一类大时滞网络控制系统的H_∞鲁棒控制

研究一类大时滞不确定网络控制系统的输出反馈H∞鲁棒控制问题。将具有随机大时滞的网络控制系统模型化为具有不确定系数的离散时间系统模型,然后利用构造的Lyapunov函数和线性矩阵不等式,证明并给出了输出反馈H∞鲁棒控制问题有解的充分条件。所设计的控制器使系统具有鲁棒性,能满足所给H∞范数指标。最后通过算例验证结果的有效性。     

倒立摆的H∞输出反馈设计

针对倒立摆输出反馈的鲁棒性问题,采用H∞的两块和四块问题进行系统性的优化设计,设计结果表明,这类非最小相位不稳定对象的H∞输出反馈设计缺乏鲁棒性．     

具有双层控制结构的馈能悬架输出反馈控制策略

针对悬架系统是一个复杂的多变量振动系统,单一的控制算法难以满足悬架系统的性能要求的不足,采用了双层结构控制策略,上层控制器产生下层控制器的期望输出,下层控制器跟踪上层控制器的输出。本文将馈能悬架的控制器设计问题归结为时域硬约束下的干扰抑制问题和能量回收效率的问题,上层控制器采用多目标H_∞/广义H_2输出反馈控制策略,即用广义H_2范数描述系统时域约束,用H∞范数度量系统的性能。下层采用状态反馈积分控制策略实现执行机构对上层控制输出的跟踪。仿真验证了设计的1/4车馈能悬架具有干扰抑制能力和能量回收能力。     

不确定大系统分散鲁棒H∞控制的LMI方法

针对一类由N个子系统构成且存在参数不确定性的大系统，研究其分散鲁棒H∞控制器的设计方法．目标是分别设计状态反馈控制器和基于状态观测器的输出反馈控制器．使大系统在允许的参数不确定时鲁棒稳定，并且满足H∞性能指标．采用线性矩阵不等式(LMI)的方法，分别给出了状态反馈和输出反馈分散H∞控制器存在的充分条件，利用LMI控制工具箱可方便地求解．仿真结果表明了该方法的有效性和优越性．     

基于H∞/LTR综合方法的永磁直线同步电机鲁棒控制

为了解决高精度数控机床永磁直线电机伺服系统中负载扰动及参数变化对系统性能产生影响的问题,将H_∞鲁棒控制理论和回路传递函数恢复(LTR)技术相结合,提出了一种带有观测器的H_∞/LTR综合控制方法.对系统进行目标回路设计,即在假设系统完全可测的前提下,设计一个鲁棒H_∞控制律,以满足系统性能要求; 对系统进行恢复过程设计,即通过设计观测器,使得系统在引入观测器后,目标回路传递函数得到恢复.仿真结果表明,所设计的控制器具有良好的性能,且对于模型不确定性、外部扰动等具有较强的抑制作用.     

植保机喷杆的鲁棒保性能控制

为了使植保机喷杆在作业过程中能平稳施药,基于植保机喷杆状态空间模型,应用鲁棒保性能控制理论设计状态反馈控制器,使系统在考虑模型不确定性的情况下具有鲁棒性.引入了H_∞理论来抑制外部扰动对被控输出带来的不良影响,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出了喷杆系统满足二次稳定、H_∞性能约束和存在性能指标上界的条件.仿真结果表明,所设计的控制器能使存在不确定性和外部扰动的植保机喷杆系统具备较强的鲁棒性,有效抑制喷杆的有害振动.     

