离散系统降阶H∞控制器的设计

针对离散控制系统,研究其降阶H∞控制器设计方法.首先,采用线性矩阵不等式方法,给出离散系统状态反馈H∞控制器存在的条件;利用离散系统H∞控制器可解的条件,研究离散系统的降维观测器设计方法;通过设计系统的降维观测器,使降维观测器的观测输出和系统的状态反馈输入误差趋于零,以降阶观测器的输出作为系统的控制输入,使闭环控制系统...     

基于H∞和Youla参数化的结构误差范围分析

为了探讨被控对象的结构误差范围,简化调节PID参数过程,利用H∞和Youla参数化理论,给出了当控制器使标称模型稳定而标称模型存在结构误差的情况下,控制器仍然可以使摄动对象也稳定时的结构误差范围的计算方法,计算了被控对象分别是单变量系统和多变量系统时,结构,误差的范围。仿真结果验证了该计算方法的可行性。这种方法给工程人员提供了一个设计PID控制器的定量指标,简化了调节PID参数的过程。     

基于有限维YOULA参数化的多目标 H2/H ∞最优控制

讨论了多目标H2／H∞最优控制器的设计问题。针对文献[1]中Scherer提出的基于观测器结构的Youla参数化算法，给出了其解存在的必要条件。并基于此算法，将多目标H2／H∞最优控制器的设计问题转化为可解的线性矩阵不等式(LMI)的凸优化问题。通过对每个综合目标使用独立的Lyapunov函数，降低了系统的保守性。并应用于Benchmark控制器的设计，证明了该方法的有效性。     

参数不确定广义系统鲁棒H∞容错控制器的设计

研究了一类不确定广义系统基于状态反馈针对执行器发生故障的鲁棒H∞容错控制问题；运用线性矩阵不等式(LMI)给出了鲁棒H∞容错控制器存在的充分条件；通过假设失效的执行器的输出信号是任意的能量有界干扰信号，将不确定广义系统的鲁棒H∞容错控制问题化为H。控制问题，给出了该问题可解性的充分奈件。鲁棒H∞容错控制器可以通过解相应的线性矩阵不等式(LMI)给出，因而具有数值易解性。最后，所给的设计例子说明了方法的有效性。     

基于LMI方法多目标综合的H∞扭振模态观测器

提出一种针对扭振模态观测器的溢出问题的评价定义，将溢出抑制要求表达为一个H∞性能指标。然后提出一种H∞扭振模态观测器，同时考虑溢出抑制要求的频域性能指标以及与初值误差有关的时域暂态特性指标，将H∞扭振模态观测器归结为一个多目标H∞综合问题，借助MATLAB的LMI工具箱实现了这一设计问题的求解。H∞扭振模态观测器具有良好的特性，在扭振在线监测和主动控制领域有应用价值。     

高压直流输电系统的H2/H∞附加控制器设计

基于直接反馈线性化和H2／H∞控制理论,研究交直流联合输电系统中高压直流输电（HVDC）系统的附加控制器设计,时含有交直流联络线路的两区域系统建立了鲁棒控制模型,采用线性矩阵不等式（LMI）方法,利用MATLAB软件的LMI工具箱得出H2／H∞控制律。仿真表明这种控制方法兼有鲁棒性能和最优性能,提高了交流输电系统的稳定性。     

基于模糊观测器的多机耦合电力系统H∞跟踪控制

将多机耦合电力系统的每个单机子系统用一系列模糊逻辑模型逼近,每个模糊逻辑模型代表子系统在特定运行点的局部线性化模型,并采用模糊观测器来估计子系统的状态.基于该系列带有观测器的模糊模型,采用H∞模糊跟踪控制方法实现了多机耦合电力系统的稳定跟踪控制,并用线性矩阵不等式的凸优化方法求解控制器参数,以确保系统的全局渐近稳定性.仿真验证了方案的有效性.     

一种混合系统的H∞等价离散化

利用算子分解法，对采样系统H∞等价离散化中系统输入输出空间有限维化给出了新的证明，以一种新方法解决了一类混合系统在H∞控制意义下等价的离散问题。首先对文中所用的算子分解作了详细的阐述，然后用其证明所需的结论。相比之下，该方法更加直观，简单。     

基于H∞和Youla参数化的结构误差范围分析

为了探讨被控对象的结构误差范围,简化调节PID参数过程,利用H∞和Youla参数化理论,给出了当控制器使标称模型稳定而标称模型存在结构误差的情况下,控制器仍然可以使摄动对象也稳定时的结构误差范围的计算方法,计算了被控对象分别是单变量系统和多变量系统时,结构误差的范围.仿真结果验证了该计算方法的可行性.这种方法给工程人员提供了一个设计PID控制器的定量指标,简化了调节PID参数的过程.     

基于H∞滤波器和迭代算法的HVDC系统故障诊断

介绍了一种可有效检测而且能估计出高压直流输电(HVDC)系统中故障的方法.首先根据HVDC系统模型,构建故障观测器,形成广义残差模型.然后通过线性矩阵不等式(LMI)的方法,将HVDC故障检测问题转化为鲁棒稳定性分析问题,并给出了解存在的LMI条件和求法.为有效地对检测出的故障进行分类,建立了一种基于迭代学习算法的新型故障诊断滤波器,可估计出HVDC系统中发生的故障,从而达到对其进行分类的目的.仿真结果验证了文中所提出的算法能有效检测出发生的故障,且对不同的故障能正确地分类.     

