一类离散不确定时滞系统的输出反馈变结构控制

针对一类离散不确定时滞系统,提出一种输出反馈变结构控制算法,该算法使系统状态无需完全可测.通过研究离散不确定时滞系统的简约型,基于LMI技术给出了滑模平面的设计方法,推导出了稳定的滑模面存在的充分条件,并将参数不确定性的影响等效为名义时滞系统的外界干扰,利用时延技术对干扰进行在线估计,从而抵消掉系统中的不确定性.采用离散趋近律的方法设计控制律,并通过仿真算例验证了所提出算法的有效性.     

基于结构L yapunov 矩阵的静态输出反馈镇定

线性时不变系统的静态输出反馈控制可行性等价于两个耦合的线性矩阵不等式解的存在性问题,这导致了一个非线性最优化问题,是无法直接求解的．针对线性时不变系统(LTI),深入研究这两个矩阵不等式的关系,通过构造一个结构Lyapunov矩阵,给出了一个问题有解的充分条件,并在此基础上提出一个静态输出反馈镇定算法．利用线性矩阵不等式(LMI)方法,可直接求解出相应的输出反馈增益．数值实例证明了该方法的有效性．     

离散系统输出反馈H∞控制

研究了离散控制系统输出反馈H∞控制问题,已有方法对于控制系统系数矩阵要求十分严格,给出了采用输出反馈控制的新的控制器设计方法.经由相关的引理,针对不同的离散控制系统得出三个定理,将已有的输出反馈H∞控制的双线性矩阵不等式条件转换为一个线性矩阵不等式条件.可以充分利用线性矩阵不等式凸优化技术解决,输出反馈控制器设计提供更大的可行性,并且对于系统的系数矩阵要求有所降低,在一定程度上放松了已有结果的保守性.同时也说明了方法具有更大的应用范围.最后,一个仿真实例说明了算法的有效性.     

具有次优保性能滑动模态的静态输出反馈滑模控制

针对一类不确定系统,提出了一种具有次优保性能滑模面的静态输出反馈滑模控制方法.首先将滑模面的设计问题等价为一个对称矩阵的求解问题,基于等效控制法,推导了保性能滑模面存在的充分条件.然后基于迭代线性矩阵不等式(iterative linear matrix inequality,ILMI)方法,给出了次优保性能线性滑模面的求解算法,最后基于线性矩阵不等式(linearmatrix inequality,LMI)方法,设计了输出反馈滑模控制器,使得闭环系统渐近稳定且切换函数能在有限时间内到达零.该方法首次实现了输出反馈滑模面的优化,且具有保守性小、无需对被控系统模型进行坐标变换的优点.仿真结果验证了本文方法的优越性.     

基于LMI 的不确定随机系统输出反馈保性能控制

针对一类不确定连续随机系统,研究了具有输出反馈控制器的保性能控制．首先,对于范数有界的不确定随机系统,得到了具有输出反馈控制器的闭环系统的二次型性能指标的上界一般形式．其次,应用线性矩阵不等式技术,研究了其闭环系统的二次稳定和二次保性能稳定;并且依据线性矩阵不等式优化方法,得到了使闭环系统渐近稳定的最优输出反馈保性能控制器．最后,给出仿真算例,验证本文方法的可行性和有效性．     

基于LMI不确定离散随机系统输出反馈保性能控制

针对一类范数有界不确定离散随机系统,研究了具有输出反馈控制器的保性能控制,由此得到闭环系统的二次型性能指标上界的一般形式;然后应用LMI凸优化技术,推导出使闭环系统渐近稳定的最优保性能控制器的设计方法;最后通过仿真算例验证了所提出算法的可行性和有效性.     

