针对一类执行器故障连续系统的保性能控制设计

本文利用线性矩阵不等式 (LMI)方法 ,讨论了一类存在执行器故障不确定连续系统的保性能控制问题 ,给出了故障时系统保性能状态反馈控制器存在的充分条件并应用基于LMI的凸优化方法实现了针对系统故障的最优保性能状态反馈控制器设计。仿真实例验证了该方法的有效性。     

一类线性网络控制系统鲁棒L1控制

研究一类网络控制系统(NCS)的L1控制问题.针对一类具有时延和丢包的网络控制系统,将其建模为线性时变时延系统,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法建立具有鲁棒L1性能约束的状态反馈控制器.首先给出闭环系统渐近稳定且具有峰—峰值性能约束的充分条件,然后给出网络控制系统状态反馈控制器L1控制率的设计方法,最...     

网络控制系统H∞保成本控制分析

研究了网络控制系统在比例积分输出反馈控制器下的H∞保成本控制问题．针对二次型成本函数，以及传感器与控制器、控制器与执行器之间均存在网络的网络控制系统，利用李亚普诺夫理论和线性矩阵不等式，得到了不仅使闭环系统稳定，而且使成本函数不超过某个确定上界的H∞保成本控制存在的条件；进一步给出了H∞保成本控制的设计方法．最后举例说明该方法的可行性．     

短时延广义网络控制系统的指数保性能控制

本文基于标称点方法,在短时变时延条件下,研究了广义网络控制系统的指数稳定保性能控制问题.基于李雅普诺夫稳定性判据和线性矩阵不等式技术,给出了使得系统能够指数稳定且满足二次型性能指标的状态反馈控制器存在的条件和设计方法.通过采用标称点方法,有效地解决了现有方法没有考虑网络诱导时延与系统保守性的关系且适用范围有限的问题,并通过算例验证了有效性.由于建模过程中充分考虑了系统的保守性,相比之下获得了更好的二次型性能指标值.     

基于LMI 的不确定随机系统输出反馈保性能控制

针对一类不确定连续随机系统,研究了具有输出反馈控制器的保性能控制．首先,对于范数有界 的不确定随机系统,得到了具有输出反馈控制器的闭环系统的二次型性能指标的上界一般形式．其次,应用 线性矩阵不等式技术,研究了其闭环系统的二次稳定和二次保性能稳定;并且依据线性矩阵不等式优化方法, 得到了使闭环系统渐近稳定的最优输出反馈保性能控制器．最后,给出仿真算例,验证本文方法的可行性和 有效性．     

带不确定时滞的中立型系统之鲁棒非脆弱保性能控制

针对一类动态不确定时滞中立型系统,研究了非脆弱鲁棒保性能控制器设计问题.考虑的中立型系统和状态反馈控制器均具有不确定性.在适当的假设下利用Lyapunov稳定性方法,以线性矩阵不等式的形式,给出了使该动态时滞不确定中立型系统二次稳定及非脆弱鲁棒保性能状态反馈控制器存在的充分条件.通过求解相应的线性矩阵不等式就可得到系统的非脆弱鲁棒保性能控制器,同时也能保证二次性能函数不超过一个确定的界.最后,用数值仿真验证了所给方法的可行性.     

不确定线性时滞随机系统的最优保性能控制

对一类具有状态时滞的不确定线性随机系统,研究了保性能状态反馈控制律的设计问题。采用线性矩阵不等式方法和伊藤公式,导出了保性能控制律的存在条件。进而,通过求解一个线性矩阵不等式约束的凸优化问题,提出了最优保性能控制律设计方法。最后用数值例子说明了该方法的有效性。     

变采样网络控制系统的最优保性能控制

研究了一类不确定时延网络控制系统的最优保性能控制问题.针对线性时不变控制对象,控制器和控制对象采用时间-事件驱动,系统成为变采样网络控制系统,考虑在不确定时延小于或者等于一个变采样周期时,基于动态输出反馈对变采样网络控制系统进行建模,利用线性矩阵不等式研究了系统的保性能控制,并设计了保性能控制率和最优保性能控制率,最后给出实例表明在最优保性能控制率的控制下系统稳定.     

不确定网络控制系统具有H ∞性能界的鲁棒控制

针对闭环网络控制系统,在考虑网络数据传输可能发生丢包的情况下,提出了一类不确定切换系统模型.为了量化网络数据丢失的影响,根据网络特点给出了网络传输数据丢包率的数学定义,进一步研究了此类切换系统在某种程度的数据丢包率影响下具有一定H∞性能界的鲁棒状态反馈控制问题.应用H∞鲁棒控制理论及线性矩阵不等式技术得到了全状态反馈控制器的设计方法,以一组线性矩阵不等式表示其主要结果.最后给出了一个具体的数值示例.     

长时延和丢包的网络控制系统保性能控制

为了研究具有长时延和丢包的网络控制系统保性能控制问题,假设传感器由时钟驱动,控制器和执行器由事件驱动,网络时延在两个采样周期之间,丢包具有马尔科夫跳变特性,利用状态增广的方法,把具有长时延和丢包的网络控制系统建模为具有两种运行模式的离散时间马尔可夫跳变系统,把网络时延转化为系统参数矩阵的不确定性.在此基础上,利用马尔可夫线性跳变系统理论和线性矩阵不等式方法,推导出使网络控制系统随机稳定的保性能控制律存在的充分条件,并给出了设计方法.数例仿真说明了所用方法的有效性.     

