一类时滞系统的鲁棒H∞保代价控制

研究一类带随机扰动的时滞系统的鲁棒H∞保代价控制问题.基于线性矩阵不等式给出状态反馈鲁棒H∞保代价控制器存在的充分条件,并设计了满足H∞代价指标的鲁棒H∞保代价控制器,且给定的代价函数存在上界.最后,通过数值算例说明方法的有效性和可行性.     

不确定连续系统具有极点约束的鲁棒L2-L∞滤波

针对一类凸多面体不确定连续系统,研究其具有极点约束的鲁棒L2-L∞滤波问题。利用线性矩阵不等式方法,给出鲁棒全阶及降阶L2-L∞滤波问题可解的充分条件。所设计的滤波器保证了对于所有能量有界的外界扰动信号,滤波误差系统是渐近稳定的,满足一定的极点约束条件及L2-L∞性能指标。数值算例验证了所提出方法的可行性。     

一类时滞LPV系统的鲁棒H∞滤波

在鲁棒H∞滤波理论的基础上,研究了一类具有随参数变化状态时滞的线性参数变化连续时间系统的鲁棒全阶H∞滤波问题.该系统的状态空间矩阵和时滞是实时可测且在闭集上变化的时变参数的确定函数.通过引入一个附加矩阵解除了系统矩阵与依赖于参数的李雅普诺夫函数之间的耦合,从而提出了更易于系统分析与综合的依赖于参数的H∞性能新准则.在此基础上,采用参数线性矩阵不等式方法推导了此类系统鲁棒全阶H∞滤波器存在的充分条件,并将滤波器的设计转化为一个凸优化的求解问题.所设计的滤波器能够保证相对于所有能量有界的外界扰动信号,滤波误差系统的H∞性能指标小于一定值.最后用数值仿真验证了所提出算法的可行性.文中所得结果可以推广到具有多重时滞的线性参数变化系统.     

不确定网络控制系统鲁棒故障诊断

针对一类具有网络时延和范数有界未知输入影响的不确定网络控制系统,提出了一种基于观测器的鲁棒H∞故障诊断滤波器的设计方法。基于Lyapunov稳定性条件和线性矩阵不等式得到了使系统渐近稳定的H∞性能判据,并基于该判据给出了系统的鲁棒H∞故障诊断滤波器的设计方法。设计的滤波器不但保证闭环系统渐近稳定,同时使滤波误差系统的H∞范数小于一个给定的衰减水平。数值算例验证了本文提出算法的有效性。     

时滞离散LPV系统的鲁棒故障检测与分离

研究了一类具有时变时滞的离散线性参数变化系统的故障检测与分离问题,基于依赖于时变参数的滤波器构造残差产生系统,利用H∞控制理论将故障检测滤波器的设计归结为H∞滤波问题.所设计的滤波器能保证残差信号和故障信号之间的误差最小,且残差信号对控制输入、外界扰动信号具有鲁棒性.应用线性矩阵不等式技术得到了此类系统鲁棒故障检测滤波器存在的充分条件.数值仿真表明所提方法是可行的.     

不确定时滞系统的鲁棒H∞保性能滤波

为了考虑系统对外界干扰的抑制性能, 对一类同时具有外界干扰和范数有界参数不确定性的时滞系统保性能滤波问题进行了研究. 利用Lyapunov Krasovskii方法, 得到以线性矩阵不等式(linear matrix inequality, LMI)表示的鲁棒H∞保性能滤波器设计方法. 用该方法设计的保性能滤波器使得滤波误差动态系统鲁棒稳定,且对外界干扰具有给定的抑制度. 进而, 将最优鲁棒H∞保性能滤波器存在的充分条件归结为一个具有线性矩阵不等式(LMIs)约束的凸优化问题.数值算例表明了所设计的滤波器对系统参数不确定性和外界干扰具有良好的抑制效果     

不确定奇异系统的时滞相关鲁棒H∞滤波器设计

为了设计出全阶的滤波器,同时使得滤波误差动态系统是正则的、无脉冲的,并且满足一定的H∞性能指标,研究了连续奇异系统的全阶H∞滤波器的设计问题.利用Lyapunov-Krasovskii泛函及二次型的积分不等式方法获得了滤波误差动态系统的H∞性能时滞相关的判据,给出了奇异系统的鲁棒H∞滤波器存在的时滞依赖的充分条件.最后的数值例子说明了该方法的有效性.     

