一类随机系统基于干扰观测器的抗干扰控制

针对一类带有多源干扰的随机系统,研究其抗干扰控制问题.针对可以由未知参数的外源系统产生,代表频率、振幅和初相都未知的干扰,构建随机自适应干扰观测器对其进行估计.基于此,结合自适应控制和随机控制的方法,提出基于干扰观测器的抗干扰控制策略,保证复合系统的所有信号均为均方渐近有界.仿真结果验证了所提出方法的正确性和有效性.     

随机多源干扰系统的复合DOBC和容错控制

针对一类带有多源干扰和常值故障的随机系统,研究其抗干扰和故障诊断问题.多源干扰包括由外源系统生成的部分信息已知的干扰和白噪声干扰两类.第1类干扰包含状态和干扰耦合,不仅可以代表一类部分信息已知的干扰,还可以代表一类随机干扰,且耦合增加了系统的复杂性,导致必然等价原则的无效.为了解决这个问题,提出复合极点配置和线性矩阵不等式(LMI)方法相结合的策略.首先,设计随机干扰观测器来估计第1类干扰;其次,设计随机故障诊断观测器来估计系统故障.基于此,结合容错控制和随机控制,提出基于观测器的复合容错控制策略,在满足一定条件下,该策略可以保证复合系统满足依均方渐近有界.最后,通过仿真验证所提出策略的正确性与有效性.     

一类脉冲随机混杂系统的鲁棒H∞控制

研究了具有外在扰动的脉冲Markov切换线性随机系统的鲁棒H∞控制问题,分别从系统的鲁棒稳定性及鲁棒性能两方面进行分析:首先,利用多Lyapunov函数法对系统的稳定性进行分析,给出了系统鲁棒依概率稳定的充分条件;进一步地,运用线性矩阵不等式(LMI)法对系统的鲁棒性能进行分析,给出相应的状态反馈增益矩阵和脉冲控制增益矩阵的求解方法.在此基础上得出了一个鲁棒H∞控制律,并提出了一套基于MATLAB软件的鲁棒控制器的设计方法.最后,利用数值算例说明所设计方法的有效性.     

一类不确定随机系统的鲁棒H∞约束方差控制*

本文根据Ｈ∞优化设计理论及稳态状态协方差配置的系统综合方法,利用一个修正的Ｒｉｃｃａｔｉ方程,对一类具有参数扰动的不确定线性随机系统讨论了鲁棒状态反馈控制器设计,使得闭环系统不但鲁棒稳定并具有指定的稳定裕度;而且系统性能也是鲁棒的,闭环系统同时满足给定的Ｈ∞性能指标及状态方差上限约束。     

一类随机非线性系统的有限时间H∞控制

本文研究一类随机非线性系统的有限时间H_∞控制问题.考虑闭环系统在有限时间间隔内的瞬态性能和抗干扰能力,对伊藤型随机非线性系统进行了研究.利用Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LMI)得到了系统满足均方有限时间有界的充分条件,进一步设计了有限时间H_∞控制器,并给出了系统满足均方有限时间有界和相应H_∞性能的充分条件.最后给出了两个例子验证了该方法的有效性和可行性.     

一类函数完全未知的随机非线性系统自适应H∞跟踪控制

针对一类函数完全未知的严格反馈随机非线性系统,提出了一种基于backstepping技术的鲁棒H_∞自适应神经跟踪控制器设计的新方法.该方法可在随机非线性系统是依概率一致最终有界的情况下,保证随机非线性系统H_∞性能指标,且H_∞踪踪控制器容易获得.同时该方法去除了一些文献中神经网络逼近误差需要平方可积的假设.文中使用径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络逼近打包的未知非线性函数.所设计的控制器能够保证闭环系统跟踪误差及其它所有信号都是依概率有界的,且对外界干扰具有鲁棒H∞抑制作用.最后,仿真结果验证了所提方法的有效性和正确性.     

状态和控制输入不确定时滞系统基于观测器的鲁棒H∞控制

研究一类同时存在状态和控制输入不确定性的时滞系统基于观测器的鲁棒Ｈ∞控制问题。系统的不确定性参数是时变的,但其结构已知。通过构造观测器并利用观测器状态进行反馈控制,使系统不仅鲁棒镇定,而且具有一定的Ｈ∞性能,鲁棒Ｈ∞控制器的设计可通过求解两个代数Ｒｉｃｃａｔｉ方程得到。     

微纳卫星姿态控制系统的精细抗干扰容错控制方法

本文针对一类微纳卫星姿态控制系统飞轮突变故障提出了一种具有干扰抑制和补偿能力的精细故障诊断及容错控制方法.针对反作用飞轮的突变故障,本文不仅考虑了星体转动惯量变化导致的系统参数不确定性,而且考虑了姿态控制系统中飞轮振动带来的干扰影响,设计基于干扰观测器和故障诊断观测器的复合抗干扰容错控制器,并基于线性矩阵不等式对控制器进行求解,使复合系统稳定并满足一定的鲁棒H∞性能.仿真结果表明,基于微纳卫星姿态控制系统的精细故障诊断方法在有效诊断系统时变故障的同时,可有效抵消与抑制干扰.     

