积分二次约束线性系统的H∞控制器设计:一种LMI方法

基于动态耗散理论, 给出了具有积分二次约束线性系统稳定和具有L₂有限增益的充分条件. 导出了积分二次约束线性系统H_∞ 状态反馈和动态输出反馈降阶控制器的设计方法, 并转化为多个线性矩阵不等式, 利用LMI工具箱求解.     

一类多不确定性系统鲁棒H∞控制器的LMI设计方法

对同时具有加型参数不确定性以及积分二次约束(IQC,integral quadratic constraint) 不确定性环节的一类线性系统,给出设计其鲁棒H∞状态反馈控制器和动态输出反馈降阶控制 器的设计方法.在具体推导过程中,首先基于动态耗散理论,考虑了无输入情况下系统只具不 确定性闭环环节时的鲁棒H∞稳定性问题.然后基于这一条件,针对典型的无源类和有限增益 类不确定性,推出了系统同时具有多不确定性时进行鲁棒H∞状态反馈控制器和动态输出反馈降 阶控制器设计的充分条件.所有可解条件都可化为标准的LMI(1inear matrix inequality)求解.     

带有常数干扰的正则线性系统的镇定

本文考虑带有常数干扰的抽象正则线性系统的状态反馈镇定问题.本文控制设计采用线性系统的动态补偿方法,将传统的PID控制推广到无穷维正则线性系统.通过引入积分作用,控制器可以有效地补偿常数干扰.论文给出了具体的状态反馈法则,并证明了对应闭环系统的指数稳定性.理论结果被应用于带有常数干扰的不稳定热方程,给出了控制器及其闭环系统的指数稳定性,数值仿真验证了本文理论结果的有效性.     

线性系统的状态反馈特征结构配置

一、引言关于线性系统状态反馈特征结构配置问题的研究,现已有一些结果,但这些结果或者要求了闭环极点互异,闭环极点异于开环极点等条件,或者在开、闭环公有极点存在的情况下,要求验证一系列的附加条件约束.本文给出了线性系统状态反馈特征结构配置的一种新方法,克服了文[1—4]的缺点.     

扰动下线性二次型反馈调节器的鲁棒性与灵敏度

本文考虑定常线性系统的两类扰动,利用二次型反馈词节器分别得到其鲁棒性与灵敏度的结果。     

线性系统的鲁棒状态反馈控制器

本文基于线性系统的状态反馈特征结构配置结果和矩阵特征值灵敏度分析理论,提出了线性系统的一种鲁棒状态反馈控制器,它在满足闭环系统特性要求的前提下,使得闭环极点关于系统参数摄动具有最小的灵敏度.     

不确定系统鲁棒容错H_∞控制的LMI设计方法

针对不确定线性系统.研究了执行器失效情况下鲁棒容错H∞控制问题.基于连续增益故障模式.利用线性矩阵不等式LMI推导了系统H∞指标约束下鲁棒容错镇定的充要条件.分别给出了输出反馈和状态反馈H∞控制器的设计方法.通过引入变量代换.将求解输出反馈H∞指标约束的鲁棒容错控制器的可解条件转化为标准的LMI.所获得的控制器不仅能使故障系统鲁棒稳定,并且能达到给定的H∞性能指标.仿真实例验证了所提出设计方法的有效性.     

线性多变量系统的控制Lyapunov函数构造

提出线性多变量系统控制Lyapunov函数(CLF)构造的一般方法. 先证明可以通过解一类Lyapunov方程, 得到线性系统二次型的CLF. 接着证明了对于线性系统, 这种方法可以提供所有二次型的CLF. 最后证明了若线性系统存在CLF, 那么必存在二次型的CLF. 由此完全解决了线性系统的CLF构造问题.     

二阶饱和线性系统的线性最优容错吸引域

考虑执行器故障影响,研究了二阶饱和线性系统的吸引域估计问题.通过适当定义容错吸引域,并采用椭圆逼近,使得系统的吸域域具有容错能力.为了保证容错吸引域的收敛性能,通过状态反馈将闭环系统极点配置在圆形极点区域内.基于参数空间,给出了圆形极点区域对应的反馈增益向量空间的不等式表示.在反馈增益向量窄间和执行器幅值的约束下,基于...     

一种推广的组合非线性输出反馈控制

针对多变量饱和线性系统的时变参考输入跟踪问题,研究了一种组合非线性输出反馈控制器的设计方法.基于原始的组合非线性反馈理论,构造了全阶和降阶输出反馈控制器.控制器由线性输出反馈项和非线性反馈项组成,使得闭环系统在包含于吸引域的不变集内渐近稳定.除了能够跟踪时变参考输入外,系统还具有良好的动态性能.仿真结果说明了所开发控制器的有效性.     

离散时间非线性最小相位系统的动态输出反馈镇定

研究了离散时间非线性最小相位系统的动态输出反馈镇定.首先对离散时间非线性系 统引入了逼近渐近稳定性的概念.基于此概念,提出了一种动态补偿器设计的新方法.主要结果 是,如果一非线性系统的零动态是逼近渐近稳定的,则能用动态输出反馈镇定.动态补偿器的设 计是构造性的.     

