通过增广系统状态的方法将原系统转化为一个具有随机跳变系数的离散系统 ,同时通过建立随机跳变Lyapunov函数 ,构建了满足系统随机稳定的H_∞次优和H₂/H_∞混合控制状态反馈控制器 .该控制器可通过求解一组耦合的矩阵不等式而得 .     

一类不确定非线性离散时滞系统的鲁棒H∞滤波设计

考虑一类同时带有非线性动态和参数不确定性的离散时滞系统的鲁棒H-infinity滤波设计问题. 假设参数不确定性具有线性分式形式, 而非线性动态满足Lipschitz条件, 给出滤波器使误差系统鲁棒渐近稳定且达到指定的干扰抑制水平. 对参数已知情形, 先建立广义有界实引理, 然后给出H-infinity滤波器的存在条件, 证明了H-infinity滤波器的存在性可归结为线性矩阵不等式的可解性, 基于线性矩阵不等式给出了H-infinity滤波器的综合方法和步骤. 对参数不确定性情形, 通过引进标度参数, 将不确定非线性离散时滞系统的鲁棒H-infinity滤波问题转化为确定系统的H-infinity滤波设计. 最后给出仿真例子验证所得结果的有效性.     

一类不确定非线性离散时滞系统的鲁棒H∞滤波设计

考虑一类同时带有非线性动态和参数不确定性的离散时滞系统的鲁棒H∞滤波设计问题．假设参数不确定性具有线性分式形式,而非线性动态满足Lipschitz条件,给出滤波器使误差系统鲁棒渐近稳定且达到指定的干扰抑制水平．对参数已知情形,先建立广义有界实引理,然后给出H∞滤波器的存在条件,证明了H∞滤波器的存在性可归结为线性矩阵不等式的可解性,基于线性矩阵不等式给出了H∞滤波器的综合方法和步骤．对参数不确定性情形,通过引进标度参数,将不确定非线性离散时滞系统的鲁棒H∞滤波问题转化为确定系统的H∞滤波设计．最后给出仿真例子验证所得结果的有效性．     

Robust H-infinity integral sliding mode control for a class of uncertain switched nonlinear systems

This paper develops a new method to deal with the robust H-infinity control problem for a class of uncertain switched nonlinear systems by using integral sliding mode control. A robust H-infinity integral sliding surface is constructed such that the sliding mode is robust stable with a prescribed disturbance attenuation level γ for a class of switching signals with average dwell time. Furthermore, variable structure controllers are designed to maintain the state of switched system on the sliding surface from the initial time. A numerical example is given to illustrate the effectiveness of the proposed method.     

Reliable H-infinity filtering for linear systems with sensor saturation

In this paper, a new reliable H-infinity filter design problem is proposed for a class of continuous-time systems with sensor saturation and failures. Attention is focused on the analysis and synthesis problems of a full order reliable H-infinity filter such that the filtering error dynamics is asymptotically stable with a guaranteed disturbance rejection attenuation level γ. It is shown that the filtering error dynamics obtained from the original system plus the filter can be modeled by a linear system with sector bounded nonlinearity. The design conditions are given in terms of solutions to a set of linear matrix inequalities (LMIs). These conditions are then considered in a convex optimization problem with LMIs constraints in order to design an optimal reliable H-infinity filter. A numerical example is given to illustrate the effectiveness of the proposed results.     

H-infinity control for cascade minimum-phase switched nonlinear systems

1Introduction H_∞control theory has become a powerful tool to solverobust stabilization or disturbance attenuation problems.Many results about linear H∞control have appeared,andlinear H∞theory has been generalized to nonlinear systems[1~5].Two major approaches have been used to providesolutions to nonlinear H∞control problems.One is basedon the dissipativity theory and differential games theory[2,6].The other is based on the nonlinear versionofclassical bounded real lemma[3~5].Both of th…     

不确定状态滞后线性跳跃系统的时滞相关鲁棒非脆弱H∞控制

讨论了一类具有Markov跳跃参数的不确定混合线性时滞系统的鲁棒非脆弱控制问题.给出了使系统鲁棒随机稳定并具有给定的H∞性能的充分条件.并且通过参数变换和Schur补定理,将已得出的充分条件转化成一系列耦合的线性矩阵不等式形式以便于控制器参数的求解.仿真结果表明了本文提出的鲁棒非脆弱控制方法的有效性.     

Adaptive tracking H-infinity control for switched nonlinear systems with unknown control gain sign

This paper addresses the adaptive tracking control scheme for switched nonlinear systems with unknown control gain sign. The approach relaxes the hypothesis that the upper bound of function control gain is known constant and the bounds of external disturbance and approximation errors of neural networks are known. RBF neural networks (NNs) are used to approximate unknown functions and an H-infinity controller is introduced to enhance robustness. The adaptive updating laws and the admissible switching signals have been derived from switched multiple Lyapunov function method. It’s proved that the resulting closed loop system is asymptotically Lyapunov stable such that the output tracking error performance and H-infinity disturbance attenuation level are well obtained. Finally, a simulation example of Forced Duffing systems is given to illustrate the effectiveness of the proposed control scheme and improve significantly the transient performance.     

不确定非线性切换系统的鲁棒H∞控制

讨论了一类不确定非线性切换系统的鲁棒H∞控制问题．首先,基于多Lyapunov函数方法,设计状态反馈控制器以及切换律,使得对于所有允许的不确定性．相应的闭环系统渐近稳定又具有指定的L2-增益．该问题可解的充分条件以一组含有纯量函数的偏微分不等式形式给出,此偏微分不等式较一般Hamilton-Jacobi不等式更具可解性．所提出的方法不要求任何一个子系统渐近稳定．接着作为应用,借助混杂状态反馈策略讨论了非切换不确定非线性系统的鲁棒H∞控制问题．最后通过一个简单例子说明了控制设计方法的可行性．     

Delta算子描述系统的非脆弱H∞滤波器设计

研究了一类Delta算子描述的线性系统非脆弱H_∞滤波问题. 所设计的滤波器具有乘性的滤波器增益变化.采用线性矩阵不等式方法, 给出H_∞滤波器存在的充分条件, 所设计的滤波器在一定的乘性参数变化情况下, 仍能保证滤波误差系统渐近稳定, 且具有一定扰动抑制性能. 数值仿真例子说明了设计方法的有效性.