不确定大系统分散鲁棒H∞控制的LMI方法

针对一类由N个子系统构成且存在参数不确定性的大系统，研究其分散鲁棒H∞控制器的设计方法．目标是分别设计状态反馈控制器和基于状态观测器的输出反馈控制器．使大系统在允许的参数不确定时鲁棒稳定，并且满足H∞性能指标．采用线性矩阵不等式(LMI)的方法，分别给出了状态反馈和输出反馈分散H∞控制器存在的充分条件，利用LMI控制工具箱可方便地求解．仿真结果表明了该方法的有效性和优越性．     

基于分数阶PI^λ控制器的单容水箱液位控制

讨论分数阶PI^λ控制器在单容水箱液位控制中的应用问题,给出了一种基于图解稳定性准则的PI^λ控制器的设计方法．研究了PI^λ控制器的参数稳定域,然后在稳定域内进行系统性能的设计,并提出具体的设计算法．通过Matlab仿真和水箱液位控制系统的实际操作实验,对分数阶PI^λ控制器、整数阶PI控制器和常规Ziegler-Nichols参数整定方法进行比较,说明了本文设计方法的有效性和分数阶PI^λ控制器的优越性．     

与非合作目标交会的多约束有限时间最优控制

针对拦截卫星的末端轨道拦截任务,研究了基于状态反馈的轨道控制器设计方法.考虑系统参数不确定性,建立了相对运动模型.同时考虑系统有限时间二次型性能指标、控制输入限幅和极点配置,提出了多约束条件的控制器设计问题并给出了控制器的设计方法.该方法采用线性不等式技术,根据Lyapunov稳定定理推导出控制器存在的充分条件,并将控制器的设计转化为一个凸优化问题进行求解.仿真结果表明,设计的控制器能够使系统稳定,并且能在获得最优系统有限时间性能的同时满足控制输入限幅和极点区域限制.     

一阶纯滞后系统的H∞PI控制器研究

研究了一阶纯滞后系统的PID控制问题，利用n阶pade近似来逼近纯滞后，给出了一种基于H∞性能指标的PI控制器设计方法．实例说明算法的有效性。     

滞后过程PI控制器性能设计图解法

针对带滞后因子的一阶惯性环节,基于一种时滞系统图解稳定性准则,讨论了PI控制器参数稳定域的确定,并将该思想推广应用于相角裕度和幅值裕度的设计根据图解稳定性准则给出了时滞系统稳定的充分必要条件,所得结果没有任何保守性．可以在参数空间直接绘制PI控制器的稳定参数边界曲线、相角裕度和幅值裕度曲线,避免了复杂的数学计算．给出了确定参数稳定域、相角裕度和幅值裕度的具体算法．仿真算例说明了本文方法的灵活性和实用性．     

不确定时滞奇异摄动系统的鲁棒H∞控制

针对一类不确定时滞奇异摄动系统的鲁棒H∞控制问题,利用线性矩阵不等式技巧和Lyapunov稳定性理论,获得闭环系统渐近稳定且不依赖于小参数的充分条件.同时,给出控制器设计方法.通过求解广义特征值问题,给出系统在确定的H∞性能指标下参数上界的有效计算方法.最后,2个数值仿真算例验证了该方法的有效性.     

混合PID/H∞鲁棒最小能量飞行控制系统设计

针对系统矩阵和控制矩阵参数不确定性控制问题,提出满足二次稳定和二次性能指标的H∞鲁棒控制器设计方法。以此方法为基础,采用区间模型描述飞行器动力学参数变化特征,给出一种能够满足二次稳定和二次性能指标要求的混合PID/H∞鲁棒最小能量飞行控制系统方案,仿真验证了控制器设计方法和混合PID/H∞鲁棒最小能量飞行控制系统的可行性。     

一类非线性系统的鲁棒耗散容错控制

针对一类基于T-S模糊模型表示的具有范数有界时变参数不确定性的非线性系统和严格耗散要求，提出在执行器故障时系统稳定且严格耗散的鲁棒耗散容错控制器设计方法．应用并行分布式控制及线性矩阵不等式的方法，得出了系统在执行器故障时耗散容错控制器存在的充分条件，并且使闭环系统对于允许的参数不确定性具有鲁棒性．进一步建立和求解线性矩阵不等式约束的凸优化问题。给出了系统稳定且严格耗散的模糊容错控制器的设计方法．仿真结果表明该方法的可行性和有效性．     

广义区间系统基于观测器的鲁棒D稳定控制

针对广义区间系统基于观测器的鲁棒D稳定控制问题，证明了当系统参数在某一确定的区间变化时，谊控制器能保证闭环系统萌正则性、因果性和D稳定性．利用线性矩阵不等式（LMI）的解，给出了控制器的设计方法．数值仿真也验证了该方法的有效性．     

一种积分过程PID自整定方法

针对积分加滞后过程,提出了一种设定值加权的PID控制器参数自整定方法,并且针对该方法定义了一种鲁棒性能指标．首先引入一种内部反馈结构,利用内部反馈结构中的比例控制器将积分过程转换为广义稳定过程,这就使得普通PID控制器设计方法可以在积分过程中得以应用．利用该方法并基于该鲁棒指标设计的控制器一方面克服了传统PID控制方法在控制积分过程时存在的结构上的缺陷,同时又提高了系统的鲁棒性和控制性能,仿真结果也表明基于本方法整定的控制器的控制效果要优于其它方法．     

中立型模糊时滞系统的非易碎保成本控制

研究一类中立型T-S模糊时滞系统的非易碎保成本控制问题,目的是设计非易碎状态反馈模糊控制器,使得对所有容许的控制器增益扰动,闭环系统是渐近稳定的且成本函数具有有限的上界.以LMI的形式给出了所考虑的控制器的存在条件,同时提供了所求控制器的设计方法.算例和仿真验证了设计方法的有效性.     