传感器饱和约束下线性系统的鲁棒故障检测

考虑传感器输出饱和约束条件,研究了一粪线性连续系统的鲁棒故障检测问题.在非零扰动情况下,提出了保证故障检测系统一致有界稳定性的充分条件.基于线性矩阵不等式(LMI)方法,给出H∞鲁棒故障检测滤波器的系统化设计方法.     

不确定随机时滞系统的鲁棒H∞滤波

针对具有凸多面体不确定性且扰动可抽象为一维布朗运动的随机时滞系统,利用李雅普诺夫稳定性理论推导出使随机不确定时滞系统渐近稳定且鲁棒L1/H∞滤波器存在的充分条件,将其表达成线性矩阵不等式（组）的形式,再利用Schur补引理对其进行转化,完成鲁棒H∞滤波器的设计,通过标准的数值软件进行求解。仿真结果验证了针对随机不确定时滞系统,所提出滤波器设计方法的有效性。     

一类多时延网络控制系统的稳定性分析和鲁棒H_∞控制

针对一类具有外加扰动的多时延网络控制系统(NCSs),讨论了其稳定性条件和鲁棒H∞控制器设计问题。将采样率、网络诱导时延和丢包转化成系统的时变状态时延,建立系统在连续时域里的多输入多输出(MIMO)数学模型;再利用Lyapunov稳定性定理和自由权矩阵的方法,通过求解若干线性矩阵不等式(LMI),得到该网络控制系统的最大允许时滞上界(MADB)和稳定性条件,然后利用这一条件和非线性最小化方法,导出基于迭代算法的鲁棒H∞状态反馈控制器的设计方法;最后,通过小车倒立摆系统对所推导的稳定性条件和鲁棒H∞控制器设计方法进行了仿真验证,结果表明该方法有效。     

一类离散广义时滞系统的鲁棒控制问题

基于LMI方法,对离散广义时滞系统的鲁棒H2控制问题及鲁棒H∞控制问题进行了研究,寻找一个可容许的控制器使得闭环系统是容许的且H2性能指标的上界达到最小,及H∞范数小于一个给定的常数。     

通讯受限不确定网络化控制系统鲁棒H_∞滤波

针对一类通讯受限的不确定网络控制系统,结合切换Lyapunov函数和参数依赖Lya-punov函数方法,提出了一种基于模态切换构造的鲁棒H∞滤波器设计方法。通过引入两个附加的松弛矩阵使Lyapunov矩阵和系统矩阵分离,得到了一个新的具有更低保守性的鲁棒H∞性能判据,并基于该判据给出了系统的鲁棒H∞滤波器的设计方法。设计的滤波器不但保证闭环系统的二次稳定性,同时使误差系统的H∞范数小于一个给定的衰减水平γ。当将其应用于具有凸多面体不确定性的网络控制系统时可以得到与系统不确定性相关联的Lyapunov函数,有效降低了设计的保守性。数值算例验证了本文所提出的算法的有效性。     

植保机喷杆的鲁棒保性能控制

为了使植保机喷杆在作业过程中能平稳施药,基于植保机喷杆状态空间模型,应用鲁棒保性能控制理论设计状态反馈控制器,使系统在考虑模型不确定性的情况下具有鲁棒性.引入了H_∞理论来抑制外部扰动对被控输出带来的不良影响,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出了喷杆系统满足二次稳定、H_∞性能约束和存在性能指标上界的条件.仿真结果表明,所设计的控制器能使存在不确定性和外部扰动的植保机喷杆系统具备较强的鲁棒性,有效抑制喷杆的有害振动.     

不确定广义Delta算子系统的鲁棒保成本控制

针对具有范数有界不确定性的广义Delta算子系统,本文主要研究其鲁棒保成本控制问题,为不确定广义Delta算子系统设计一个合理的控制器,保证闭环系统对于所有允许的不确定性都是容许的且其成本函数不超过预先给定的上界。分别利用矩阵不等式和线性矩阵不等式方法,给出不确定广义Delta算子系统鲁棒保成本性能分析的结果,使系统对所有允许的不确定性容许且其成本函数具有指定上界,同时,基于上述分析结果,通过限定一些矩阵变量的结构,给出不确定广义Delta算子系统鲁棒保成本控制问题的解决办法,同时以线性矩阵不等式的形式给出了状态反馈鲁棒保成本控制器的存在条件和设计方法,并通过数值算例进行验证。验证结果表明,本文理论结果是有效和可行的。该研究对控制理论的发展具有较强的实际意义。     