一类多输入非线性系统的同时H∞镇定

研究了一类多输入非线性系统同时H∞镇定问题. 提出了可系统地构造公共二次控制储能函数(Control storage function, CSF)的方法. 基于公共二次控制储能函数,设计了可同时H∞镇定闭环系统的连续控制律. 通过一个例子说明了本文所提出方法的有效性.     

线性随机系统有限时间H∞ 控制

讨论一类具有时变、有限能量外部扰动的线性随机系统有限时间H∞控制问题．首先,给出了线性随机系统有限时间如控制问题的定义;然后,通过构造Lyapunov-Krasovskii函数,并结合线性矩阵不等式,给出了随机系统有限时间如控制器有解的充分条件;进一步,将该问题简化为具有线性矩阵不等式约束的优化问题,并给出了相应的求解算法;最后,通过数值算例表明了该设计方法的有效性．     

一类Lipschitz 非线性切换系统基于观测器的H∞ 输出跟踪控制

针对一类Lipschitz非线性切换系统,研究基于观测器的H∞输出跟踪控制问题.借助微分中值定理,将Lipschitz非线性切换系统转化为线性参数切换系统.当状态变量不可测或不易测时,利用多Lyapunov函数方法,同时设计观测器、基于观测器的跟踪控制器和滞后切换信号,使得系统满足H∞输出跟踪性能.最后通过仿真例子表明了设计方法的有效性.     

多源干扰下谐波齿轮传动强抗扰控制

谐波齿轮传动系统能调节转速和扭矩, 但因具有传动误差、挠性刚度、摩擦和迟滞等多源干扰, 理想地将其等效为比例环节, 难以在精密运动控制中达到期望精度. 针对多源干扰下谐波齿轮传动系统精细角位置控制问题, 本文设计了一种将干扰观测器(DO)和扩张状态观测器(ESO)相结合的强抗扰控制(EADC)策略, 其中DO用于估计已知部分动态特性的迟滞干扰, ESO用于估计除迟滞之外的总扰动. 通过“前馈+反馈”的复合控制结构, 实现了对多源干扰的同时补偿和抑制, 从而保证谐波齿轮传动系统精度. 本文分析了DO和ESO的收敛性、闭环系统的稳定性, 对比了摩擦前馈补偿控制、自抗扰控制、基于干扰观测器控制和EADC方法的跟随和抗扰性能, 数值仿真结果表明, EADC优于其他3种控制, 验证了算法的有效性.     

变参考轨迹下的鲁棒迭代学习模型预测控制

迭代学习模型预测控制是针对间歇过程的先进控制方法.它能通过迭代高精度跟踪给定参考轨迹,并保证时域上的闭环稳定性.然而,现有的迭代学习模型预测控制算法大多基于线性/线性化系统,且没有考虑参考轨迹变化的情况.本文基于线性参变系统提出一种能有效跟踪变参考轨迹的鲁棒迭代学习模型预测控制算法.首先,采用线性参变模型准确涵盖原始非线性系统的动态特性.然后,将鲁棒H∞控制与传统迭代学习模型预测控制相结合,抑制变参考轨迹带来的跟踪误差波动,通过优化线性矩阵不等式约束下的目标函数求得控制输入.深入分析了鲁棒迭代学习模型预测控制的鲁棒稳定性和迭代收敛性.最后,通过对数值例子和连续搅拌反应釜系统的仿真验证了所提出算法的有效性.     

区间系统的H∞鲁棒控制

１　引言实际工程控制系统中存在着各种不确定性和干扰,其中有一类不确定性可描述为系统的状态矩阵的各个元素在一些确定的区间内变化,这就是所谓区间控制系统．例如,飞机运动系统、电机控制系统、以及各种ＴＳ型模糊控制系统［９］均可视为区间控制系统．近年来,关于区间系统鲁棒稳定性和Ｈ∞鲁棒控制理论的研究已取得了许多成果［１—８］．但关于区间控制系统的鲁棒镇定和干扰抑制问题研究的还不多．本文将利用Ｈ∞鲁棒控制理论中的Ｒｉｃｃａｔｉ方程方法,研究区间控制系统鲁棒镇定的同时并将干扰抑制到一定水平的问题．２　预备…     

保证闭环系统鲁棒稳定性的干扰观测器系统性设计方法

研究带有干扰观测器(Disturbance observer,DOB)的反馈控制系统对模型不确定性鲁棒稳定的充分条件,在此基础上,选取满足此充分条件的加权函数,使得标准H∞干扰观测器设计方法保证对受控对象参数变化的鲁棒稳定性.提出了在H∞干扰观测器设计中兼顾鲁棒性设计指标和结构约束的频率加权函数的选取方法.利用加权函数选取的自由度,在干扰观测器低通滤波器设计中,实现Q—滤波器在截止频率上的高峰幅度与干扰抑制性能之间的最佳折中,使得干扰观测器在满足其幅度指标的条件下,具有最优干扰抑制性能.实验结果表明该方法保证了闭环反馈系统的鲁棒稳定性,同时,具有实现其他设计指标的自由度.     

一类非线性系统的H∞鲁棒控制

考虑了在实际中具有工程应用背景的一类非线性不确定系统的H∞鲁棒控制问题.基于Hamilton-Jacobi不等式,给出了这类非线性系统渐近稳定且L2增益有限的充分条件.在这个条件下,得到了确保闭环系统满足H∞鲁棒扰动衰减性能准则的状态反馈控制器.