比例积分输出反馈网络控制系统的稳定性

研究有数据包丢失的比例积分输出反馈网络控制系统的指数稳定性和控制器设计．将有时延和数据包丢失、无时延和有数据包丢失等情形的比例积分输出反馈网络控制系统建模为异步动态系统．基于异步动态系统理论、Lyapunov稳定性原理和线性矩阵不等式方法提出网络控制系统指数稳定的半负定矩阵条件和比例积分输出反馈控制器设计方法．通过数值算例说明指数稳定的半负定矩阵条件和控制器设计方法是可行的．     

不确定时滞系统的可靠保性能控制

对一类不确定连续时滞系统,研究当执行机构发生连续增益故障情况下的可靠保性能状态反馈控制律的设计问题.应用线性矩阵不等式处理方法,导出系统可靠保性能控制律的存在条件,并且给出所有可靠保性能控制律的参数化表示.在此基础上,进一步得到最优可靠保性能控制律的设计方法.对于部分执行器完全失效情况有待进一步研究.     

Robust non-fragile control for discrete-delay nonlinear large-scale systems

Time-delays,due to the information transmission between subsystems,naturally exist in large-scale systems and the existence of the delay is frequently a source of instability. This paper considers the problems of robust non-fragile fuzzy control for a class of uncertain discrete nonlinear large-scale systems with time-delay and controller gain perturbations described by T-S fuzzy model. An equivalent T-S fuzzy model is represented for discrete-delay nonlinear large-scale systems. A sufficient condition for the existence of such non-fragile controllers is further derived via the Lyapunov function and the linear matrix inequality( LMI) approach. Simulation results demonstrate the feasibility and the effectiveness of the proposed design and the proper stabilization of the system in spite of controller gain variations and uncertainties.     

T-S模糊时滞系统的时滞相关保成本控制

针对区间时滞是时变和未知的一类不确定T-S模糊时滞系统状态反馈保成本控制问题进行了研究。结合形式上更为一般的二次成本函数,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法给出了一类T-S模糊时滞系统保成本控制器存在的充分条件及状态反馈控制器的设计方法。所得到的保成本控制器确保闭环系统的渐近稳定性,同时提供了一个成本函数的上界。最后以一个数值例子验证了文中所提出的控制方法的有效性。     

多包传输动态输出反馈网络控制系统指数稳定性

研究在传感器与控制器间的多包传输网络控制系统的指数稳定性和控制器设计问题.将有时延和有数据包丢失、无时延和有数据包丢失两情形的多包传输动态输出反馈网络控制系统建模为异步动态系统.基于异步动态系统理论,Lyapunov稳定性原理和线性矩阵不等式方法,提出多包传输网络控制系统指数稳定的半负定矩阵条件和控制器设计方法.数值例子说明指数稳定的半负定矩阵条件和控制器设计方法是可行的.     

模糊广义大系统的时滞相关可靠H_∞控制

基于时滞相关的Lyapunov-Krasovskii泛函方法和大系统的分散控制理论,研究了一类时滞模糊广义大系统的时滞相关分散可靠H∞控制问题,用线性矩阵不等式分别给出了系统存在状态反馈控制器和基于观测器的输出反馈控制器,且满足H∞性能指标的条件。仿真算例验证了本文设计的基于观测器的输出反馈控制器的有效性。     

滑模变结构控制在时滞系统中的应用

目的研究一类线性不确定时滞系统控制器的设计问题,改善时滞系统的控制效果.方法采用滑模变结构控制策略,先用线性变换将原来的时滞系统变成一个无时滞的系统,再利用最优控制理论设计滑动平面并选择适当的滑模变结构控制规律,保证系统状态在有限的时间内到达滑动面.结果滑模变结构控制比PID控制超调量小10%,调节时间短5%,有效地抑制了系统控制器输出的抖动问题.结论滑模变结构控制方法具有更优的动态特性及鲁棒性,有效地提高了时滞系统的控制效果.     

基于遗传算法的模糊隶属函数的优化

对于非线性和时变性的不确定系统 ,模糊控制是一种较有效的方法。但在模糊控制器的设计中存在两个瓶颈 :模糊变量隶属函数的确定和模糊控制规则的正确选取。遗传算法是模拟生物的进化现象 ,并采用自然进化机制来表现复杂现象的一种概率搜索方法。传统搜索方法解决不了的复杂问题 ,应用遗传算法却可以得到解决。将遗传算法引入到模糊控制器的设计中 ,根据已知的模糊控制规则 ,对模糊隶属函数自动寻优。以工业过程控制为对象 ,针对具有纯滞后二阶系统进行了计算机仿真 ,并进行了对比性研究。仿真结果表明 ,采用该方法可获得一个基于一定性能指标的最优或次优的隶属函数参数 ,且该模糊控制系统具有过渡过程的时间短、超调小等优点。     

Stability analysis and controller design of T-S fuzzy systems with time-delay under imperfect premise matching

The issue of the stability and controller design of Takagi-Sugeno(T-S) fuzzy control systems with time-delay is investigated under imperfect premise matching when the T-S fuzzy time-delay model and fuzzy controller do not share the same membership functions.A new stability criterion which contains the information of membership functions is derived.The new stability criterion is less conservative,and enhances the design flexibility.Two numerical examples are presented to illustrate the conservativeness and effectiveness of the proposed method.