H_∞ Optimal Model Reduction for Singular Fast Subsystems

1IntroductionIn recent years,singular systems have been extensively investigated due to their applications.Butin reality,the orders of many singular systems are so large that they add the di?culty in designing andcontrolling them.Thus model reduction is vital for analysis and design of controller for such systems[1].The initial investigation of model reduction for singular systems was the chained aggregationmethod in[2].Following this,many papers discussing the model reduction of such systems…     

基于遗传算法的混合降阶H2/H∞控制器

讨论了混合降阶H2/H∞控制器的设计问题,提出了应用遗传算法设计混合降阶H2/H∞控制器的一种方法.通过遗传算法对次优H∞降阶控制器进行H2性能优化,设计出鲁棒性既强又满足系统性能要求的混合降阶H2/H∞控制器.它分别在H∞降阶和H2性能优化中两次应用遗传算法,遗传算法采用实数编码形式,其算子分别选用排序选择和最佳个体保存相结合的选择算子、实值中间重组的交叉算子及实值变异的变异算子.利用国产某型飞机对该方法进行仿真,其结果表明得到的混合降阶H2/H∞控制器具有良好的H∞性能和H2性能.     

基于观测器的广义线性系统降阶H∞控制器设计

本文研究基于Luenberger观洲器的广义系统降阶H∞控制器的设计问题,并且该观测器是关于干扰解耦的。首先是提出了广义系统H∞状态反馈控制问题的一个充要条件,并利用线性矩阵不等式方法求解出广义系统的H∞状态反馈增益。然后对该H∞状态反馈增益进行渐进降阶观测,基于广义Sylvester矩阵方程的显式通解的参数化设计方法,实现了广义系统的降阶H∞控制。本文最主要的工作是给出了相应的广义线性系统降阶H∞控制器的设计算法。在文章的最后给出了一个例子,用来说明降阶算法的有效性。     

离散对象的降阶H∞控制器设计

基于LMI方法,考虑了离散对象的阶数不超过广义对象阶的降阶H∞控制器存在性问题.通过3LMIs可解性条件的等价变换,给出了一个降阶控制器的上界.该上界可适用于奇异和非奇异对象两种情形,且在奇异情形不为已有结果蕴涵.证明是构造性的,当降阶控制器存在时,可以设计出这种控制器.最后给出了两个简单的算例,说明文中方法的可行性.     

基于遗传算法的H∞系统降阶方法

提出了基于H∞范数的系统降阶准则,并且利用遗传算法实现了基于该准则的系统降阶.这一方法的提出避免了传统方法的缺点,降阶系统达到了非常理想的性能.通过例子表明,该降阶方法优于目前普遍使用的其它降阶方法.     

H∞最优性能指标的连续性问题

对Gahinet提出的H∞最优性能指标的不连续性进行了分析,指出这不连续性是由 于H∞控制器的存在条件不同和可能的零极点对消造成的.还指出,方法不同并不能改变设 计中存在的问题,对奇异H∞问题,还需要采用另外的措施才能解决.     

不确定广义系统的降阶H∞控制器设计

研究基于函数观测器的不确定广义系统的降阶H∞控制器设计问题.首先提出了基于严格线性矩阵不等式的不确定广义系统H∞控制的充分条件,并用于状态反馈H∞控制设计.然后对所得控制增益进行降阶观测,基于广义Sylvester矩阵方程的显式通解,考虑系统的H∞性能约束,提出了降阶输出反馈控制器的参数化设计方法.     

混合H2/H∞控制问题的降阶控制器

1 引言 考虑np广义被控对象z0 z1 y=P(δ)w u=AC0 C1 C2 B1 B2D01 0 D11 D12 D21 0 w u, (1) 其中 ABCD ∶=C(δI-A)-1B+D,δ在连续和离散情形分别表示拉氏变换算子s,Z－变换算子z,x∈Rnp,y∈Rny,w∈Rnw,u∈Rnu分别为广义对象、量测、外部输入和控制变量.z0∈Rnz0,z1∈Rnz1分别为与H2,H∞指标相关的控制输出信号.所谓混合H2/H∞控制是指：设计控制器K,使得Tz0w2极小,且Tz1w∞<1.其中Tziw(δ)是从w到zi的闭环传传递函数(i=0,1).其意义在于可使系统在具有稳定性和鲁棒性的前提下,保持良好的性能.     

