基于多模型IMC-PID的三水箱液位控制算法研究

针对具有非线性、大惯性、时滞性的三容水箱液位过程系统,通过建立多个模型和设计对应的IMC-PID控制器来获取更好的系统性能指标。根据系统的非线性程度,在不同液位高度分别建立多个局部线性系统模型来拟合全局非线性系统模型;采用最小二乘算法和粒子群算法分别对模型参数进行辨识;采用内模算法对所辨识的多个局部线性系统模型分别设计相应的局部控制器,并转化为PID形式。通过Matlab软件仿真可以看出,基于多模型IMC-PID的三水箱液位过程控制算法改善了系统的性能指标。     

H_2/H_∞鲁棒控制器设计的线性矩阵不等式方法

对于一类同时具有H2和H∞性能指标约束的线性系统,基于线性矩阵不等式处理方法(LMI),设计了系统的状态反馈控制器。通过LMI工具箱提供的求解器,可以方便、有效地得到所求控制器的参数化表示。仿真结果表明了混合H2/H∞控制对干扰抑制的有效性。     

基于TCP动态网络系统模型的鲁棒H∞控制

为了降低已有系统模型对回路时间的依赖,得出TCP网络系统的延时上界,通过引入变延时,利用线性矩阵不等式（LMI）设计了鲁棒H∞状态反馈控制器.采用Lyapunov函数方法验证了网络系统的稳定性,系统能够满足指定的H∞性能指标,并且减少延时和干扰对网络系统性能的影响;利用矩阵变换方法,将研究结果转化为具有线性矩阵不等式约束的凸优化形式,以便控制器的求解.通过算例仿真表明了所设计方法的有效性和可行性.     

重复控制系统中低通滤波器与输出反馈控制器同时设计

针对具有时变范数有界不确定性的线性系统,为了有效地抑制周期性扰动和跟踪周期性参考输入信号,提出一种同时设计重复控制器中的低通滤波器和输出反馈控制器的方法。首先,将重复控制系统转化为时滞系统;采用 lyapunov稳定性理论得到该时滞系统的鲁棒稳定性条件。基于此条件,将设计低通滤波器和输出反馈控制器的问题转换成一个非线性矩阵不等式求解问题,利用线性矩阵不等式方法(LMI)、锥补线性化方法(CCL),通过所提出的迭代算法计算低通滤波器最大的剪切频率及其对应的输出反馈控制器参数。仿真示例验证了所提出方法的有效性。     

不确定多时滞非线性系统的H∞模型简化问题研究

为得到H∞模型简化问题的更具一般性的结论，利用线性矩阵不等式方法研究了一类不确定有界的多时滞非线性系统的H∞模型简化问题。给出了该类问题有解的充分条件和简化模型的求解步骤。文中指出只要相应的矩阵不等式的正定解存在，就能够将研究的系统简化为低阶线性时滞系统、线性系统甚至零阶输入输出映射。算例仿真表明简化的模型能够较好地近似原复杂系统。     

H2/H∞鲁棒控制器设计的线性矩阵不等式方法

对于一类同时具有H2和H∞性能指标约束的线性系统,基于线性矩阵不等式处理方法（LMI）,设计了系统的状态反馈控制器。通过LMI工具箱提供的求解器,可以方便、有效地得到所求控制器的参数化表示。仿真结果表明了混合H2/H∞控制对干扰抑制的有效性。     

网络化Lipschitz非线性系统的H∞输出反馈控制

研究具有对数量化和马尔可夫链数据包丢失的网络化Lipschitz非线性系统的H∞动态输出反馈控制问题.采用增广状态空间法,将闭环网络化控制系统转化为马尔可夫跳变系统,给出以线性矩阵不等式描述的H∞动态输出反馈控制器存在的充分条件,所设计的控制器可以通过解线性矩阵不等式求出.仿真示例验证了所提方法的有效性.     

基于新稳定条件的非线性系统的容错控制

研究了非线性系统中部分执行器可能失效的T—S模糊系统的容错控制问题。基于新的稳定性条件,采用线性矩阵不等式的方法,得出了系统在执行器故障时控制器存在的充分条件。在此条件下所设计的控制器,不仅使闭环系统渐近稳定而且具有适当的性能指标。仿真结果表明了该方法的有效性。     

带有时变时滞的线性系统的采样控制

讨论了带有时滞的线性系统的采样控制问题.利用李亚普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式方法,以线性矩阵不等式的形式,给出了线性时滞系统存在镇定采样控制律的时滞相关判别条件.当采样控制律的采样周期不大于一个固定上界时,可以镇定线性时滞系统.采样控制律的设计方法以参数形式给出.通过一个数值例子的采样控制律的设计说明了所给设计方法的有效性.     