倒立摆系统的H∞标准问题输出反馈控制设计

针对倒立摆不确定系统的鲁棒性问题,只考虑被控系统模型的参数摄动对闭环系统的影响,采用转化为H∞标准问题进行系统的输出反馈优化设计。设计结果表明,可以通过这种方法对一级倒立摆进行有效控制。     

基于鲁棒L_2-L_∞/H_∞的车辆底盘集成控制

基于连续时间系统的鲁棒L2-L_∞及H_∞性能判据,推导出新的状态反馈的鲁棒L_2-L_∞/H_∞控制方法,并将其转化为具有较低保守性的线性矩阵不等式组的凸优化问题。利用该方法设计车辆底盘集成控制策略,协调控制主动前轮转向系统和主动悬架系统。采用Matlab/Simulink与Carsim联合仿真对典型工况进行验证,结果表明:所设计的车辆底盘集成L_2-L_∞/H_∞控制器在车辆极限条件下具有良好的协调控制性能,能够有效提高车辆的稳定性和防侧翻能力。     

一类MIMO非线性系统的H∞回路成形控制

针对一类多输入多输出非线性系统,基于H∞回路成形控制器设计方法,提出了一种新的鲁棒控制方案.分析了实际工业控制中生产过程的复杂性,运用H∞回路成形理论设计了控制器,总结了H∞回路成形控制器的特点,并在MAT-LAB环境下对某MIMO系统进行了仿真实验,比较了各种控制方案的性能,仿真结果表明该控制方案的优越性.     

基于LMI的倒立摆系统鲁棒H∞控制器设计

利用线性矩阵不等式方法设计状态反馈H∞控制器，给出系统具有H∞性能的线性矩阵不等式的条件，并用倒立摆系统实例及其仿真来验证设计方法的有效性和优越性。     

一类时延网络控制系统的H∞控制

目的针对多时延的网络化控制系统的特点。建立了具有有限能量外部扰动的多时延网络控制系统模型，对其H∞性能加以了分析和研究，并验证所取得的理论成果．方法运用Lyapunov方法和线性矩阵不等式，对其H∞性能及控制器的设计进行了理论分析，运用消元法将其所得不等式线性化。在此基础上给出H∞控制器的具体求法．结果提出了有扰动的多时延网络控制系统的模型，分析了H∞性能，设计了y-次优输出反馈H∞控制器，得到了系统的γ-次优输出反馈H∞控制器的存在条件及具体求法．结论将传感器到控制器以及控制器到执行器的时延分开考虑。这样更加符合网络传输的实际情况，通过设计控制器，使具有扰动的多时廷网络控制系统性能有很大的改善，通过Matlab仿真证明该控制器行之有效。故该算法具有较重要的理论意义和一定的应用价值．     

电磁轴承的H∞鲁棒-模糊控制器设计

电磁力非线性,转子的动态特性复杂性及模型参数不准确是电磁轴承控制器设计不可回避的问题.考虑了电磁轴承气隙、励磁电流、转速、温度对电磁力影响及转子动态性能复杂性和模型参数摄动,结合T-S模糊模型利于解决非线性特点及H∞鲁棒控制方法抑制扰动强鲁棒性特点,设计了H∞鲁棒-模糊电磁轴承控制器.实验表明:采用H∞鲁棒-模糊控制器,电磁轴承系统具有较好的动态性能和鲁棒性能,削弱了电磁力非线性、转子的动态特性及系统参数摄动对系统性能的影响.     

基于反馈线性化H∞方法的UPFC非线性鲁棒控制器

针对一类基于电压源换流器(VSC)的FACTS装置在电力系统中面临的不确定性和干扰问题,以统一潮流控制器(UPFC)为例,基于反馈线性化H∞理论设计非线性鲁棒内部控制器.采用状态反馈精确线性化方法将考虑外干扰的UPFC五阶仿射非线性系统转化为一个线性系统,根据线性H∞理论设计线性鲁棒控制律,并通过预反馈映射得出原UPFC系统的非线性鲁棒控制律.在4机12节点电力系统中将所提控制器与传统PI控制器进行仿真对比,结果表明所提控制器在多种外部干扰下都具有良好的鲁棒性,可以更好地提高UPFC安装点附近电网的暂态稳定性和功率振荡抑制能力.     