具有数据包丢失的网络控制系统保性能控制

本文研究了一类具有数据包丢失的网络控制系统(NCSs)的建模和保性能控制问题.通过用两个马尔可夫链分别来描述前向通道和反馈通道的丢包过程,将闭环网络控制系统建模成具有两个模式的马尔可夫随机切换系统.基于线性矩阵不等式技术和李亚普诺夫方法得到了闭环系统随机稳定的充分条件,并给出了状态反馈保性能控制器的设计方法.最后通过数值算例验证本文结果的有效性.     

具有随机长时延的网络控制系统保性能控制

本文研究了一类具有随机长时延离散时间网络控制系统(NCSs)的建模和保性能控制问题.用两个马尔可夫链分别来描述反馈通道和前向通道的网络诱导时延,基于采用现有最新数据的原则,将闭环NCS建模成一个与当前时刻和过去时刻网络诱导时延有关的马尔可夫随机时滞系统.应用线性矩阵不等式技术和李亚普诺夫方法得到了闭环NCS随机稳定且具有二次性能指标上界的充分条件,并给出了状态反馈保性能控制器的设计方法.最后,通过数值算例验证了本文方法的有效性.     

不确定系统的网络化保性能控制

本文针对控制网络中存在着随机传输时延和数据包丢失的现象,考虑了网络化控制系统的状态反馈保性能控制器设计问题.首先采用时滞相关方法并引入自由权矩阵,给出了基于矩阵不等式的网络化二次型保性能控制器存在的充分条件,然后基于该充分条件获得了基于线性矩阵不等式的控制器设计方法,相应的网络化保性能控制律可以通过求解线性矩阵不等式来构造,并采用锥互补线性化算法给出了网络化次优保性能控制器的设计方法.最后数值示例演示了所得控制器设计结果的应用方法和有效性,并通过仿真比较了传统保性能控制器和网络化保性能控制器在网络化控制系统中的控制性能.     

不确定奇异时滞系统的保性能控制

利用线性矩阵不等式方法,讨论不确定性奇异时滞系统的保性能控制问题,给出了问题可解的一个充分条件和保性能鲁棒控制器的设计,以及相应的可保性能指标.最后举例说明了所提出方法的正确性.     

Nonlinear robust state feedback control system design for nonlinear uncertain systems

This paper presents a systematic approach to the design of a nonlinear robust dynamic state feedback controller for nonlinear uncertain systems using copies of the plant nonlinearities. The technique is based on the use of integral quadratic constraints and minimax linear quadratic regulator control, and uses a structured uncertainty representation. The approach combines a linear state feedback guaranteed cost controller and copies of the plant nonlinearities to form a robust nonlinear controller with a novel control architecture. A nonlinear state feedback controller is designed for a synchronous machine using the proposed method. The design provides improved stability and transient response in the presence of uncertainty and nonlinearity in the system and also provides a guaranteed bound on the cost function. An automatic voltage regulator to track reference terminal voltage is also provided by a state feedback equivalent robust nonlinear proportional integral controller. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

不确定时滞系统的模糊保成本控制

研究一类用T－S模糊模型描述的不确定时滞系统的鲁棒保成本控制问题，提出了系统存在保成本控制律的充分条件，基于LMI给出了系统设计状态反馈模糊保成本控制器的新方法，仿真结果证明了该方法的有效性。     

压水堆功率跟踪自适应保性能控制器设计

针对压水堆动态模型的高度非线性和不确定性特点,本文提出一种自适应保性能跟踪控制器(adaptive guaranteed cost control,AGCC)设计方法.首先以堆芯的点堆方程为基础,引入功率跟踪误差的积分项,构造反应堆的增广状态空间模型,再结合线性参数变化(linear parameter varying,LPV)理论,建立了堆芯系统的多胞LPV模型.该控制器的控制输入由状态反馈控制和不确定性补偿组成,结合保性能控制理论和多胞模型理论,求解线性矩阵不等式得到变增益状态反馈矩阵,确保闭环系统全局渐近稳定;利用李亚普诺夫稳定理论得到不确定性参数的自适应律,实现对系统不确定性的动态补偿.仿真结果表明,该控制器不仅对系统不确定项具有自适应性,而且有较好的负荷跟踪性能.     

Output feedback guaranteed cost control of networked linear systems with random packet losses

This article is concerned with the output feedback guaranteed cost control problem for a class of networked control systems (NCSs) with both packet losses and network-induced delays. The packet-loss processes in the forward channel and the backward channel are modelled as two Markov chains. The dynamic output feedback controllers are considered, and the closed-loop NCS is modelled as a discrete-time Markovian system with two modes and unit time delay. By using a properly constructed Lyapunov function and the state transformation technique, a sufficient condition is derived for the closed-loop NCS to be mean-square exponentially stable and ensure a decay rate that can be tuned according to the packet loss situations in the networks. Moreover, design procedures for the guaranteed cost controllers are also presented based on the obtained stability condition and guaranteed cost performance result. Finally, an illustrative example is given to demonstrate the effectiveness of the proposed results.     

基于T-S模型的非线性时滞系统非脆弱保性能模糊控制

针对一类用T-S模糊模型描述的非线性时滞系统,采用状态反馈的并行分布补偿方法,研究其保守性较小的非脆弱保性能模糊控制问题,使闭环系统在控制器存在加性摄动的情况下,其闭环性能指标值低于确定的上界.利用线性矩阵不等式处理方法,导出了非脆弱保性能模糊控制律的存在条件,通过建立和求解一个线性矩阵不等式问题,给出了非脆弱保性能模糊控制律的设计方法.仿真结果表明了所提出方法的有效性.