Lipschitz广义非线性系统观测器设计

研究一类广义非线性系统的观测器设计问题．首先讨论了半正定Lyapunov函数下指数1广义非线性系统稳定及渐近稳定性,然后对一类由线性和Lipschitz非线性项组成的广义非线性系统,给出了渐近稳定观测器存在的条件,并把观测器反馈增益矩阵的设计归结为广义线性系统容许控制以及奇异值计算问题,证明了若容许广义线性系统矩阵的最小奇异值大于系统的Lipschitz常数,容许控制器增益矩阵就是待求的观测器反馈增益矩阵。     

状态不可测的混沌系统不稳定平衡点控制方法

文中研究了连续混沌系统在状态信息不可测的情形下,连续混沌系统不稳定平衡点的控制问题,提出一类连续混沌系统不稳定平衡点的控制方法。首先对连续混沌系统进行状态观测器的设计,同时给出观测器增益矩阵的求解方法;然后利用观测器观测的状态进行反馈,设计连续混沌系统的状态反馈控制器,同时给出控制器增益矩阵的求解方法;最后以蔡氏电路为例对所提出的方法进行仿真分析,给出最终的仿真图形及结果。分析结果验证了文中方法的正确性和有效性。     

基于自适应滑模观测器的不匹配非线性系统执行器故障重构

针对一类含有未知干扰的不匹配非线性Lipschitz系统,提出了基于自适应滑模观测器的执行器故障重构方法.首先引入辅助输出矩阵,使得辅助输出系统的观测器匹配条件得以满足,同时设计了高增益观测器实现对未知辅助输出的精确估计;然后针对辅助输出系统建立故障重构滑模观测器,设计了自适应律在线修正滑模控制器增益,考虑故障上界未知的前提下,提出了观测器状态估计误差稳定的存在定理,运用Schur补引理将观测器反馈增益矩阵设计方法转化为求解线性矩阵不等式约束优化问题,同时引入线性变换矩阵,在故障上界未知的前提下设计了滑模控制增益,使得输出估计误差收敛稳定,确保了滑模运动在有限时间内发生,在此基础上利用等效控制输出误差注入原理实现了执行器故障重构;最后通过仿真算例验证了本文方法的有效性.     

一类线性不确定组合系统的鲁棒控制器和观测器设计*

本文研究了一类带有结构不确定性的线性组合系统的鲁控制器和观测器设计问题，文中给出一种设计分散控制器和分散观测器的方法，其中状态反馈增益 观测器增益阵由两个黎卡提议方程的解给出。     

基于观测器的不确定T-S模糊系统鲁棒镇定

为带有参数不确定性的T-S模糊控制系统提出了新的基于观测器的鲁棒输出镇定条件. 该条件用来设计模糊控制器和模糊观测器. 为了设计模糊控制器和模糊观测器, 用T-S模糊模型来表示非线性系统, 并运用平行分布补偿观念. 充分条件基于二次Lyapunov函数, 通过将模糊系统的鲁棒镇定条件表述为一系列矩阵不等式, 比以往文献中列出的条件具有更小的保守性. 该不等式为双线性矩阵不等式, 可分两步骤先后解得使T-S模糊系统镇定的控制器增益和观测器增益. 最后, 通过对一个具有不确定性的连续时间非线性系统控制的例子证明了提出方法比以往方法更宽松.     

基于观测器的鲁棒H_2控制器设计

研究了一类含有参数不确定系统的观测器型鲁棒 H2 控制器的设计问题 .基于状态反馈和观测器设计的可分离性原理 ,给出了控制器存在的充分条件和系统 H2 性能指标的一个上界 .利用线性矩阵不等式凸优化方法还得到了使该界达到最小的观测增益 .     

基于观测器的具有反馈增益变化的广义系统H∞控制

介绍了一类广义系统H∞控制器的设计过程.通过设计基于观测器的具有反馈增益变 化的广义控制器,借助于带有广义约束的广义代数Riccati不等式(GARI),给出闭环广义系统 容许且传递函数的H∞范数有界的充要条件.通过解带有广义约束的GARI得到该控制器的设 计方法,并且控制器的参数矩阵只需使观测器容许.     

基于鲁棒观测器的非线性系统滑模控制

针对一类非线性不确定时滞系统,分别考虑了观测器的设计和控制器的设计问题.首先,基于扩张状态方程,设计鲁棒观测器;其次,基于观测器估计的状态值,融合H∞控制技术,设计了滑模控制器,并且将滑模控制器增益系数的计算问题转化为线性矩阵不等式的求解问题,而且所设计的滑模控制器不要求系统不确定项满足匹配条件,使得控制器具有广泛的使用范围;最后,给出数值算例,将设计的观测器和控制器应用算例中,仿真表明该方法的有效性.     

