具有传感器故障的不确定系统的区域稳定可靠控制

针对具有不确定性的线性系统，考虑具有更广泛意义的传感器连续故障模型，应用修正的李亚普诺夫不等式，给出了系统区域稳定的充分条件．通过求解一组LMI完成状态反馈控制器的设计，经过仿真实例验证了结果的有效性．     

考虑执行器故障梯形区域极点的可靠配置

针对一类定常线性系统,基于线性矩阵不等式（LMI）,给出梯形区域（垂直条形与广义扇形区域结合）控制器和可靠控制器的设计算法。利用比离散故障模型更具有普遍意义的连续故障模型,给出确定状态反馈可靠控制器存在的充分条件,通过求解LMI,确定状态反馈的可靠控制器的参数矩阵。由所设计的可靠控制器构成的闭环系统能够抵御执行器发生的故障,使闭环系统的极点始终保持在所指定配置的梯形区域内。一个数值例子说明所给出方法的有效性及可行性。     

基于传感器与执行器同时失误的鲁棒可靠 H∞控制

讨论线性不确定系统的鲁棒可靠H∞控制问题。对于执行器和传感器同时失误的情况，基于线性矩阵不等式方法，给出了经估计状态反馈可靠H∞控制的设计方案。采用该方案设计的可靠控制系统，不仅在系统运行良好的条件下，而且在系统的传感器和执行器元件均出现失误的情况下，仍能确保系统内部状态的稳定性，并同时满足给定的H∞性能指标。最后，以一个数值调子说明了所给出结论的有效性。     

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。     

考虑执行器故障的线性系统H∞可靠控制

针对线性定常系统，采用比离散模型更一般的连续增益故障模型，提出了考虑执行器故障的H∞可靠控制问题。利用LMI分别给出了多故障H∞可靠控制器和单故障H∞可靠控制器的存在充分条件和设计方法。在故障情况下，保证闭环系统渐近稳定和在可接受的性能指标的基础上，无故障的正常情况下的指标得到优化。在仿真实例中，不仅验证所提出方法的可行性；而且通过比较正常H∞控制器和H∞可靠控制器的控制效果看出，对系统进行最优H∞可靠控制器设计的必要性。     

部分扇形区域极点配置的可靠控制

针对线性定常系统,采用连续增益故障模型提出了考虑执行器故障的部分扇形区域极点配置的可靠控制问题.当系统发生故障时,正常控制的闭环系统极点可能跳出所给定的复平面区域,而可靠控制的闭环系统仍然保持极点在指定的区域内。本文利用线性矩阵不等式(LMI)给出了部分扇形区域极点配置的可靠控制器存在的充分条件。研究成果的仿真,不仅验证所提出方法的可行性;而且比较了部分扇形区域极点配置正常控制器和可靠控制器的控制效果。进一步看出对系统进行可靠极点配置的必要性。     

一类不确定线性系统圆盘极点鲁棒可靠配置

针对一类不确定线性系统,基于线性矩阵不等式（LMI）,给出状态反馈鲁棒控制器的设计算法。利用比离散故障模型更具有实际意义的连续故障模型,给出确定状态反馈鲁棒可靠控制器存在的充分条件,通过求解LMI,确定鲁棒可靠控制器的参数矩阵。所给出的鲁棒可靠控制器,不仅可以保持不确定闭环系统的极点保持在圆盘内,而且能够抵御执行器故障对圆盘极点的影响。一个数值例子说明所给出方法的有效性及可行性。     

具有混合故障模型的时滞系统的可靠控制

针对线性定常时滞系统,基于Lyapunov稳定性理论,讨论考虑执行器具有混合故障的系统存在可靠控制器的充分条件,并结合时滞系统相关处理方法和线性矩阵不等式完成状态反馈可靠控制器的设计.数值仿真验证了本文控制器设计方法的可行性.     

具有不确定性的线性系统可靠跟踪控制

针对一类不确定线性定常系统，提出了考虑执行器故障的可靠跟踪控制器设计问题。在更一般、更实际的执行器故障模型的基础上，给出了系统输出渐近跟踪参考输入信号的可靠跟踪控制存在的充分条件。通过求解LMI完成状态反馈可靠控制器的设计。利用数例仿真验证了所设计方法的可行性，并且通过可靠跟踪系统与不考虑故障的标准跟踪控制系统的比较．进一步说明对系统进行可靠跟踪控制的必要性。     

考虑执行器故障的不确定线性系统可靠跟踪控制

针对具有不确定性的线性定常系统，提出了考虑执行器故障的可靠跟踪控制器设计问题．在更一般且更实际的执行器故障模型基础上，给出了系统输出渐近跟踪参考输入的可靠跟踪控制存在的充分条件，通过求解LMI完成状态反馈可靠控制器的设计，仿真实例验证了该设计方法的可行性，并且通过与不考虑故障的正常控制系统的比较，进一步说明对系统进行可靠跟踪控制的必要性。     

Periodic stabilizability of switched linear control systems

Stabilizability via direct/observer-based state feedback control for discrete-time switched linear control systems (SLCSs) is investigated in this paper. For an SLCS, the control factors are not only the control input but also the switching signal, and they need to be designed in order to stabilize the system. As a result, stabilization design for SLCSs is more complicated than that for non-switched ones. Differently from the existing approaches, a periodic switching signal and piecewise constant linear state feedback control are adopted to achieve periodic stabilizability for such systems. It is highlighted that multiple feedback controllers need to be designed for one subsystem. For discrete-time SLCSs, it is proved that reachability implies periodic stabilizability via state feedback. A necessary and sufficient criterion for periodic stabilizability is also established. Two stabilization design algorithms are presented for real application. Moreover, it is proved that reachability and observability imply periodic stabilizability via observer-based feedback for discrete-time SLCSs. Periodic detectability, as the dual concept of periodic stabilizability, is discussed and the stabilization design algorithms via observer-based feedback are presented as well.     