广义系统状态反馈H∞控制的一个条件

采用状态空间方法,讨论一类广义系统的基于静态状态反馈的H∞控制问题,得到了该问题满足可解性的一个充分必要条件;某个基于系统参数阵的广义代数Riccati不等式有满足一个广义约束的解,借助于广义代数Riccati不等式的解,给出一个所要求的且结构简单的控制器构造,若广义系统满足正交条件,则所得结论可进一步简化。     

分布式系统中H∞滤波的最优融合

分布式多传感器系统的一个关键问题是如何在融合中心将各分站的局部估计进行最优融合。分布式Kalman滤波因其具有分布式估计的诸多优点,并能达到中心式估计的最优性能而受到广泛关注。针对分布式不确定动态系统的H＊滤波给出了最优融合公式,并证明其同样能够达到中心式的融合性能,通过仿真实例验证了该最优融合的有效性。     

广义时变系统的鲁棒H2/H∞滤波

研究一类广义时变系统的鲁棒H2/H∞滤波器的设计问题。 利用具有参数依赖的Lyapunov函数,结合线性矩阵不等式分别给出了使滤波误差系统容许且满足H∞性能约束的充分条件、使滤波误差系统容许且满足H2性能约束的充分条件以及使滤波误差系统容许且满足H2/H∞性能指标的充分条件。 基于该具有参数依赖Lyapunov函数的鲁棒H2/H∞性能准则推导出鲁棒H2/H∞滤波器存在的充分条件,并将滤波器的设计问题转化为线性矩阵不等式约束优化问题。 最后通过数值算例表明该方法的有效性。     

一般广义对象的严格真H∞控制器设计

考虑一般广义对象的严格真H∞控制器设计问题.基于线性矩阵不等式(LMI)方法,指出严格真H∞控制器存在当且仅当H∞控制问题可解,并满足一个静态条件,最后提出了一个基于LMI的严格真H∞控制器的设计方法.     

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。     

线性连续重复过程的H_∞模型降阶

研究连续时间线性重复过程的H∞模型降阶问题,目的是设计一个低阶的重复过程来近似原高阶的重复过程,使得误差在H∞性能指标下达到最小.首先给出误差系统沿通道稳定且满足H∞性能指标的充分条件;然后采用投影定理来解决模型降阶问题.得到的条件不完全是线性矩阵不等式的形式,采用锥补线性化算法进行计算求解.仿真实例证实了该设计方法的有效性.     

广义系统鲁棒镇定的H∞方法

利用Ｈ∞控制方法讨论含不确定参数的广义系统鲁棒镇定问题。首先将广义系统的稳定性条件表示为Ｈ∞范数的形式,然后利用Ｈ∞范数与Ｒｉｃｃａｔｉ代数矩阵不等式的关系给出了含不确定参数的广义系统可镇定的条件,从而将鲁棒控制设计问题转化为求解Ｒｉｃｃａｔｉ不等式的问题。     

H∞状态反馈控制及其最优解的探讨

本文研究了状态完全可得时Ｈ＾∞状态反馈控制问题,给出了基于一个代数Ｒｉｃｃａｔｉ方程的Ｈ＾∞状态反馈控制问题的次优解,并对一种特殊情况提出了求最优解的解析方法。     

一类不确定时延网络控制系统最优H∞控制

研究了一类不确定时延网络控制系统最优H∞控制问题针对传感器时钟驱动、控制器和执行器事件驱动的网络控制系统，考虑不大于一个采样周期的不确定时延和有限能量的外部扰动，利用李亚普诺夫理论和线性矩阵不等式描述方法，推导出该系统动态输出反馈H∞控制律存在的充要条件，给出了最优动态输出反馈H∞控制律设计方法通过Matlab数值仿真算例，证明了分析方法和结果的有效性     

具有测量数据部分丢失的离散系统的H∞滤波器设计

For packet-based transmission of data over a network, or temporary sensor failure, etc., data samples may be missing in the measured signals. This paper deals with the problem of H∞ filter design for linear discrete-time systems with missing measurements. The missing measurements will happen at any sample time, and the probability of the occurrence of missing data is assumed to be known. The main purpose is to obtain both full-and reduced-order filters such that the filter error systems are exponentially mean-square stable and guarantee a prescribed H∞ performance in terms of linear matrix inequality (LMI). A numerical example is provided to demonstrate the validity of the proposed design approach.