具有完整性的状态反馈H2最优控制器设计

基于互质分解的状态空间描述方法,给出了状态反馈下对执行器失效具有完整性的H2最优控制器的一种新的参数化形式,将具有完整性H2最优控制器设计转化为设计一严格正则的稳定控制器同时镇定对应于k个故障状态的k个辅助对象.     

H2最优控制器的不唯一性及闭环性能的改善

本文研究了H~2最优控制器的不唯一性问题,给出了H_2最优控制器集合存在的条件,并给出了一种将多变量H~2最优设计问题化为一组单变量的H~2最优设计问题的方法,给出了最优控制器集合的参数化公式,本文还给出了利用最优控制器集合中的自由参数提高闭环系统鲁棒性能及求取稳定最优控制器的方法。实例表明,这种设计方法可以充分利用控制器的自由度,实现提高系统鲁棒性以及求取稳定控制器的目的。     

具有执行器完整性的容错控制器设计

利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ方程和广义逆理论,提出一种多变量控制系统设计方法。所设计的状态反馈控制器使得闭环系统的极点配置在一指定的圆形区域内,并且系统具有良好的动态特性,在执行器失效时仍能稳定,具有完整性,进而把结果广到传感器失效的情形。设计实例验证了该方法的有效性。     

具有完整性的反馈控制器的设计

本文根据一种具有一般性的传感器与执行器失效的表示方法，针对不同回路失效，提出了系统具有完整性的充要条件。在故障条件已知时，利用互质分解技术，给出了一种对该故障具有完整性的控制器的设计方法。如果不要求系统具有完全的完整性，那么在分析与综合过程中，对象可以是不稳定的。本文也给出了一个设计示例。     

具有极点约束的输出反馈完整性控制器设计

基于LMI理论，给出了线性连续时不变系统具有极点约束的输出反馈完整性控制器存在的充分条件，并在此基础上提出一种输出反馈完整性控制器的设计方法。使得当传感器或执行器发生故障时。闭环系统渐近稳定，且闭环极点位于左半复平面的指定区域。数值示例说明了该方法的有效性。     

基于遗传算法的混合降阶H2/H∞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.     

混合H2/H∞控制问题的降阶控制器

1 引言 考虑np广义被控对象z0 z1 y=P(δ)w u=AC0 C1 C2 B1 B2D01 0 D11 D12 D21 0 w u, (1) 其中 ABCD ∶=C(δI-A)-1B+D,δ在连续和离散情形分别表示拉氏变换算子s,Z－变换算子z,x∈Rnp,y∈Rny,w∈Rnw,u∈Rnu分别为广义对象、量测、外部输入和控制变量.z0∈Rnz0,z1∈Rnz1分别为与H2,H∞指标相关的控制输出信号.所谓混合H2/H∞控制是指：设计控制器K,使得Tz0w2极小,且Tz1w∞<1.其中Tziw(δ)是从w到zi的闭环传传递函数(i=0,1).其意义在于可使系统在具有稳定性和鲁棒性的前提下,保持良好的性能.     

广义系统的H2最优控制

研究连续广义系统的标准H2最优控制器的设计问题.利用线性分式变换方法给出该系统的所有稳定化控制器的参数化形式,从而借助于两个广义H2代数Riccati方程和两个广义Lyapunov方程,分别给出该系统的一个标准H2最优控制器的设计及最优H2范数的计算.最后用一个算例进一步说明设计方法.     

大纯滞后对象的H2鲁棒控制*

本文在Ｈ２最优控制理论的框架下，针对大纯滞后对象讨论了Ｓｍｉｔｈ预估器的解析设计问题。新的设计方法在给定的框架下统一地解释了Ｓｍｉｔｈ控制器，Ｄａｈｌｉｎ控制器和ＰＩＤ控制器。     

开环稳定的H∞控制器设计方法

本文对开环稳定的Ｈ∞控制器设计问题进行了研究，在考虑最坏干扰的情况下，导出了基于观测器的、开环稳定的Ｈ∞状态反馈控制器设计方法。     

基于LMI的一类混合H2/H∞控制问题的降价控制器设计--离散情形

考虑离散系统的一类混合H2/H∞问题,引入线性矩阵不等式(LMI)方法,研究了广义对象存在无穷远零点和单位圆上零点时的降价控制器存在判据和设计准则.对于上述问题证明了:若混合H2/H∞控制问题可解,则它必须在降价控制器,并给出可行的降价控制设计方法.     

伺服电机的l^1最优抗优控制器

本文讨论了伺服电机抗扰控制器的ｌ＾１优化设计方法，证明了其ｌ＾１最优控制器的存在性和非唯一性，导出了最优控制器的通式，从而简化了设计算法。     

具有最小增益最优鲁棒控制器的设计

在具有不确定参数系统鲁棒控制器设计方法的研究领域中所要解决的问题主要有两个方面，首先就是要求具有不确定参数系统的闭环控制是稳定的，其次是要求所设计的控制器或给出的解存在的充分条件不保守越好。本文将首先给出一种鲁棒控制器解存在的充分条件以及相应的优化问题解法，并且通过定义最小状态反馈系数矩阵将鲁棒控制的系数矩阵的增益设计到最小的程度。     

基于LMI的一类混合H2/H∞控制问题的降价控制器设计--连续情形

考虑连续系统的一类混合H2/H∞控制问题,对于含无穷远零点和有限虚轴零点的奇异广义对象,引入线性矩阵不等式(LMI)方法研究了降价控制器存在判据和设计准则.文中指出,对于所述对象,若混合H2/H∞控制问题可解,则它必存在降价控制器.存在准则和设计方法分别归结到LMI的可解性及其凸优法解法.     

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.     

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.     

具有完整性的状态反馈控制系统设计理论的研究*

本文研究具有完整性的状态反馈控制系统的设计方法，主要由两部分构成，第一部分考虑对任一传感器失效具有完整性具有满足预先给定的Ｈ∞干扰衰减指标约束的控制系统综合设计问题，利用代数Ｒｉｃｃａｔｉ方程方法，给出了该总是的解，第二部分则研究使闭环系统对传感器失效具有完整性的状态反馈控制的存在条件，并给出其显示 式表示及具体设计步骤，数值例子说明了本文设计方法的有效性与直接性。     

具有预期闭环极点区域的稳定控制器的H∞优化设计方法

本文从工程应用角度出发,提出了一种将闭环极点设置于预期稳定区域的稳定控制器的H∞优化设计方法,即实参数优化求解控制器的方法.这种方法综合考虑了闭环动态性能、抗干扰、鲁棒性以及控制器本身的稳定性.实例表明,与现有的H∞设计方法相比,用本文方法设计的控制系统在不显著增大抗干扰和鲁棒性指标情况下,具有闭环动态性能良好及控制器稳定等优点,因此具有工程应用价值.     

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.     

柴油发电机组非线性H2/H∞综合控制器

独立电力系统的稳定性主要取决于柴油发电机组的转速和电压响应特性.柴油发电机组控制系统是一个非线性控制系统,转速和电压相互作用,对二者进行综合控制非常必要.为了分析系统的动态特性,首先建立柴油发电机组的非线性数学模型,然后以此为基础设计非线性H2/H∞综合控制器.将直接反馈线性化和混合H2/H∞控制理论相结合应用于柴油发...