一类非线性系统的模糊可靠H2/H∞混合控制器设计的LMI方法

基于T-S模糊模型,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,研究一类非线性系统的模糊可靠 H2/H∞混合控制器设计问题.首先,分别以LMI形式给出了系统模糊可靠H2及 H∞ 控制器存在的充分条件和控制器设计方法;然后,给出系统混合 H2/H∞性能的可靠控制器设计方法,所设计的控制器使得故障闭环系统二次稳定,同时满足 H∞ 性能,且优化系统的H2性能指标;最后,通过数值例子验证了结论的正确性和控制器设计方法的有效性.

     

Delta算子不确定系统扩展参数依赖H∞控制

研究了含有多面体参数摄动Delta算子系统的参数依赖H∞控制问题.基于Delta算子系统有界实引理"提出了扩展参数依赖H∞性能准则.利用该准则,以参数化的线性矩阵不等式形式给出了参数依赖H∞控制器存在的充分条件,并通过求解优化问题设计控制器.研究结果表明该方法保守性较低,且物理概念清晰.数值示例验证了所提方法的有效性.

     

多输入多输出非线性多时滞系统的直接自适应模糊跟踪控制

针对多输入多输出非线性多时滞系统,提出了一种直接自适应模糊跟踪控制方案．该方案有机综合了自适应控制和H∞ 控制,构建了一种自适应时滞模糊逻辑系统用来逼近有多重时滞的未知函数;设计了H∞ 补偿器来抵消模糊逼近误差和外部扰动．根据跟踪误差给出了参数调节规律,构造了包含时滞的李亚普诺夫函数,从而证明了误差闭环系统满足期望的H∞ 跟踪性能．仿真结果表明了该方案的可行性．

     

2-D状态滞后系统的时滞相关H∞控制

研究了具有状态滞后的二维(2-D)离散线性系统的时滞相关H∞ 控制问题 .首先提出了2-D 状态滞后系统的时滞相关有界实引理,基于此引理,通过线性矩阵不等式(LMI)的可行性,设计状态反馈控制器使得闭环系统具有H∞扰动衰减度 γ;进而求解一个线性凸优化问题可得最小化γ 值. 所得的时滞相关结果可转化为时滞无关情形. 数值算例说明了所得结论的有效性和优越性.

     

多输入多输出离散系统的量化H∞滤波器设计

研究多输入多输出线性离散系统的量化H_∞滤波器设计问题.每路输出采用一个独立的静态对数量化器.采用扇形界方法描述量化误差,并将量化滤波问题转化为范数不确定系统的滤波问题.进而采用线性矩阵不等式方法设计线性H_∞滤波器,使滤波误差系统渐近稳定并具有给定的H_∞性能.数值仿真表明了设计方法的有效性.

     

一类具有状态反馈犖犆犛的H∞ 优化控制

研究一类网络控制系统（ＮＣＳ）的H∞ 优化控制问题．状态反馈是兼顾系统性能和敏感性的最有效的控制方式,因此,针对一类不确定时延和有限能量干扰输入的状态反馈ＮＣＳ,将其建模为不确定的线性时滞系统,并利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ理论和线性矩阵不等式（ＬＭＩ）研究H∞ 优化控制问题．首先给出ＮＣＳ的鲁棒稳定的充分条件;然后给出ＮＣＳ状态反馈次优和最优H∞ 控制律的设计方法．仿真结果表明了该方法的可行性和有效性．

     

基于非对称Lanczos 算法的线性分数阶系统模型降阶方法

采用非对称Lanczos 算法研究线性分数阶系统的模型降阶问题, 提出一种保持系统传递函数一定数量的分数阶矩的模型降阶方法. 根据Caputo 导数的运算法则给出线性分数阶系统的分数阶矩的计算方法; 利用非对称Lanczos 算法构造对应的非对称三对角矩阵; 根据非对称三对角矩阵的性质证明降阶系统与原系统具有相同的一定数量的分数阶矩; 给出降阶系统与原系统传递函数的误差估计, 为合理选择降阶系统的阶次提供理论依据. 数值实例的计算结果验证了所提出方法的有效性.

