基于LMI的H∞鲁棒PID控制器设计

针对一类线性系统,研究了基于H∞的鲁棒PID控制器的设计方法,使得闭环系统的所有极点均位于一个给定的LMI区域中.采用线性矩阵不等式的处理方法,证明了该问题等价于一组线性矩阵不等式的可解性问题.利用该线性矩阵不等式的可行解给出了PID控制器的构造方法,并通过现有的软件Matlab中的工具箱LMI来进行求解.该方法很好地解决了PID控制下的极点指标和H∞鲁棒控制的相容性问题.实际的工程算例验证了该方法的有效性和可行性.     

极点约束不确定系统非脆弱滤波器的设计

针对一类具有参数不确定性的线性系统,研究其闭环极点区域约束下的鲁棒非脆弱滤波器的设计问题.在对象及滤波器同时存在不确定性的情况下,控制目标要求闭环系统鲁棒稳定,干扰抑制性能指标小于给定的上界,并且闭环极点配置于复平面上指定的圆盘内.针对系统和滤波器具有乘法增益摄动的情况,以线性矩阵不等式的形式给出了非脆弱滤波器的可解性条件.数值算例表明了该方法的有效性.     

不确定系统的鲁棒状态反馈区域极点配置

针对一类范数有界参数不确定线性连续系统。研究使得闭环系统的所有极点均配置在给定扇形区域中的状态反馈控制器设计问题。利用线性矩阵不等式（LMI）处理方法,给出不确定线性系统存在鲁棒D控制的充分条件,并利用该LMI的可行解给出状态反馈控制器的设计算法和设计步骤。最后。通过一算例验证结果的正确性和有效性。     

圆盘区域极点约束鲁棒非脆弱控制

针对一类参数不确定线性系统,研究了具有圆盘区域极点约束的状态反馈鲁棒非脆弱控制器设计问题.系统中的参数不确定性满足范数有界条件,设计的非脆弱控制器具有加性和乘性不确定项.基于线性矩阵不等式(LMI),提出了将闭环系统极点配置到指定圆盘区域的状态反馈鲁棒非脆弱控制器存在的充分条件.然后利用G辅助变量替换技术拓展了圆盘极点配置的线性矩阵不等式(LMI)条件,提出保守度较低的状态反馈非脆弱控制器设计方法.数值仿真例子验证了给出的控制器设计方法的可行性.     

基于极点与输出方差约束相容性分析的状态反馈

研究一类线性随机系统的满意状态反馈,期望闭环系统同时满足给定的圆形极点与输出方差约束,先分析这两类约束指标的相容性,利用线性矩阵不等式（LMI）方法,给出与极点指标相容的输出方差上界（或下界）指标的较好取值范围,然后,对具有相容极点与输出方差指标的控制问题,给出设计理论,特别对输出方差指标是区间的情形提出一种控制设计方法,算例对所得结果及所提设计方法作了说明。     

鲁棒极点约束的T-S系统状态反馈H∞控制方法

针对T-S模糊模型描述的非线性系统,提出一种基于线性矩阵不等式(LMI)具有闭环极点约束的状态反馈H∞控制设计方法,将闭环系统稳定性和性能指标归结为线性矩阵不等式(LMI)的凸规划问题,通过求解线性矩阵不等式得到满足要求的控制器参数。以倒立摆为例,对该方法进行了验证,结果表明该方法可行有效。     

极点约束不确定系统非脆弱滤波器的设计

针对一类具有参数不确定性的线性系统,研究其闭环极点区域约束下的鲁棒非脆弱滤波器的设计问题．在对象及滤波器同时存在不确定性的情况下,控制目标要求闭环系统鲁棒稳定,干扰抑制性能指标小于给定的上界,并且闭环极点配置于复平面上指定的圆盘内．针对系统和滤波器具有乘法增益摄动的情况,以线性矩阵不等式的形式给出了非脆弱滤波器的可解性条件．数值算例表明了该方法的有效性．

     

具有执行器故障的Delta算子系统D稳定H_∞鲁棒容错控制

研究Delta算子描述的不确定线性系统在区域极点约束和H∞范数界约束下的鲁棒容错控制问题。利用线性矩阵不等式（LMI）理论,给出了在执行器失效情况下Delta算子不确定系统在区域极点约束下的鲁棒H∞容错控制存在的充分条件,并可通过求解LMI得到鲁棒容错控制器的设计。所得结果可将连续系统和离散系统的有关结果统一到Delta算子框架中。数值算例验证了该方法的可行性。     

线性系统相容指标约束下的容错控制新方法

针对一类具有范数有界不确定性不满足匹配条件的线性连续系统,对易于失效的执行器进行容错控制设计,重新研究了圆域极点指标、H∞指标和H2指标约束下的满意容错控制器的设计问题.基于线性系统的极点配置理论和H2/H∞控制理论,利用线性矩阵不等式( LMI)方法,在假设失效执行器的输出为任意能量有界信号的情况下,分析了这3类指标在相容情况下的取值范围,并在相容指标约束下得到了新的满意容错控制器的设计方法,给出了满意容错控制器的具体设计步骤.所设计的满意容错控制器使闭环系统的极点在一个给定的圆域内,并且保持着系统给定的H2/H∞性能要求.     

