Robust reliable control for a class of time-varying uncertain impulsive systems

The problem of robust and reliable control design for linear uncertain impulsive systems with both time-varying norm-bounded parameter uncertainty and actuator failures was studied. The actuators are classified into two groups. One set of actuators susceptible to failures is possible to fail, the other set of actuators robust to failures is assumed never to fail. The outputs of the actuator failures are regarded as zero. The purpose is to design the state feedback controller such that, for all admissible uncertainties as well as actuator failures occurring among a prespecified subset of actuators, the plant remains asymptotically stable. A modified algebraic Riccati equation approach was developed to solve the problem addressed and a robust reliable control law was obtained. An numerical example was also offered to prove the effectiveness of the proposed method. Foundation item: Project (60474003) supported by the National Natural Science Foundation of China     

一类不确定脉冲混合系统的非脆弱控制器设计

针对离散部分为有限状态自动机的脉冲混合系统,在控制器增益出现参数不确定性的情况下,给出一种非脆弱的控制方法．同时考虑系统两部分的稳定性,提出了整个系统渐近稳定的概念．然后,基于最优路径的思想,通过控制事件的触发,使离散状态沿着最优路径无限次进入期望集,达到渐近稳定．同时,利用多Lyapunov函数方法,在连续子系统的加性摄动有界的情况下求解线性矩阵不等式,确定控制器的增益,使其也达到渐近稳定,从而使整个混合系统达到渐近稳定．     

一类不确定非线性系统的鲁棒自适应跟踪控制

针对一类带有符号未知不确定虚拟控制增益函数的不确定非线性受扰动系统，提出一种鲁棒自适应控制算法．该算法将Nussbaum增益技术融入backstepping设计方法之中，不仅能够保证闭环系统的信号是全局一致最终有界的，使得跟踪误差收敛到零的一个较小邻域；而且，闭环系统的控制性能可以通过适当的选择设计参数而得到保证．另外，该算法还能克服在现存文献中普遍存在的控制器奇异值问题．计算机仿真结果验证了控制器的有效性和良好性能．文章突出的贡献是拓宽了backstepping设计方法的应用范围，同时提供了一种系统化高、实用性强的设计方法．     

一类不确定时滞脉冲切换系统的稳定性

研究一类时滞不确定脉冲切换系统的稳定性,提出了切换律的设计方法.利用多Lyapunov泛函方法及矩阵不等式技术,给出了保证这类不确定脉冲切换时滞系统渐近稳定的充分条件.然后针对一类不确定脉冲切换系统,获得了该类系统在适当切换律下渐近稳定的充分条件.最后,给出数值例说明所获结果的有效性.     

基于LMI的不确定时滞非线性系统鲁棒镇定研究

研究了一类不确定时滞非线性系统的鲁棒镇定问题.不确定参数是时变未知有界的,但不一定满足所谓的匹配条件.利用线性矩阵不等式,一些充分条件被获得,保证了相应闭环系统的鲁棒稳定性,并在此基础上得出了相应的状态反馈控制器.最后,通过一个数值例子说明了该方法的有效性.     

一类非线性不确定性系统输出反馈控制设计

研究了一类非线性不确定性系统的输出反馈镇定控制问题.基于多变量的圆判据设计观测器来估计系统的状态,进而给出了观测误差满足的动态方程,然后利用积分反推方法,构造性地设计出了输出反馈镇定控制器.所设计的控制器使得闭环系统渐近稳定.仿真例子进一步验证了主要结论.     

一类不确定非线性系统输出反馈扰动抑制

研究了一类带有不确定控制系数和依赖于不可测状态增长非线性系统的输出反馈扰动抑制问题。主要由于控制系数的不确定性,使得该控制问题不能用现有方法来解决。为了实现系统的扰动抑制目标,首先引入了高增益K-滤波器,进而构造了基于K-滤波器的状态观测器,然后利用反推技术设计了线性输出反馈控制器。通过选择恰当的设计参数,实现了L2-增益意义下的扰动抑制。     

一类不确定奇异时滞系统的保性能控制

针对一类同时具有状态和控制时滞的不确定奇异时滞系统,基于状态观测器研究其保性能控制问题.利用Lyapunov稳定性理论,采用线性矩阵不等式处理方法,在某些矩阵不等式满足的条件下,给出问题可解的一个充分条件和状态反馈保性能鲁棒控制器的设计方法,保证了所有允许的不确定闭环系统是稳定的,而且对于一个给定的二次型成本函数,能够保证闭环成本不超过某个界.最后举例说明了所提出方法的正确性.     

一类不确定广义系统的保性能控制

针对一类含有时变、范数有界参数不确定广义系统,结合一个含有状态导数项的二次性能指标函数,研究其保性能控制律的设计问题.设计了一种比例导数反馈保性能控制器,不仅可使闭环系统具有正常的鲁棒稳定性,而且具有某一个性能指标上界.最后,用数值算例说明了方法的有效性.     

