一类切换模糊时滞组合系统的分散镇定

提出了切换模糊时滞组合系统模型,并研究了状态和互联项具有时滞情况下的分散镇定问题.当每个互联子系统中的每个切换子系统具有有限个备选的状态反馈控制器,且单一控制器均不能保证系统稳定的情况下,利用多Lyapunov函数方法给出了时滞相关的矩阵不等式条件和分散切换律设计方法,使系统在所提出的分散切换律和分散控制器下渐近稳定.仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

时滞切换系统稳定性分析与镇定-Lyapunov函数方法

利用Lyapunov函数方法克服“相空间”与“事件空间”之间的不一致,以考虑时滞切换系统稳定性的分析与综合.其一,对将多Lyapunov函数方法推广至时滞情形,由此给出子系统稳定性准则及切换序列的约束条件,使整个系统是指数稳定的.其二,对于不稳定的时滞子系统,提出了保证观测误差在任意切换作用下指数衰减的观测器设计方法,并构造出基于估计状态的切换序列,使状态变量指数收敛.     

异步时滞切换正系统的有限时间镇定

研究异步切换下时滞切换正系统的有限时间控制问题,即针对控制器切换滞后于子系统切换形成的异步现象,基于平均驻留时间切换方法对切换正系统开展有限时间镇定研究.首先,将每个正子系统运行的区间划分为子系统与控制器匹配和失配区间,并构造多余正Lyapunov-Krasovskii泛函;其次,基于有限时间稳定理论,实现平均驻留时间切换律及异步时滞切换正系统有限时间镇定控制器的联合设计,并给出连续时间和离散时间两种情形下系统有限时间镇定的充分条件;最后,通过两个仿真例子验证所提出方法的有效性.     

具有状态时滞的离散时间切换系统的H∞ 滤波器设计: 依赖状态的切换方法

讨论一类时滞离散时间切换系统的H∞滤波器的设计问题.首先,当所有子系统都稳定时,基于切换Lyapunov函数和Finsler引理,得到了滤波误差系统渐近稳定且具有指定的H∞性能指标的充分条件,即使切换系统的每个子系统均不稳定,通过利用多Lyapunov函数方法和依赖状态的切换技术仍能保证切换系统稳定;然后,设计了H∞滤波器,并得到滤波误差系统满足指定的H∞性能指标的充分条件;最后,通过数值算例验证了所提出方法的有效性.     

时滞切换系统动态反馈H∞控制

对于由若干线性时滞子系统构成的切换系统, 考虑了动态反馈控制与切换策略的设计, 以实 现H-infinity性能的优化. 利用其连续性不受切换行为影响的Lyapunov-Krasovskii泛函构造方式, 并结合闭环子系统的适当变换, 导出了与时滞相关的控制器及切换策略的存在性判据.通过参数代换与矩阵 相似变换, 将此判据等价地转化为线性矩阵不等式, 从而解得泛函与控制器参数. 仿真结果验证了方法的有 效性.     

时滞切换系统动态反馈H∞控制

对于由若干线性时滞子系统构成的切换系统,考虑了动态反馈控制与切换策略的设计,以实现H∞性能的优化．利用其连续性不受切换行为影响的Lyapunov-Krasovskii泛函构造方式,并结合闭环子系统的适当变换,导出了与时滞相关的控制器及切换策略的存在性判据．通过参数代换与矩阵相似变换,将此判据等价地转化为线性矩阵不等式,从而解得泛函与控制器参数．仿真结果验证了方法的有效性．     

离散时滞切换系统稳定性分析

对于一类子系统为离散时滞系统的切换系统,研究渐近稳定性条件和切换信号的选取方法．根据李亚普诺夫稳定性理论，推出以线性矩阵不等式表示的在任意切换信号作用下系统渐近稳定的两个充分性条件，在此基础上进一步给出了系统渐近稳定的凸组合条件和切换信号的选取方法．仿真实例验证了所设计的切换方案的有效性．     

一类时滞切换系统的输入-状态稳定性分析

利用多Lyapunov函数方法、驻留时间法和Gronwall-Bellman不等式研究了一类时滞切换系统的输入-状态稳定性分析问题．从系统输入-状态稳定定义出发,给出了使得一类时滞切换系统输入-状态稳定的充分条件．与已有的方法相比,无需同时满足构造输入-状态稳定控制Lyapunov函数和所有子系统都是输入-状态稳定的条件,为控制器的设计提供了便利．最后,通过算例仿真验证了所提出方法的可行性．     

时滞切换系统的时滞相关性稳定判据

考虑由时滞子系统构成的切换系统,分析其在任意切换作用下保持指数稳定性的条件．利用较为一般的Lyapunov—Krasovskii泛函构造方式及相关的解析技巧给出了以线性矩阵不等式表述的时滞相关性稳定判据;进而证明了其指数衰减率对于所有切换序列一致成立,即其完全取决于子系统的结构特征．仿真算例证实了方法的有效性．     

时滞状态反馈下离散时滞系统H∞控制器失效时间分析

针对控制器存在短暂失效的情形,研究一类时变时滞离散系统在时滞状态反馈控制下的H_∞控制器失效时间分析问题.本文的目标是寻求控制器正常工作时间与失效时间的比率应满足的条件以确保系统指数镇定且具有加权l_2增益.为此,基于切换的思想,所考虑的系统被转化为一个仅含有两个子系统的切换系统,其中一个子系统是控制器失效时的不稳定子系统,另一个是控制器未失效时的稳定子系统.通过使用多Lyapunov函数及平均驻留时间方法,给出问题可解的充分条件及时滞状态反馈H_∞切换控制器的设计方案.仿真算例表明了所得结果的有效性.     