基于H_∞鲁棒SUKF算法的永磁同步电机转速观测器设计

为了解决永磁同步电机定子电阻变化对速度观测的影响,利用α-β坐标系下永磁同步电机非线性系统模型,引入H_∞鲁棒滤波算法增强观测器鲁棒性。为了解决sigma点计算量大的问题,采用超球体单形采样方法,提出一种新的非线性滤波器。最后设计了H_∞鲁棒球形无迹卡尔曼滤波观测器对永磁同步电机转速进行状态观测。当永磁同步电机定子电阻变化时,对比分析了H_∞鲁棒球形无迹卡尔曼滤波器与无迹卡尔曼滤波器、球形无迹卡尔曼滤波器在相同系统噪声和量测噪声时电机转速误差方差。H_∞鲁棒球形卡尔曼滤波器的转速误差方差接近7rad/min,明显小于后两者观测器观测值(40、20rad/min)。     

离散切换系统的H_/H∞故障检测滤波器设计

为解决离散时间线性切换系统的故障检测问题,设计了满足混合H_-/H_∞性能指标的鲁棒故障检测滤波器.首先,通过构造故障检测滤波器来得到残差,并且为提高故障检测的性能,使用加权H_∞性能指标和H_-性能指标表示残差对于扰动的鲁棒性以及对于故障的敏感性,进而将鲁棒故障检测滤波器的设计问题转化为混合H_-/H_∞性能指标下的多目标求解问题.接着,利用多Lyapunov函数方法和平均驻留时间技术,先得到了初步的滤波器设计结果,然后通过引入松弛变量的方法解除了Lyapunov矩阵和系统矩阵的耦合,得到了保守性较低的结果,并将其表示为线性矩阵不等式形式.最后,使用一个例子进行仿真,为其设计了故障检测滤波器的参数矩阵,并得到了残差评价函数的仿真图形.仿真结果表明,所设计的故障检测滤波器可以实现故障检测的功能.     

二自由度内模控制抗扰及鲁棒性分析

文章针对生产过程中常见的对象不精确及扰动或参数波动等情况,采用2自由度内模控制结构进行系统设计。通过内模前馈控制器及反馈滤波器设计来探讨内模控制结构如何有效提高控制系统的抗扰及鲁棒性能。然后使用Matlab仿真工具,实例设计反馈滤波器并在simulink下进行系统仿真,结果表明该二自由度内模结构设计方法可行,控制性能好,合理的滤波系数可保证系统具有良好的抗扰及鲁棒性能。     

离散广义分段仿射系统弹性H∞滤波器的设计

为消除未知情况下外部干扰和测量噪声对控制系统性能的不利影响,以一类参数不确定性体现为范数有界形式的离散广义分段仿射系统为模型,研究具有H∞性能指标渐近稳定弹性滤波器的设计问题。通过采用广义分段仿射Lyapunov函数、投影定理以及几个基本引理,提出了对于由所设计弹性滤波器构成的滤波误差动态系统满足鲁棒H∞性能指标的反馈控制器设计方法。通过求解一组包含参变量的LMIs,可以得到保证广义分段仿射系统具有H∞性能的反馈控制器增益和渐近稳定弹性滤波器的待定系统矩阵,仿真结果证明了所提设计方法的有效性。     

Delta算子不确定系统的鲁棒H2／H∞控制

研究了Delta算子描述的同时具有模型范数有界参数不确定性和外部扰动的一类系统的鲁棒H2/H∞控制问题。运用线性矩阵不等式(LMI)方法,证明了鲁棒H2/H∞控制律存在的充分必要条件,然后用一个线性矩阵不等式的可行解给出所有这一控制律的一个参数化表示,进一步通过建立和求解一个凸优化问题,给出了最优鲁棒H2/H∞控制律的设计。最后,用一个例子验证了给出方法的可行性。     

带有非线性扰动的不确定奇异时滞系统的保性能控制

针对一类带有非线性扰动的不确定奇异时滞系统,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式处理方法,给出系统鲁棒保性能状态反馈控制器存在的充分条件和设计方法.所设计的保性能控制器保证了对所有容许的不确定性,不仅使得相应的闭环系统达到二次稳定,同时保证闭环性能指标函数具有上界.最后,通过仿真实例说明了所给方法的有效性.