不确定非线性系统变结构控制的研究

变结构控制的突出优点是对系统的摄动和干扰具有完全的鲁棒性,然而它要求系统的不确定性满足匹配条件这一限制,同时存在抖振和需知不确定参数的上下界等问题,因此在实际中通常与其他控制方法相结合以克服变结构控制中存在的缺陷。针对不确定非线性系统,就变结构控制的研究现状进行了综述,并对需要进一步研究的问题进行了展望。     

时变时滞不确定采样系统的鲁棒镇定控制

针对时变时滞不确定采样系统,研究了时滞依赖的鲁棒镇定控制器设计问题。通过引入一个自由变量,得到了一个新的具有更低保守性的Lyapunov渐近稳定判据。利用该判据,采用线性矩阵不等式技术推导了此类系统的时滞依赖鲁棒镇定控制器存在的充分条件。数值算例验证结果表明所提出的算法比已有的设计方法具有较低的保守性。     

网络控制系统的鲁棒保性能控制

针对单包传输、有界时变通信时延的网络控制系统,构建了一类描述网络控制系统的离散不确定时滞系统模型．为克服模型中随机网络通信时延对系统的影响,将时延不确定性转化为闭环系统参数的摄动;在此基础上,运用鲁棒控制理论、Lyapunov稳定性原理提出了网络控制系统鲁棒保性能控制律存在条件,并给出了设计网络控制系统鲁棒保性能状态反馈控制器时求解线性矩阵不等式的方法．     

一类不匹配不确定线性系统的鲁棒变结构控制

针对一类线性系统中模型参数存在的不确定性,同时这种不确定性通常并不完全满足匹配条件,设计了不匹配条件下的鲁棒稳定控制律,使其具有鲁棒到达条件并在有限时间内到达滑动平面．给出全局鲁棒到达条件的证明．进而通过解一个代数Ricatti方程设计了一个鲁棒稳定的滑动平面．在存在不匹配的不确定性项的情况下,滑动模态子系统仍具有二次稳定性．数值仿真结果说明方法是有效的.     

一类2维不确定非线性系统自适应输出反馈镇定

为了解决一类不确定非线性系统输出反馈镇定问题,首先构造了合适的状态观测器,进而基于增加幂次积分方法和自适应技术,给出了设计光滑自适应输出反馈控制器的新方法.主要理论结果表明:所设计的控制器不仅保证闭环系统的所有状态均是有界的,而且原系统的状态和观测器的状态渐近收敛到零.     

一类非线性不确定中立型系统的鲁棒自适应滑模控制

针对一类匹配非线性不确定中立型时滞系统的鲁棒镇定问题,利用Lyapunov稳定性理论,提出了一种能渐近稳定系统的自适应滑模控制器。基于滑模控制技术,确保了该控制器能驱赶系统状态达到事先指定的滑动超平面,从而获得想要的动态性能。一但系统动态达到滑动运动阶段,系统对不确定是不敏感的。自适应技术的应用克服了不确定的未知上界,并能满足可达条件能。最后,给出的一个仿真例子证明了该自适应滑模控制器的有效性,从而保证了闭环系统的全局渐近稳定性。     

时变时滞不确定切换系统的时滞依赖鲁棒控制

研究对象是一类含有状态时滞的时变时滞切换系统.通过构造适当的李亚普诺夫函数,在考虑了系统不确定性的情况下,设计出了一类状态反馈控制器及相应的切换策略,使得闭环系统在给定的切换策略下其平衡点处是渐近稳定的,得出其具有时滞依赖性、保守性较小的特点.最后利用MATLAB示例仿真,仿真结果验证了结论的有效性.     

Robust exponential control of a class of systems with uncertainties

The robust exponential stabilization problem for uncertain systems is studied.Based on the solution for a nominal linear quadratic regulator problem with a prescribed degree of stability,the methods of constructing state feedback controllers are devel-oped to ensure the robust stability of the closed loop system under the conditions weaker than the matching condition.Also,the cases where the matching condition is satisfied are considered in detail.Some examples are included to show the solution methods.     

转移概率部分未知的不确定Markov跳变系统的鲁棒镇定

本文研究的系统的转移概率中存在部分未知元素,通过充分考虑转移概率中元素之间的特性,得到了保证相应系统鲁棒指数可镇定的充分性条件,并以一组线性矩阵不等式给出。另外,本文提出的方法不需要知道转移概率中未知元素的任何信息,使结果具有更广的适用范围。仿真实例验证了文中方法的有效性。     

不确定非线性离散时滞系统的可靠保成本控制

针对一类不确定非线性离散时滞系统,研究了当执行器发生故障情况下的可靠保成本控制器设计问题.通过设计一个无记忆状态反馈可靠保成本控制律,使闭环系统渐近稳定,并且闭环性能指标不超过某个确定的上界.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式（LMI）方法,给出了可靠保成本控制律存在的条件.通过求解由一组线性矩阵不等式所表示的凸优化问题,可以得到使得闭环系统保成本上界最小的可靠保成本控制器.最后通过仿真实例说明方法的正确性.     

具有FrobeniUs范数界的不确定广义系统鲁棒二次稳定完整性

考虑带有Frobenius范数界的不确定广义系统具有完整性的鲁棒二次稳定的问题，通过代数Riccati不等式给出不确定广义系统在状态反馈下所构成的闭环系统鲁棒二次稳定并且当执行器出现故障时不确定广义系统仍能保持鲁棒二次稳定的充分条件，即不确定广义系统具有完整性的充分条件，最后用数学例子说明本方法的有效性。