永磁同步电机高效非线性模型预测控制

永磁电机控制器要求电机有很强的转速跟踪能力,并且要保证系统参数变化及负荷扰动下系统的鲁棒性. 永磁电机包含很多不确定因素,是强耦合的非线性系统,传统的线性控制器很难对其进行控制. 针对永磁电机的转速控制构造非线性模型预测控制方法. 非线性永磁电机模型通过输入-输出反馈线性化策略解耦成为新的线性系统. 为保证可行解的收敛性,提出一种迭代二次规划方法来处理由输入-输出反馈线性化导致的非线性约束. 仿真结果表明,控制器能有效降低计算负担,具有很好的动态控制性能,能抑制转矩脉动,并保证在参数变化和负荷扰动下控制系统的鲁棒性.     

具有通信约束的反馈辅助PD型量化迭代学习控制

本文针对网络线性系统, 研究了具有通信约束的反馈辅助PD型迭代学习控制问题. 信号从远程设备传输到 迭代学习控制器过程中, 存在数据量化与数据包丢失的情况. 将数据包丢失模型描述为具有已知概率的伯努利二 进制序列, 采用扇形界方法处理数据量化误差, 提出了一种反馈辅助PD型迭代学习控制算法. 采用压缩映射法分析 证明了在存在数据量化和丢失的情况下, 所提控制算法依然可以保证跟踪误差渐近收敛到零. 并进一步对存在初 始状态偏移时所提算法的鲁棒性进行了讨论. 最后, 通过仿真示例, 对比验证了理论结果的有效性和优越性.     

基于混沌粒子群优化的约束状态反馈预测控制算法

提出一种基于混沌粒子群优化的约束状态反馈预测控制算法,用于解决带有输入约束和状态约束的控制问题.将混沌粒子群优化引入到约束状态反馈预测控制的滚动优化过程中,增强了算法在约束范围内的局部搜索和全局搜索能力.通过对一个实际的带有约束的线性离散系统控制优化问题的解决,验证了基于混沌粒子群优化的状态反馈预测控制算法的可行性和有效性,与传统的二次规划算法的比较结果说明了此算法的优越性,证明了状态反馈预测控制系统良好的鲁棒性.     

基于状态反馈线性二次型最优控制器的设计

基于状态反馈的线性二次型最优控制的研究已经取得了较好的效果,设计一款基于状态反馈的线性二次型最优控制器,并将它用在一个实际的状态方程中进行设计.该文所设计的控制系统结构简单,成本低,且易于实现.通过仿真实验以及性能指标的比较,仿真结果表明所设计的控制器是有效的,对系统的动态响应具有较好的跟踪效果,且抗扰能力较强.     

具有未建模动态和输出约束系统的自适应输出反馈控制

针对一类具有未建模动态和输出约束的输出反馈非线性系统, 提出一种自适应输出反馈动态面控制方案. 利用神经网络逼近未知连续函数, 分别设计K滤波器和动态信号估计不可测量的状态, 并处理动态不确定性. 引入障碍李雅普诺夫函数并设计自适应控制器以保证BLF有界, 从而实现输出约束. 理论分析表明, 闭环控制系统是半全局一致终结有界的, 且满足输出约束, 仿真结果验证了所提出方案的有效性.     

基于参数依赖动态输出反馈鲁棒MPC的混沌系统同步

针对离散时间不确定混沌系统的同步控制问题,提出一种基于参数依赖动态输出反馈鲁棒模型预测控制算法.首先,采用主动控制策略,将具有噪声扰动的主从混沌系统同步问题转化为鲁棒稳定性问题;然后,采用参数依赖动态输出控制器和二次有界概念,在保证闭环系统鲁棒稳定性的同时,降低算法的保守性;最后,通过附加约束条件,能够显式处理混沌系统同步中的输入约束.仿真结果表明了所提出算法的有效性.     

基于定转子电阻误差补偿的感应电动机自适应逆解耦控制研究

对于具有多变量、非线性、强耦合、慢时变等特征的异步电动机调速系统, 实现定子磁链与电磁转矩的高精度动态解耦是提高系统性能的关键. 首先通过非线性状态反馈建立感应电动机的积分逆模型, 并在此基础上提出了一个基于定、转子电阻误差补偿的感应电动机自适应逆解耦控制方法, 将补偿后的积分逆模型串联到对象的输入端建立广义被控对象. 复杂的感应电动机调速系统被解耦成电磁转矩与定子磁链的两个独立回路, 利用线性系统理论分别对独立回路进行综合设计, 实现定子磁链和电磁转矩对各自给定值的渐近跟踪. 利用Matlab进行了仿真实验, 实验结果验证了建议方案的有效性和可行性.     

精确反馈线性化在移动机器人轨迹跟踪中的应用

本文首先介绍了轮式移动机器人从原始形式到链形式的转换 ,并以此为对象 ,通过动态扩展 ,引入了精确反馈线性化的方法 ,将链形式精确地转换为输入输出线性系统 ,在此基础上 ,设计了反馈控制器对轮式移动机器人的轨迹跟踪进行控制 .仿真结果说明了方法的可行性     

鲁棒严格正实控制器设计

基于强严格正实引理使用线性矩阵不等式方法讨论了参数不确定线性系统鲁棒严格正实控制器的综合问题,提出了二次严格正实的新概念,证明了静态状态反馈解的存在性,并给出了状态反馈壮次严格正实控制器的存在条件和综合方法。