基于故障诊断观测器的输出反馈容错控制设计

针对自适应故障诊断观测器需要误差系统满足苛刻的严格正实条件(Strictly positive real, SPR)和难于处理输出存在扰动的不确定性系统等问题, 提出了一种新型的增广故障诊断观测器的设计方法, 不仅显著地拓宽了自适应故障诊断观测器的适用范围, 而且其具有处理系统扰动的良好性能. 在故障估计的基础上, 提出了动态输出反馈容错控制的设计方法, 避免了基于观测器的状态反馈容错控制的设计难点. 同时, 故障诊断观测器和输出反馈容错控制是分开设计的, 并且又考虑了各自的性能, 简化了设计过程. 最后, 通过仿真实验验证了所提方法的有效性.     

Delta 算子不确定系统的滑模变结构控制

研究算子系统滑模变结构控制的综合问题.首先,利用线性矩阵不等式方法给出了切换面存在的充分条件,分析了算子变结构控制系统的到达条件,将连续系统和离散系统统一到算子系统.基于指数趋近律,给出滑模变结构控制一般方法.其次,给出一类算子不确定系统的滑模控制器设计,分析了准滑动模态的渐近稳定性,使得系统具有良好的动态性能.最后,用一个仿真实例说明在采样周期取值非常小的前提下,该方法设计的滑模变结构控制仍具有可行性和有效性.     

机器人多胞变增益输出反馈H∞控制

针对n类关节的刚性机器人,提出一种设计包含极点配置的多胞变增益输出反馈H∞控制器的新方法．利用平衡族附近的线性化,机器人系统可化为一关于平衡族的连续线性变参数系统,通过引入滤波器得到易于设计变增益控制器的增广对象,并将其凸分解为多胞表示,基于二次D-稳定和二次H∞性能概念,利用多胞特性将整个控制器设计转化为对胞体顶点控制器的设计,然后利用LMI方法,对多胞的各顶点分别设计满足H∞性能和动态特性的输出反馈控制器,最后综合顶点控制器得到具有同样多胞结构的全局连续变增益控制器．实验结果验证了此控制器的有效性和先进性。     

比例导数输出反馈控制器的设计

在研究广义系统的容许性问题时,不难发现脉冲能导致系统状态在初始时间的无限跳跃,这可能摧毁系统,而导数反馈所发挥的作用主要体现在消除脉冲行为的能力更加有效。基于线性矩阵不等式和控制理论,针对带有比例导数项的输出反馈消除广义系统的脉冲行为,研究广义系统的容许性问题。并给出比例导数输出反馈控制器的设计方法。最后用一个数值算例说明该方法的有效性。     

随机系统事件驱动控制策略的研究与设计

随着传感器和网络技术的发展,无线传感器网络广泛应用于各种场景,然而在多数应用中,传感器节点的能量无法得到补充。另外由于电子开关元件的使用寿命多以触发次数为量度,这使得如何有效利用能源、延长网络的工作寿命成为需要考虑的关键因素之一。讨论随机系统的一种事件驱动控制机制,设计控制策略决定控制器何时发送控制数据,平衡系统性能和驱动频率。通过一类二次性能指标函数推导出这种控制策略,分别就状态反馈和输出反馈设计出性能指标计算公式,推理出性能指标上界,并将定理中的条件转化为可以使用线性矩阵不等式工具箱求解的LMI。通过理论分析和实验,验证了控制策略的可行性和有效性。     

基于LMI的H∞鲁棒故障观测器的设计

针对飞机动态过程中由于噪声干扰造成故障检测误报的问题,构造一种新的基于LMI（Linear Matrix Inequality）的观测器。将此观测器作为残差产生器,利用[H∞]范数来衡量残差对于外界干扰的鲁棒性,通过抑制噪声对残差的影响来实现故障的准确检测,给出了鲁棒观测器各状态矩阵的求解方法。采用某型歼击机发生故障的纵向运动模型进行仿真验证,实验结果证明提出的方法能在噪声环境下及时准确地检测出故障,对噪声干扰具有一定的鲁棒性。     