输出反馈的局限性

基于对一非最小相位系统状态反馈和输出反馈的对比分析，指出采用最优设计可使状态反馈具有良好的鲁棒性．在最优状态反馈的基础上用观测器来形成输出反馈，给出了基于观测器的输出反馈控制器，分析表明这种输出反馈没有鲁棒性．指出因为在输出反馈中对象用的是输入输出描述，所以传递函数的非最小相位特性是使输出反馈失去鲁棒性的根源．     

饱和切换系统鲁棒H∞静态输出反馈控制

研究一类具有饱和输入的多胞不确定性离散切换系统,在平均驻留时间切换方式下的鲁棒H∞静态输出反馈控制问题.基于参数依赖间断切换Lyapunov函数和几个基本引理,通过求解LMI最优问题,设计出在平均驻留时间切换信号下,使闭环系统达到局部指数稳定的鲁棒H∞静态输出反馈控制器.仿真结果表明了所提设计方法的有效性.     

基于TCP动态网络系统模型的鲁棒H∞控制

为了降低已有系统模型对回路时间的依赖,得出TCP网络系统的延时上界,通过引入变延时,利用线性矩阵不等式（LMI）设计了鲁棒H∞状态反馈控制器.采用Lyapunov函数方法验证了网络系统的稳定性,系统能够满足指定的H∞性能指标,并且减少延时和干扰对网络系统性能的影响;利用矩阵变换方法,将研究结果转化为具有线性矩阵不等式约束的凸优化形式,以便控制器的求解.通过算例仿真表明了所设计方法的有效性和可行性.     

风电机组变桨鲁棒控制

针对风电机组输出转速稳定控制问题,提出了一种基于定量反馈理论的桨距角鲁棒控制策略.由于在随机变化风速作用下,非线性的风机模型中部分参数是变化的,提出了基于线性系统稳定性图形作为判据的定量反馈的变桨鲁棒控制器设计方法,以减弱风机模型不确定因素对输出转速的影响.结果表明,所提出的控制器对高风速区扰动风速作用下系统的输出稳定性能具有较好控制效果,并且对风电机组能量传动模型中参数不确定性具有较强的鲁棒性.     

时滞相关不确定广义系统的鲁棒H∞控制

讨论一类具有参数不确定性的状态时滞和具有外部干扰的线性广义系统的鲁棒H∞控制问题.不确定性假设是范数有界的,采用线性矩阵不等式处理方法,得到不确定时滞相关稳定性的充分条件.给出在静态输出反馈情况下的控制器设计方法,使得闭环系统是正则、无脉冲和稳定的,并且满足给定的H∞性能指标.控制器可由一组线性矩阵不等式(LMI)求解.给出的数值算例说明了该方法的有效性.     

非线性动态系统的模糊神经网络自适应H∞鲁棒控制

针对非线性动态系统不稳定性,提出了一种基于模糊神经网络的H∞鲁棒直接自适应控制方法,通过设计非线性动态系统的H∞控制器,采用模糊神经网络在线学习对动态系统的建模不确定性产生的误差,可保证不确定闭环稳定并具有H∞性能,并证明了模糊神经网络H∞鲁棒直接自适应控制系统的稳定性,仿真算例也表明了该方法具有较好的抗干扰性能、鲁棒性较好.     

LQG／LTR控制在二级倒立摆系统中的应用研究

以二级倒立摆系统为例,采用LQR状态反馈与卡尔曼状态估计相结合的方法,通过回路传输恢复LTR技术弥补LQG设计的不足,完成了LQG/LTR全状态反馈控制器的设计,并运用MATLAB语言进行仿真分析,将其仿真结果与LQR控制器进行了对比。结果表明,LQG/LTR控制在二级倒立摆系统中有效地解决了在外界干扰和量测噪声等情况下出现的不稳定问题,且具有较好的鲁棒性。