     

离散LPV重复过程的l2-l∞ 动态输出反馈控制

探究离散线性参数变化(LPV) 重复过程的l₂-l_∞ 动态输出反馈控制问题. LPV 重复过程是一类复杂的时变2D 系统. 对于整个参数变化空间, 传统方法是基于二次稳定框架设计过程的控制器, 具有较大的保守性. 这里利用参数依赖Lyapunov 函数, 设计离散LPV 重复过程的参数依赖鲁棒l₂-l_∞  动态输出反馈控制器, 可确保闭环离散LPV 重复过程沿通道渐近稳定, 且具有一定的l₂-l_∞  扰动抑制水平. 最后, 仿真结果验证了所提出方法的有效性.

     

具有平衡点漂移的非线性系统参数H∞ 控制

针对具有参数不确定性的非线性系统, 研究其参数H_∞ 控制问题. 首先, 当外界扰动输入为零时, 利用非线 性代数方程给出非线性系统平衡点存在区域; 然后, 当外界扰动输入不为零时, 设计状态控制器, 通过Lyapunov 函数 法, 推导出使闭环系统参数稳定且满足H_∞ 性能指标的充分条件. 仿真结果表明, 所设计的H_∞ 控制器能有效地稳定 非线性系统, 并且具有一定的H_∞ 性能指标.

     

一类丢包时延网络控制系统的鲁棒H∞ 滤波

用随机马尔可夫跳变系统描述一类具有丢包时延的网络控制系统．为这类网络控制系统设计马尔可夫跳变滤波器,保证了滤波误差系统均方意义下随机渐近稳定,且噪声信号对估计误差的影响低于指定H∞ 性能水平,滤波器参数可通过求解线性矩阵不等式得到．最后通过仿真实例验证了所得结论的正确性和滤波器设计方法的有效性．

     

具有极点约束的鲁棒H2/H∞满意容错控制

针对不确定性不满足匹配条件的随机线性离散系统,研究执行器发生故障时满意容错控制器的设计问题.在更一般的连续型执行器故障模型下,所设计的控制器可保证闭环系统同时满足区域极点指标,H_∞范数指标和 H₂性能指标约束.建立了3类指标的相容性,并给出了相容指标约束下控制器存在的充分条件和设计步骤.仿真实例验证了该方法的有效性,并通过与不考虑故障的系统进行比较,说明对系统进行满意容错控制的必要性.

     

一类不确定时滞系统的非线性H∞控制

利用Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式工具,讨论了一类不确定时滞系统的非线性H_∞控制问题.设计的非线性H_∞控制器可由线性矩阵不等式的解给出.进一步,建立一个具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,得到了不确定时滞系统的最优状态反馈H_∞控制律.仿真示例表明了该方法的可行性.

     

基于观测器的非线性系统H∞模糊可靠控制

研究了基于观测器的非线性系统H_∞模糊可靠控制问题.采用T-S模糊模型对非线性系统进行建模,用模糊观测器重构系统状态.在系统发生故障时满足给定H_∞性能的约束下,最小化正常情况下的H_∞性能,实现次优H_∞模糊可靠控制.提出了两种应用线性矩阵不等式(LMI)的H_∞模糊可靠控制器设计方法.分别采用两步法和相似变换法将双线性矩阵不等式问题转化为LMI问题.仿真示例验证了所提出方法的有效性.

     

受复杂多通道通信约束的网络化系统H2/H∞滤波

多通道网络化系统中每个通道存在不尽相同的网络不确定性因素, 使得H₂/H_∞ 滤波更加困难. 对此, 提出一种受多通道通信约束的网络化系统滤波方法. 首先, 基于最大数据包错序思想解决了传感器到滤波器之间的复杂多通道通信约束的问题; 然后, 建立了更加普适的融合多通道通信约束的滤波误差动态系统模型, 证明了在已知最长网络延时和最大连续丢包数情况下, 所设计的滤波器可使系统随机稳定且满足??2/??∞ 性能指标. 仿真结果表明该方法可行且有效.