不确定时变时滞系统的鲁棒最优Ｈ∞ 控制

针对一类参数不确定时变时滞线性系统,研究了鲁棒最优H∞控制器的设计问题.首先利用积分不等式和引入自由权矩阵的方法,得到了系统稳定及H∞反馈控制器存在的充分条件;然后将其转化为线性矩阵不等式(LMI)表示,通过线性矩阵不等式的可行解构造控制器,保证了闭环系统渐近稳定且满足一定的H∞干扰抑制水平,得到的稳定化条件是依赖时滞大小且不要求时滞函数的导数信息,即适用于时滞快速变化的系统.算例表明了该方法的可行性.     

帆船的模糊自适应控制方法研究

针对非线性、时变的帆船航行系统,提出了一种基于T-S模糊模型的帆船模糊自适应控制新方法.该方法采用T-S模糊模型,将舵角的非线性控制局部线性化,设计相应的局部线性控制器,通过模糊推理综合各局部线性控制器的输出,得到全局控制量.利用线性神经网络技术的自学习技术,获取模糊推理规则,优化模糊控制器的参数,提高系统的自适应性.仿真结果表明,该方法能实现对帆船航向的智能控制,具有一定的实际应用价值.     

Linearization of T-S fuzzy systems and robust H_∞ control

Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy model is difficult to be linearized because of membership functions included. So, novel T-S fuzzy state transformation and T-S fuzzy feedback are proposed for the linearization of T-S fuzzy system. The novel T-S fuzzy state transformation is the fuzzy combination of local linear transformation which transforms local linear models in the T-S fuzzy model into the local linear controllable canonical models. The fuzzy combination of local linear controllable canonical model gives controllable canonical T-S fuzzy model and then nonlinear feedback is obtained easily. After the linearization of T-S fuzzy model, a robust H _∞ controller with the robustness of sliding model control (SMC) is designed. As a result, controlled T-S fuzzy system shows the performance of H _∞ control and the robustness of SMC.     

A kind of fuzzy control for chaotic systems

As for dynamic systems with complex,ill-condi-tioned,or nonlinear characteristics,the fuzzy modelbased on fuzzy sets is a very useful method to describethe properties of the dynamic system using fuzzy infer-ence rules.Many kinds of fuzzy models for modeli…     

基于T-S双线性模型的非线性关联大系统的分散控制

对一类由Takagi-Sugeno(T-S)双线性模型描述的非线性关联大系统,研究了其分散状态反馈控制问题.根据Lyapunov稳定性分析理论和并行分布补偿(PDC)算法,导出了闭环关联大系统渐近稳定的充分条件,该条件比现有结果具有更小的保守性.设计出了相应的分散模糊控制器,并将其转化成为一个受线性矩阵不等式(LMIs)约束的凸优化问题.最后,通过仿真例子验证了所提方法的有效性.     

基于T—S模型的不确定切换系统的鲁棒H∞可靠控制

提出一种基于局部T-S模型不确定切换系统的可靠控制方法,将输入空间划分为若干个区域,在每一区域内构建局部T-S模型并设计相应的控制器;这样由于模糊论域的变小而提高了逼近精度,然后再通过多模型切换控制,实现对整体非线性系统的逼近与控制．在此,利用并行分布补偿技术（PDC）,借助于LMI和凸优化方法,得出系统鲁棒凡可靠控制器的解析式．     

非线性系统模糊平滑切换多模型控制

研究了一类可以平滑切换时刻输出跳变的多模型切换控制器的设计问题,基于T-S模糊模型提出一种非线性系统模糊平滑切换多模型控制,将输入空间划分为若干个模糊区域,使区域边界模糊化,在每一区域内设计局部T-S模型和控制器,从而使控制器切换在模糊了的边界处进行,保证了切换过程中系统状态轨迹的平滑性.仿真结果证明了方法的有效性.     

量化非线性网络控制系统的建模与分析

研究了一类量化非线性网络控制系统.将网络控制系统的时延看成是分段时变的网络时延,利用T-S模糊模型的方法来设计非线性网络控制系统的模型,并在模型建立过程中考虑传感器与控制器以及控制器与执行器之间两个量化器的影响.系统的稳定性条件可以表示成一组线性矩阵不等式的形式.最后通过数值例子来例证所述方法的有效性.     

中立型模糊时滞系统的非易碎保成本控制

研究一类中立型T-S模糊时滞系统的非易碎保成本控制问题,目的是设计非易碎状态反馈模糊控制器,使得对所有容许的控制器增益扰动,闭环系统是渐近稳定的且成本函数具有有限的上界.以LMI的形式给出了所考虑的控制器的存在条件,同时提供了所求控制器的设计方法.算例和仿真验证了设计方法的有效性.     

非线性系统模糊平滑切换多模型控制

研究了一类可以平滑切换时刻输出跳变的多模型切换控制器的设计问题,基于T-S模糊模型提出一种非线性系统模糊平滑切换多模型控制,将输入空间划分为若干个模糊区域,使区域边界模糊化,在每一区域内设计局部T-S模型和控制器,从而使控制器切换在模糊了的边界处进行,保证了切换过程中系统状态轨迹的平滑性.仿真结果证明了方法的有效性.