线性时滞系统的时滞相关无源控制

讨论了线性时滞系统的时滞相关无源性及无源控制问题.首先,建立了一个基于二次型项的积分不等式.然后,利用这一不等式,采用Lyapunov_Krasovskii泛函方法,获得了系统基于线性矩阵不等式(LMI)的时滞相关无源条件,不必对系统进行模型变换.利用这一条件,给出了无记忆状态反馈无源控制器的设计方法.最后,用一个数值例子说明了该方法所得结果较已有文献具有较小的保守性.     

Dissipative control for linear systems by static output feedback

In this article, the problem of static output-feedback dissipative control is investigated for linear continuous-time system based on an augmented system approach. A necessary and sufficient condition for stability and strict (Q,S,R)-dissipativity of the closed-loop system is established in terms of a matrix inequality with free parametrisation matrix. An equivalent characterisation with some slack matrices for numerical solvability is then proposed. Based on this, a necessary and sufficient condition for the existence of a desired controller is given, and a corresponding iterative algorithm is developed to solve the condition. The effectiveness of results developed in this article is demonstrated by some numerical examples.     

多自由度遥操作机器人可靠性控制研究

本文针对多自由度遥操作机器人的可靠性控制问题进行了研究,采用时延估计在线获得机器人系统的未知动力学和外界干扰,并在控制过程中加以补偿.这里,我们利用一些满足一定概率分布的不相关的随机变量来表示遥操作机器人的概率性执行器故障.通过考虑遥操作机器人的概率性执行器故障和控制时变时延,我们建立了新的遥操作机器人模型.在此基础上,研究了遥操作机器人的可靠性控制.通过使用Lyapunov稳定性方法和随机系统理论,得到了遥操作机器人的执行器概率分布依赖的渐近均方稳定的充分性条件,其中该条件是以线性矩阵不等式的形式给出,从而非常便于计算机转化为凸优化问题进行求解.最后用一个仿真算例来验证本文给出方法具有以下作用:首先,在考虑遥操作机器人的概率性执行器的故障的情况下,本文提出方法可以很容易地得到控制输入时延的上界;其次,在不考虑遥操作机器人执行器故障时,本文提出方法依然可以使用;最后,在考虑遥操作机器人的概率性执行器故障时,本文提出的方法都可以为其设计理想的控制器.     

Reliable guaranteed cost control for linear state delayed systems with adaptive memory state feedback controllers

This paper deals with the problem of reliable guaranteed cost control for linear time‐delay systems via state feedback against actuator faults. Based on indirect adaptive method, the proposed delay‐dependent memory controller with variable gains is established, whose gains are affinely dependent on the online estimations of fault parameters. In the frameworks of linear matrix inequalities, sufficient conditions with less conservativeness than those of the traditional controller with fixed gains are derived such that the closed‐loop system is asymptotically stable and the cost function value is minimized in both normal and faulty cases. Numerical examples are given to illustrate the effectiveness of the proposed method. Copyright © 2008 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society     

Output-feedback control for switched linear systems subject to actuator saturation

This article is devoted to the output-feedback ?_∞ control problem for switched linear systems subject to actuator saturation. We consider both continuous- and discrete-time switched systems. Using the minimal switching rule, nonlinear output feedbacks expressed in the form of quasi-linear parameter varying system are designed to satisfy a pre-specified disturbance attenuation level defined by the regional ?₂ (?₂)-gains over a class of energy-bounded disturbances. The conditions are expressed in bilinear matrix inequalities and can be solved by line search coupled with linear matrix inequalities optimisation. A spherical inverted pendulum example is used to illustrate the effectiveness of the proposed approach.     

线性时滞广义系统的时滞相关H∞控制

讨论线性时滞广义系统的时滞相关H∞控制.首先利用Park不等式建立了一个基于二次型项的积分不等式,然后利用Lyapunov_Krasovskii泛函方法,获得了系统经慢子系统的无记忆状态反馈后不仅内部稳定,而且具有给定的H∞性能的,基于LMI的时滞相关充分条件.数值例子表明本文方法所得结论较已有文献具有较小的保守性.     

线性多时滞不确定离散时间线性系统的时滞相关H∞控制

讨论了线性多时滞不确定离散时间线性系统的时滞相关H_∞控制问题．首先,建立了一个基于二次型项的有限和不等式．然后,利用这一不等式,采用Lyapunov-Krasovskii泛函方法,获得了系统不仅内部稳定而且具有给定的H_∞性能的时滞相关条件,同时以LMI的形式给出了无记忆H_∞控制器的设计方法．最后,数值例子说明了本文方法的有效性．     

一类受扰线性采样数据系统的鲁棒执行器故障估计

针对一类含有外部干扰的线性采样数据系统, 本文研究了执行器故障估计问题. 首先, 文章设计了一种用于估计系统执行器故障的鲁棒故障估计观测器, 在连续采样时间间隔内, 观测器增益矩阵指数变化. 之后, 通过联合增广状态估计误差与故障误差, 并利用Lyapunov-Krasovskii泛函和线性矩阵不等式技术, 给出了保证误差系统全局渐近稳定的充分条件. 同时, 建立的线性矩阵不等式条件涉及调谐参数和最大采样间隔, 可以较好改善状态和故障估计性能. 最后, 通过对某型民航飞机模型实例进行仿真, 验证了本文所提方法具有更好的跟踪效果