     

基于二维混合模型的改进型重复控制器设计

针对一类线性系统,提出一种基于连续/离散二维混合模型的改进型重复控制系统设计方法.首先,通过分析重复控制系统中独立存在的控制行为和学习行为,建立了连续/离散二维混合模型,并将重复控制设计问题转化为一类连续/离散二维系统的状态反馈控制问题;然后,基于对重复控制过程的分析和二维模型,提出一种新型重复控制系统结构,并将重复控制器的设计问题转化为连续/离散二维混合系统的状态反馈设计问题;最后,应用二维Lyapunov 泛函理论和线性矩阵不等式方法,获得了重复控制器参数求解方法.

     

移动机械手运动／力鲁棒自适应轨迹跟踪

针对移动机械手控制器设计中用隐函数定理进行模型降阶时存在的一些问题,把完整和非完整约束的统一形式引入到系统的动力学模型降阶中．基于该降阶模型设计了不确定移动机械手稳定的运动／力鲁棒自适应线性参数模糊控制器．理论分析和仿真结果表明,设计的控制器简单有效．

     

基于连续故障模型的Ｄｅｌｔａ算子系统可靠鲁棒H∞ 控制

研究具有执行器故障的Ｄｅｌｔａ算子线性不确定系统的可靠鲁棒H_∞ 问题．设计控制器,确保在执行器发生故障时闭环系统仍能保持鲁棒稳定,且满足给定的H_∞ 指标．针对执行器连续故障模型,运用线性矩阵不等式方法,得到Ｄｅｌｔａ算子系统α-次优可靠鲁棒H_∞ 状态反馈控制器的存在条件和设计方法,并进一步给出了Ｄｅｌｔａ算子系统最优可靠鲁棒H_∞ 控制器的设计方法．数值算例表明,该设计方法是有效而可行的．

     

线性控制系统窗口频域分析与设计

针对局部频率范围提出了窗口H_∞范数的新概念,指出传统H_∞范数是窗口H_∞范数的特例.利用GKYP引理证明了广义界实定理,研究了线性控制系统在窗口频域的性能分析问题.基于近似模型匹配原则和广义界实定理,将控制器设计问题转化为窗口H_∞范数优化问题.仿真实例表明,窗口H_∞范数适于窗口频域的线性控制系统分析和设计.

     

一类非线性时滞系统的H∞鲁棒故障检测滤波器设计

研究一类受时变时滞影响的非线性不确定系统H_∞鲁棒故障检测滤波器设计问题.首先采用基于观测器的故障检测滤波器作为残差产生器,将故障检测滤波器设计归结为H_∞滤波问题;然后应用Lyapunov-Krasovskii方法,推导并证明了问题可解的依赖时滞的充分条件,通过求解线性矩阵不等式得到了观测器增益矩阵的解;最后通过算例验证了所提出方法的有效性。

     

一种可保证瞬态特性的改进的鲁棒模型参考自适应控制

针对典型的鲁棒模型参考自适应控制中瞬态性能无法得到保障的问题, 提出一种改进的鲁棒模型参考自适应控制器. 该控制器在标准的鲁棒自适应控制中加入??_∞ 补偿器, 以抑制闭环自适应系统中参数估计误差和不确定扰动对系统输出跟踪性能造成的不利影响. 理论分析和仿真验证表明, 所提出的控制器不但保留了典型鲁棒模型参考自适应控制的理想特性, 并且通过设计适当的??∞ 补偿器使得闭环系统的瞬态性得到了较大的改善, 其改善的程度依赖于??∞ 补偿器性能指标的大小.