随机非线性时滞大系统的输出反馈分散镇定

针对具有严格反馈形式的随机非线性时滞大系统,设计了含有时滞项的随机控制Lyapunov函数,运用Backstepping技术,构造出一类输出反馈无记忆控制器.在此控制器作用下,所考虑的闭环系统实现概率意义上的时滞无关全局渐近稳定.并在无限时区优化指标函数的约束下,对控制器进行逆优再设计,以满足一定的性能要求.     

一类不确定广义系统的分散容错控制

讨论一类不确定广义系统分散容错控制器设计问题.首先利用线性矩阵不等式(LMI)设计分散状态反馈控制器,使得广义系统执行器未出现故障时渐近稳定;接着针对广义系统的部分执行器出现故障的情况设计分散状态反馈控制器,使得闭环广义系统渐近稳定;进而利用LMI设计广义系统在分散状态反馈作用下具有完整性的容错控制器;同时对传感器故障情形设计了广义系统在分散输出反馈作用下具有完整性的容错控制器,得到了不确定广义系统关于执行器和传感器的分散容错控制器设计的方法.将所设计的控制器用于实际电子网络系统,验证了所提出方法的有效性.     

A generalized approach to stabilization of linear interconnected time‐delay systems

The objective of this paper is to propose a generalized approach to stabilization of systems which are composed of linear time‐delay subsystems coupled by linear time‐varying interconnections. The proposed algorithms, which are formulated within the convex optimization framework, provide decentralized solutions to the problem of delay‐dependent asymptotic stability with strict dissipativity. It is established that the new methodology can reproduce earlier results on passivity, positive realness and disturbance attenuation. Then a decentralized structure of dissipative state‐feedback controllers is designed to render the closed‐loop interconnected system delay‐dependent asymptotically stable with strict dissipativity. Numerical examples are presented to illustrate the applicability of the design method. Copyright © 2011 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society     

线性连续时滞大系统的分散镇定控制

针对线性连续时滞大系统,建立了在一定关联矩阵分解情形下的镇定条件,同时,给出了分散局部无记忆状态反顺的设计方法,最后,给出一个示例说明所得方法并比较文献中已有结果。     

Robust Overlapping Guaranteed Cost Control of Uncertain State-Delay Discrete-Time Systems

This note presents a new extension of the inclusion principle to cope with the problem of designing robust overlapping controllers for state-delayed discrete-time systems with norm bounded uncertainties using the concept of guaranteed cost control. Expansion-contraction relations for systems and contractibility conditions for output guaranteed cost memoryless controllers are proved, including conditions on the equality of guaranteed performance bounds. The controllers are designed in the expanded space using a linear matrix inequality (LMI) delay independent procedure specifically adapted to this class of problems. The designed controllers are then contracted and implemented into the original system. The results are specialized for the overlapping decentralized control design. The method enables an effective construction of block tridiagonal controllers. A numerical illustrative example is supplied     

Decentralized adaptive regulation with unknown high-frequency-gainsigns

We propose for the first time a decentralized adaptive control scheme without requiring a priori information on subsystem high-frequency-gain signs. This is achieved by introducing Nussbaum-type functions in local adaptive controllers, and developing a new analysis approach which is quite different from the conventional one used in centralized adaptive control involving a Nussbaum-type function. With the help of integrator backstepping, the decentralized control scheme can also be applied to high-relative-degree systems. The results of this paper enlarge the class of uncertain large-scale systems for which decentralized adaptive control can be designed     

一类不确定切换模糊组合系统的分散鲁棒镇定

提出一种切换模糊组合系统模型并讨论其鲁棒控制问题.分别利用单Lyapunov函数方法和多Lyapunov函数方法设计出分散切换律和控制器,给出了系统在分散切换律和分散控制器作用下的矩阵不等式可镇定条件.仿真结果表明了该设计方法的有效性.     

时滞关联大系统基于分散控制的无源性

无源性不仅是系统的一个重要性质,而且是控制一个系统的重要途径.本文基于分散控制方法研究了关联大系统的无源性.利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法和Hamilton函数方法,通过求解线性矩阵不等式(LMIs)得到了分散无源控制器的显式表达.所得到的新的无源性判据和无源控制器的参数是与时滞相关的.当关联时滞已知时,这些新结果的条件易于用Matlab中的LMI工具箱进行验证,因而控制器的设计也容易实现.最后用数值例子说明了所得到定理的有效性和无源控制器的设计过程.     

Lower bound analysis of H ∞ performance achievable via decentralized LTI controllers

This paper is concerned with the decentralized H _∞ controller synthesis problem for discrete‐time LTI systems. Despite of intensive research efforts over the last several decades, this problem is believed to be nonconvex and still outstanding in general. Therefore, most of existing approaches resort to heuristic optimization algorithms that do not allow us to draw any definite conclusion on the quality of the designed controllers. To get around this difficulty, in this paper, we propose convex optimization procedures for computing lower bounds of the H _∞ performance that is achievable via decentralized LTI controllers of any order. In particular, we will show that sharpened lower bounds can be obtained by making good use of structures of the LTI plant typically observed in the decentralized control setting. We illustrate via numerical examples that these lower bounds are indeed useful to ensure the good quality of decentralized controllers designed by a heuristic optimization. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.