TCSC的H2/H∞控制器设计

基于直接反馈线性化和鲁棒H2／H∞控制理论研究了TCSC的控制设计，对具有TCSC的单机一无穷大系统，建立了含不确定因素的数学模型，采用LMI(线性矩阵不等式)方法，利用MATLAB／LMI工具箱得出H2／H∞控制律。分析表明这种控制方法兼有鲁棒性能和最优性能，提高了电力系统的稳定裕度及传输功率。     

非线性扩张状态观测器的一种设计方法

提出了一种非线性扩张状态观测器的“参数动态确定法”设计方法。运用该方法可以设计出任意的非线性扩张状态观测器,所设计出的非线性扩张状态观测器的动态品质只与补偿矩阵的极点位置有关,与非线性函数的形式无关,选取满足条件的不同非线性函数可以得到不同形式的非线性扩张状态观测器。最后,仿真算例表明了该设计方法的有效性。     

磁悬浮系统的H∞状态反馈设计

理论上H∞状态反馈设计只要求解一个Riccati方程,但常会得出一种无意义的结果.提出H∞状态反馈设计还应该加一个鲁棒性约束,即灵敏度函数的峰值.增加了鲁棒约束下的设计是最佳的设计,才能得到最佳的扰动抑制性能.还指出H∞状态反馈设计中的性能指标γ和权系数都是有量纲的,并详细说明了性能指标和权系数的确定方法.以磁悬浮系统为例,对H∞状态反馈设计中的权系数进行了详细的讨论.所提出的设计思想对一般的状态反馈设计也是有益的.     

锅炉汽温控制H∞性能状态观测器的设计

状态反馈控制对锅炉汽温对象来讲是一种有效的控制方式,但由于锅炉汽温对象的多阶大惯性大参数摄动特性,观测器的观测精度对状态反馈的控制品质有明显的影响。为此设计了一种具有H∞性能的状态观测器,将观测器设计的极点配置问题转化为一个线性矩阵不等式(LMI)解的存在性问题,在不需了解对象不确定性界函数的情况下,调整2个系数因子β和γ,并求解此LMI问题,便可得到将观测误差控制在最优或次优范围以内的H∞性能观测器。基于此观测器,构造状态反馈——PID复合控制系统,以实现对锅炉汽温对象的高质量控制。利用某300MW火电厂锅炉汽温模型进行仿真,表明在控制的及时性和准确性上,优于常规的PID串级汽温控制系统,有较好的实际应用价值。     

增量式变增益函数观测器在时变系统中的应用

在增量式函数观测器IFO-KDx的基础上，给出增量式变增益函数观测器IFO-K(T(t)) Dx和增量式变增益全维状态观测器IFO-T(t)Dx的数学定义，从而使得增量式观测器的应用领域进一步扩展到非线性慢时变受控系统中。文中分别给出了IFO-K(T(t))Dx和ISO-T(t)Dx成立的充分条件，进而得出对工程实践非常有意义的结论，即在定理所论条件下增量式观测器的设计可以避开求解Sylvester矩阵方程，从而为观测器的工程应用提供了更加完备的理论依据。工程实践证明了这一结论的正确性。     

基于LMI的鲁棒H∞估计器

研究了参数不确定系统的鲁棒H∞估计问题。用MATLAB工具箱中的函数hinflmi来设计H∞估计器，是一种H∞优化设计，会导致过宽的估计器带宽。文中导出了一个用于H∞次优设计的线性矩阵不等式，利用这单一的LMI，选择一个次优值γ就可以控制带宽以减少估计误差。     

具有区域极点配置的电力系统稳定器的H2/H∞混合控制

对具有区域极点配置的电力系统稳定器的H2/H∞混合控制进行了研究.利用MATLAB/LMI工具箱,以实例说明应用线性矩阵不等式进行设计的方法.仿真及分析表明,所设计的控制器不仅具有良好的动态品质,并且能抑制振荡,提高电力系统的暂态稳定.     

不确定中立时滞系统的鲁棒H∞控制

研究了一类具有范数有界不确定性中立时滞系统的鲁棒H∞控制问题。利用线性矩阵不等式(LMI)方法，给出了在状态反馈作用下，不确定中立时滞系统鲁棒可镇定且具H∞范数界的充分条件。并且基于此条件给出了无记忆状态反馈鲁棒H∞控制器设计方法。鲁棒H∞控制器保证闭环系统鲁棒稳定且满足给定的H∞范数约束条件，并可通过求解相应的线性矩阵不等式(LMI)得到。最后，数值算例说明了方法的可行性。     

一种基于H∞优化的内模控制Anti-windup设计方法

针对被控对象控制输入发生饱和时对内模控制性能和稳定性的不利影响。分析了二自由度内模控制结构具有抗饱和特性的原因。提出了一种抗饱和,跟踪与干扰补偿解耦的三自由度内模控制结构。其中抗饱和控制器基于H∞优化理论综合,小增益定理保证全局稳定性。仿真表明了算法有较好的抗饱和及干扰补偿能力,鲁棒性较强。     

具有区域极点配置的水轮机调速系统的H2/H∞混合控制

对水轮机调速系统采用具有区域极点配置的H_2/H_∞混合控制进行研究,以实例说明应用线性矩阵不等式(LMI)进行设计的方法。仿真及分析表明,所设计的控制器不仅具有良好的动态品质,并且能抑制振荡,提高电力系统的暂态稳定性。