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.     

分散H2／H∞状态反馈鲁棒控制设计—LMI方法

本文提出了一种大系统基于状态反馈分散Ｈ２／Ｈ∞状态反馈鲁棒控制设计方法。     

具有闭环极点位置约束的H2/H∞混合控制

主要研究系统具有闭环极点位置约束的H2/H∞混合控制问题.通过引人一个辅助性能函数,将具有极点位置和H∞性能约束的系统H2性能优化问题转化成有一个矩阵方程约束的辅助性能函数优化问题,并给出这个问题静态输出反馈解的表达式.     

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.     

基于差分进化算法和LMI方法的H2 /H∞混合控制问题的研究*

在差分进化(DE)算法和线性矩阵不等式(LMI)方法的基础上提出了一种新型混合方法来解决H2/H∞混合控制问题。对确定系统和多面体不确定系统进行了系统的研究。DE算法用来得到控制器的样本,LMI方法用来最小化系统的H2性能指标。该方法采用了不同的Lyapunov方程表达形式,因而减小了以往算法中存在的保守性问题。最后,通过引例证明了该方法的有效性。     

不确定线性系统混合H2/H∞鲁棒输出反馈控制

解决了在系统状态空间模型的状态与输出矩阵中含有范数有界 参数不确定线性系统的混合Ｈ２／Ｈ∞鲁棒输出反馈控制问题,所推导的满阶控制器对于所有呆容许的参数不确定都能满足给定的Ｈ∞干扰衰减水平,且为最坏情形Ｈ２代价函数提供了一个最优的上界,所得的结果需要求解一个含有尺度参数的修正代数Ｒｉｃｃａｔｉ方程以及三个含有尺度参数的交叉耦合非线性方程,而且也给出了一个求解这些含有尺度参数非线性方程的数值算法。     

非线性变参数系统的混合 H2/H∞控制

本文研究了一类非线性变参数系统的混合 H2/H∞ 保性能控制问题. 基于Lyapunov稳定性理论, 建立了状态反馈混合 H2/H∞ 保性能控制的可解性条件. 该条件是依赖于状态和参数的线性矩阵不等式, 显式地体现了系统的时变和非线性特性, 通过多项式平方和方法, 可以转化为优化问题. 特别地, 本文构造一种新颖的控制器和Lyapounov范数. 在此基础上, 研究了基于多项式平方技术的不确定非线性变参数系统混合 H2/H∞ 保性能控制问题. 最后, 通过倾转旋翼飞行器实例和数值仿真均验证本文方法的可行性和有效性.     

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.     

参数不确定线性系统混合H2/H∞状态反馈控制

对一类含有范数有界参数不确定线性系统的混合H2/H∞状态反馈控制问题进行了研究.给出了系统一个输出在满足给定的H∞干扰衰减约束条件下,其另一个输出的H2性能指标所满足的上界,并利用Lagrange乘子法导出了使得该界达到最小的"最优的"状态反馈控制器.结果仅需求解一个含有两个尺度参数的修正代数Riccati方程.而且数值结果表明该方法是非常有效的.     

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.     

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.     

状态时滞时变不确定系统的鲁棒H∞ 输出反馈控制器设计

主要研究了存在状态滞后的线性时变不确定时滞系统的鲁棒∞控制分析和综合问题,给出了对所有容许不确定性,被控对象可二次镇定和满足从干扰输入到控制输出的Ｈ∞范数界约束的动态输入出反馈鲁棒Ｈ∞控制分析结果,将不确定时滞系统的鲁棒Ｈ∞输出反馈控制器设问题等价对两个线性时不变系统的状态反馈标准Ｈ∞控制问题,并由此得到反馈阵和观测阵,了终得到鲁棒Ｈ∞控制器综合设计方法。     

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H 2/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H 2/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.仿真结果表明了此方法的可行性.     

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.     

遗传算法在混合H_2/H_∞优化控制设计中的应用

介绍了现已成为关键智能计算之一的一种新的全局优化搜索算法—遗传算法，并探讨了在混合Ｈ２／Ｈ∞最优指标下优化控制设计中的应用。其最大特点是：本质并行、全局优化，它不要求目标函数连续和可微，比梯度法和随机搜索算法更适合于ＰＩＤ混合Ｈ２／Ｈ∞优化问题。     

多时滞系统H∞ 鲁棒控制

文章首先提出了多时滞系统满足Ｈ∞性能指标的充分条件及带不确定性Ｒｉｃｃａｔｉ不等式具有鲁棒性的充分必要条件,然后提出了带不确定性多时滞被控对象经状态反馈后满足Ｈ∞鲁棒设计指标的充分条件。     

基于 LMI 的广义系统混合H2/ H∞优化控制

研究了广义线性系统的混合H2／H∞状态反馈优化控制问题。设计一个混合H2／H∞状态反馈控制器，在满足闭环系统的容许性及H∞范数界的同时使得H2范数极小。利用线性矩阵不等式(LMI)方法得到该控制器存在的一个充分条件，并且给出闭环系统H2范数的极小上界。     

线性时变参数系统的混合鲁棒H2/H∞控制

研究具有模型参数不确定性和外部扰动的一类系统，即线性变参数系统（LPV）。考虑参数在多胞内变化，系统状态方程可以由多胞矩阵描述，利用H2／H∞范数条件与系统状态空间实现的线性矩阵不等式（LMI）之间的等价性，来求出H2／H∞。设计问题的解，同时设计含有极点配置的多胞状态反馈控制器，使闭环系统具有所期望的混合H2／H∞性能和动态特性。给出一个弹簧阻尼器算例进行分析求解，仿真说明了系统的鲁棒稳定性和对脉冲干扰的抑制作用，验证了设计方案的有效性。     

基于粒子群优化算法的永磁同步电机H2/H∞混合控制

为了提高永磁同步电机(PMSM)控制系统的控制性能,设计了一种混合H2/H∞控制器。通过混合灵敏度方法设计系统的H∞次优控制器,采用粒子群优化(PSO)算法选取H2性能指标最小的控制器,从而得到混合H2/H∞控制器。采用仿真对所设计控制器的性能与比例积分(PI)控制器进行了对比测试,测试结果证明了混合H2/H∞控制器具有比PI控制器更好的控制效果,同时也表明采用PSO算法进行控制器设计是有效、可行的。