基于自适应遗传算法的奇异离散系统降阶H∞控制器

考虑一类奇异离散系统,应用自适应遗传算法给出其降阶H∞控制器的设计方法。通过对目标函数的全局搜索,得到控制器的最小阶次及相应的正定矩阵参数,进而设计出降阶H∞控制器。仿真表明,所提出方法不论对非奇异系统,还是奇异系统都可以得到降阶H∞控制器,且控制器易于求解。     

不确定系统静态输出反馈可靠控制

针对含有状态不确定项的线性系统,提出具有执行器故障的静态输出反馈控制问题。首先给出在不考虑故障时设计控制器使系统保持渐近稳定的充分条件;然后讨论对于同一系统同一控制器在考虑执行器故障时系统出现不稳定;接下来,针对同一故障模型重新设计静态输出反馈控制器使系统在发生故障后仍保持渐近稳定。最后,数值仿真验证了本文结果的有效性。     

基于不确定参数的双重有源桥变换器优化控制

针对双重有源桥变换器控制中的参数不确定性问题,提出了一种优化闭环控制方法。其中,对双重有源桥变换器进行了平均小信号建模,并获得了变换器的多面体模型,利用线性矩阵不等式方法计算出了满足约束条件的反馈参数,并将负载电流反馈引入控制环,得到了优化的混合控制系统结构。仿真结果表明了控制方法能够在参数不确定时保持系统稳定性,并增强了负载阶跃响应。     

线性广义系统基于观测器的严格耗散控制

研究线性广义系统基于观测器的严格耗散控制器的设计问题。首先利用Lyapunov函数的方法,由矩阵不等式的形式给出满足要求的基于观测器的控制器存在的一个充分条件,保证闭环广义系统容许（即正则、稳定、无脉冲）且严格耗散。进而在上述条件的基础上,通过矩阵缩放技术和矩阵等价变换得到由线性矩阵不等式（LMI）形式给出的满足要求的控制器的存在条件和设计方法。最后给出一个数值算例说明设计方法的有效性及可行性。     

基于变结构控制的反鱼雷鱼雷导引律

反鱼雷鱼雷（ATT）作为现代海战中的重要反鱼雷武器越来越受到世界各国的重视,由于ATT攻击的目标是来袭鱼雷而不是舰艇,相比之下,ATT对付目标的尺寸小、机动性好,传统导引律已经无法满足ATT的要求。鉴于此,提出基于变结构控制的反鱼雷鱼雷导引律,该导引律以航向角作为控制量,降低了ATT发动机设计要求,所需模型参数少,并且模型参数能够自适应调整,理论推导和仿真表明：该导引律对模型参数及环境干扰具有很强的鲁棒性,弹道稳定平滑,具有较高的命中精度。     

随机网络中的H∞输出跟踪控制研究

研究随机网络控制系统的输出跟踪问题。采用线性矩阵不等式方法,推导控制器存在的充分条件,介绍控制器的设计方法。该控制器能够保证相对于所有能量有界的外界扰动信号,随机网络控制系统的H∞性能指标小于一个定值γ。仿真实验结果表明,利用该方法设计的控制器输出误差较小。     

多约束非线性结构振动系统的鲁棒H∞容错控制

研究了多约束条件下非线性结构振动系统的鲁棒H∞容错控制问题。根据建筑结构力学原理,建立了包含输入时变时滞、执行器故障、非线性参数摄动以及干扰等多约束条件的结构振动系统状态模型,基于状态反馈和Lyapunov稳定性理论,提出了一个可满足多约束条件的时滞相关鲁棒H∞容错控制算法,该结果以线性矩阵不等式形式给出。在推导过程中只对矩阵不等式进行了两次放大,结果与输入时滞有关,以尽可能降低控制器设计的保守性。该方法设计的控制器能够使得时滞非线性结构振动系统具有指定H∞范数的干扰抑制能力,对执行器故障具有容错性。通过对一个四自由度建筑结构模型在 EI Centro 地震波作用下振动的控制仿真,验证了所提方法的可行性和有效性。