一类不确定时滞系统的自适应控制

设计基于观测器的自适应控制器,利用Lyapunov稳定性理论分析系统的稳定性,得到利用线性矩阵不等式表示的闭环系统稳定的充分条件,观测增益矩阵和反馈增益矩阵可以通过求解线性矩阵不等式得到。通过一个实例验证所给结论的有效性。     

基于观测器的广义时滞系统弹性保成本控制

在同时考虑系统矩阵参数不确定性和控制器不确定性对系统性能影响的前提下,研究了一类基于观测器的不确定广义时滞系统的弹性保成本控制问题.基于Lvapunov稳定性理论,通过构造广义Lyapunov函数和广义二次性能指标函数,以线性矩阵不等式的形式给出了基于观测器状态反馈的弹性保成本控制器的设计方法.该控制器不仅保证了广义时滞系统是鲁棒稳定而且使其具有相应的性能指标上界.采用一种新方法将系统弹性保成本控制器设计和状态观测器增益矩阵求取转化为两组严格线性矩阵不等式的可行解问题.最后通过算例验证了该方法的可行性和有效性.     

逆系统方法中非线性系统状态观测器的应用

将Lipschitz非线性系统状态观测器设计方法应用于非线性系统的逆系统方法设计中,解决了在利用逆系统方法实现非线性系统反馈线性化的过程中由于系统状态的不可知,而使系统不能满足反馈补偿的问题。针对以往的Lipschitz非线性系统状态观测器设计方法中通过Riccati方程对增益矩阵的求取过程比较繁琐的问题,着重讨论了采用线性矩阵不等式来改进增益矩阵的求取方法,利用Matlab中的LMI工具箱对其进行求取,计算简单,并给出了证明。最后通过实例仿真,验证了方法的有效性。     

具有输入饱和的组合系统的分散控制

研究了一类具有饱和输入的组合系统的分散可镇定问题. 运用M-矩阵方法, 通过线性分散状态反馈得出具有饱和输入组合系统的可镇定的充分条件. 对于具有对称结构的组合系统, 给出了更为简单的镇定条件.     

Escalator method for determining optimal state feedback controllers for bordered unconstrained bilinear systems

A method is presented for obtaining the optimal quadratic state feedback control law of a bordered bilinear system in terms of the optimal control law of the system before bordering. The method is based on the Cholesky factorization of the system matrix which is assumed to be symmetric and positive definite. Under a certain condition on the norm of the bordering vector a simple closed-form expression for the stabilizing state feedback gain matrix is obtained.     

Output feedback stabilization of nonlinear MIMO systems having uncertain high-frequency gain matrix

The purpose of this paper is to provide a method for (semi-global) asymptotic stabilization of a nonlinear minimum-phase MIMO system, under a mild hypothesis of the so-called “high-frequency gain” matrix. This result is based on a non-trivial extension, to the MIMO setting, of the approach based on the use of extended observers. As a byproduct, a dynamic output feedback control is obtained, that asymptotically stabilizes the equilibrium of the closed-loop system, in spite of uncertainties in the high-frequency gain matrix.     

一类不确定性时滞关联大系统的分散鲁棒稳定控制器设计

对一类满足匹配条件的不确定性关联大系统，设计了基于一组线性矩阵不等式（LMI）有解的系统状态反馈镇定的充分条件。本文采用了实对称矩阵集合的最小上界定理，并对设计参数进行优化处理，从而使得所设计的控制器具有较小反馈增益。同时系统的不确定性采用区间矩阵表示，因此该设计方法具有很好的普遍性。最后给出的仿真实例说明了该方法的有效性。     

关联大系统的分散开环回路传递再

基于H∞理论和分散状态观测器,提出了不确定性关联大系统的分散开环回路传递再生 方法.给出了满足开环再生矩阵H∞范数要求的观测器的存在性.在大系统关联项块对角 奇异值分解的基础上,证明了通过解Riccati方程可以求得使开环再生差阵满足要求的分散 观测器增益阵,以实现分散开环传递再生.试验结果表明,分散开环回路传递再生控制性能 与分散状态反馈控制性能基本相同.     

Feedback of SISO bilinear systems

This note presents a method for designing the linear feedback of a single-input single-output (SISO) bilinear system. By using the concept of matrix measure guaranteed estimations are obtained for the main characteristics of the control system. These results allow a quite simple selection of the feedback gain according to the design specifications.     

基于输出反馈特征结构配置的重构控制系统设计

推出了一种利用特征结构配置设计重构控制系统的新方法. 当故障后的系统满足m+r-1≥n的条件时, 通过重新设计一输出反馈增益阵, 使重构后的闭环故障系统的特征值全部恢复到故障前的位置, 特征向量也在可配置子空间中尽量接近故障前相应的闭环系统特征向量, 从而使重构后的系统性能最大程度地恢复到故障前的系统性能. 这种方法的优点是重构系统的稳定性可得到保证, 且计算输出反馈增益阵的算法相对简单. 应用实例和仿真结果说明本文方法的有效性.     

具有方差和极点约束的不确定系统鲁棒H∞输出反馈控制

针对一类具有范数有界不确定性的连续系统和二次矩阵不等式区域,考虑系统具有方差和区域极点约束的输出反馈控制器设计问题．为此首先导出闭环系统区域稳定的充分必要条件．然后用线性矩阵不等式方法给出输出反馈控制器存在的一个充分条件．在此充分条件下闭环系统是鲁棒区域稳定的且具有H∞性能以及当干扰为白噪声信号时其稳态状态方差有限．接下来用矩阵分解方法给出输出反馈控制器增益矩阵的求解过程．最后通过一个仿真实例说明本文所提出的控制器设计方法的有效性．