一类线性系统区域极点配置静态输出反馈可靠控制

考虑连续线性系统,在连续增益故障模型的前提下,提出带有执行器故障的圆形区域极点配置的静态输出反馈的可靠控制问题。本文利用线性矩阵不等式(LMI) 在考虑执行器故障模型的基础上,给出圆形区域极点配置的静态输出反馈的可靠控制器存在的充分条件。通过成果的仿真,并进一步说明当系统发生故障时,正常控制的闭环系极点可能离开所给定的圆形区域,而可靠控制的闭环系统仍然会保持极点在给定的圆形区域内。从而看出对系统进行极点配置的静态输出反馈的可靠控制的必要性。     

一种基于LMI的鲁棒故障诊断滤波器设计

研究了一类含有扰动的线性系统鲁棒故障诊断滤波器设计问题. 文中引入一种能同时体现残差对扰动信号鲁棒性和对故障信号灵敏性的性能指标, 利用H_∞理论把求解滤波器的问题转化为H_∞优化设计问题. 应用线性矩阵不等式(LMI)技术, 对此性能指标进行优化, 给出并证明了该设计问题解的存在性条件和滤波器增益阵的求解方法, 最后, 通过仿真实例验证了方法的有效性.     

一类关联时滞组合系统的H_∞滤波

针对当输入噪声为有限能量信号时的渐近稳定的线性滤波器的设计问题,基于Lyapunov稳定性理论,结合线性矩阵不等式技术,提出了一类关联时滞组合系统的H_∞滤波器的设计方案,并利用有界实引理给出了滤波器存在的一个充分条件。为了使得滤波器具有良好的稳态性能,考虑了LMI的优化问题。并将滤波器的设计问题转化为具有线性矩阵不等式约束的凸优化求解问题。通过求解一组LMI,可以得到最优滤波器。     

Delta算子系统具有圆形区域极点约束的非脆弱H∞滤波器设计: 一种LMI优化方法

研究了一类Delta算子线性系统具有圆形区域极点配置的非脆弱 H∞滤波器设计问题. 本文的目的是设计滤波器使得滤波误差系统不仅满足给定的圆点极点约束或D稳定约束, 而且从扰动输入到滤波误差的传递函数满足给定的 H∞范数约束. 所设计的滤波器具有乘性的滤波器增益变化, 基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法, 给出具有区域极点配置的Delta算子离散系统非脆弱 H∞滤波器存在的充分条件. 数值仿真例子说明设计方法的有效性以及所提设计方法具有更小的保守性.     

基于LMI的一类非线性多时滞系统的模糊H∞滤波器设计

This paper develops fuzzy H1 filter for state estimation approach for nonlinear discrete-time systems with multiple time delays and unknown bounded disturbances. We design a stable fuzzy H1 filter based on the Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model, which assures asymptotic stability and a prescribed H1 index for the filtering error system. Sufficient condition for the existence of such a filter is established by solving the linear matrix inequality (LMI) problem. The LMI problem can be efficiently solved with global convergence using the interior point algorithm. Simulation examples are provided to illustrate the design procedure of the proposed method.     

H ∞ structured model reduction algorithms for linear discrete systems via LMI-based optimisation

In this article, H _∞ structured model reduction is addressed for linear discrete systems. Two important classes of systems are considered for structured model reduction, i.e. Markov jump systems and uncertain systems. The problem we deal with is the development of algorithms with the flexibility to allow any structure in the reduced-order system design, such as the structure of an original system, decentralisation of a networked system, pole assignment of the reduced system, etc. The algorithms are derived such that an associated model reduction error guarantees to satisfy a prescribed H _∞ norm-bound constraint. A new condition for the existence of desired reduced-order models preserving a certain structure is presented in a set of linear matrix inequalities (LMI) and non-convex equality constraints. Effective computational algorithms involving LMI are suggested to solve the matrix inequalities characterising a solution of the structured model reduction problem. Numerical examples demonstrate the advantages of the proposed model reduction method.     

一类Delta算子不确定时滞系统保性能滤波

针对一类具有凸多面体参数不确定性的Delta算子时滞系统，研究其保性能滤波问题．采用线性矩阵不等式（LMI）方法，给出了滤波器存在的充分条件和显式表达式．给出的滤波器满足滤波误差动态渐近稳定和保性能方程最小．所提出的方法可将连续系统和离散系统统一到Delta算子框架下．仿真例子证明了该方法的可行性．     

奇异Markov跳跃系统的鲁棒故障检测

研究受L2有界未知输入影响的一类奇异Markov跳跃系统的鲁棒故障检测问题。采用基于观测器的故障检测滤波器（FDF）作为残差产生器,将故障检测滤波器的设计归结为随机意义下的H∞滤波问题。推导并证明了问题可解的充分条件,并通过求解线性矩阵不等式得到了故障检测滤波器参数矩阵的解。算例验证了所给算法的有效性。