一种基于LPV系统的$H_infty$切换控制器设计方法

针对线性参数变化(LPV)系统提出一种切换控制器参数化设计方法.基于Youla参数化思想,将控制器设计过程分解为两个步骤.首先,设计一个中心控制器保证闭环系统的全局$H_infty$性能;其次,将参数变化区域划分为若干个子区域,在每个子区域中将中心控制器进行线性分式变换,得到切换控制器自由参数的状态空间实现,将切换控制器转换为自由参数之间的切换.基于所提出的切换LPV控制器线性分式变换实现方法,不仅可以保证在任意切换的情况下子系统各自局部的$H_infty$性能,而且可以保证整个闭环系统满足某一整体的$H_infty$性能,并通过仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

线性Markov 切换系统的随机Nash 微分博弈及混合H2/H∞ 控制

研究线性Markov切换系统的随机Nash微分博弈问题。首先借助线性Markov切换系统随机最优控制的相关结果,得到了有限时域和无线时域Nash均衡解的存在条件等价于其相应微分(代数) Riccati方程存在解,并给出了最优解的显式形式;然后应用相应的微分博弈结果分析线性Markov切换系统的混合H2/H∞控制问题;最后通过数值算例验证了所提出方法的可行性。     

一类线性连续切换系统的迭代学习控制

针对有限时间区间内执行重复控制任务的线性连续切换系统,考虑基于迭代学习的跟踪控制问题.假设线性切换系统的切换率在时间域内是任意的,提出该类系统的D型迭代学习控制算法.理论分析表明,当学习增益矩阵满足一定的条件时,D型迭代学习控制算法可以保证切换系统的实际输出在整个运行区间上一致收敛于期望输出,实现完全跟踪控制.数值仿真进一步验证了方法的有效性.     

一类线性广义切换系统的H∞状态反馈控制

研究了一类不确定切换广义系统的H∞状态反馈控制问题,以线性矩阵不等式（LMI）的形式给出了该类系统的鲁棒稳定且具有H∞扰动衰减度γ充分条件和控制器以及切换策略。将正常系统的Lyapunov函数研究方法推广到切换广义系统。     

一类非线性切换系统任意切换采样控制设计

本文针对一类具有非严格反馈形式的非线性切换系统,在输出只在采样点可获得的情况下,提出了一种基于模糊采样观测器的自适应输出反馈控制方法.该方法降低了现有任意切换控制研究结果中因共同控制思想导致的控制器设计的保守性,避免了迭代过程对虚拟控制的反复求导引发的计算爆炸现象及控制器高增益的弊端.切换的自适应律突显了每个子系统的特...     

线性时变参数系统切换H∞输出反馈控制

考虑时变参数系统的切换H∞控翻问题.提出了由参数触发的切换策略,由此在最小驻冒时间的限制下,将线性时变参数系统分解为若干具有范数有界不确定性的子系统.利用多Lyapunov函数方法分别设计各子系统的输出动态反馈控制器.使在切换策略驱动下构成的闭环系统满足H∞控制性能.仿真算例完整地实现了理论方法,并验证了其有效性.     

一类线性切换广义系统的保性能控制

针对一类线性切换广义系统,研究了其在任意切换策略下的保性能控制问题。结合一个二次型性能指标,利用单Lyapunov函数方法和线性矩阵不等式(LMI)技术,给出了状态反馈保性能控制器存在的一个充分条件,使得相应的闭环切换广义系统保持正则、稳定和无脉冲,且闭环性能指标值不超过某个确定上界。并进一步将保性能控制器的设计问题转化为线性矩阵不等式的可行解问题,使得控制器的设计更加简便,易于操作。这个条件可以通过Matlab的LMI工具箱求解,适合在工程中应用。数值仿真例子说明了该方法的有效性。     

混合H2/H∞鲁棒控制器设计

在状态空间描述下,定义了混合H2/H∞控制的完整信息、完整控制、干扰顺馈、输出估计这4种典型情况.在二次稳定意义上,讨论了混合H2/H∞的性能指标,及这4种典型情况的混合H2/H∞线性反馈控制器设计,给出了充分必要条件.在典型情况分析的基础上,研究一般意义上的混合H2/H∞反馈控制器设计.H2和H∞的干扰输入阵及性能评价函数各不相同时的混合H2/H∞反馈控制器,与H2和H∞控制器设计相似,归结为解两个Riccati方程.但这两个Riccati方程含有参数,最优解要通过搜索这两个参数得到.结果包含了单纯的H2和H∞设计,可看作是H2,H∞和混合H2/H∞的统一设计方法.最后通过一个简单的例子,说明了控制器设计方法的可行性.     

多模型切换系统H∞鲁棒控制器的设计与应用

基于H∞控制理论以及切换系统稳定性理论,对于多输入多输出(MIMO)多模型切换控制系统,提出了一种可以有效抑制抖动和改善瞬态响应性能的鲁棒镇定控制器设计方法.通过引入PI控制思想,根据模型跟踪方法设计了增广状态反馈控制器,并将控制器设计问题转化为方便求解的线性矩阵不等式(LMI).该方法的最大优点是可以很方便的保证多模型切换系统的全局稳定性,同时使得设计的控制器具有较强的鲁棒性.将本文提出的方法应用到某型BTT导弹自动驾驶仪设计中,仿真结果证明了此方法的有效性和优越性.     

Supervisory control using a new control-relevant switching

This paper presents a new supervisory control scheme, which is based on a control-relevant switching logic. Unlike most of the existing switching methods considering only estimator performance, the proposed scheme takes both estimator and controller performance into account. As an index to the controller performance, an iISS (integral-input-to-state stability) Lyapunov function is employed; it is ensured that the Lyapunov function satisfies a certain inequality. This Lyapunov-based switching is then coupled to the state-dependent dwell-time switching developed recently, and the state of the uncertain plant is shown to converge asymptotically. The proposed supervisory control scheme is applied to an input-constrained neurally stable linear plant.     

状态空间形式下的H∞优化控制问题（一）

本文给出了控制系统的H~∞优化控制解的完全状态空间设计方法,该方法便于计算机辅助设计,也便于系统的更进一步综合与分析。     

Higher order numerical approximation of switching systems

Higher order numerical schemes for affine nonlinear control systems developed elsewhere by the authors are adapted to switching systems with prescribed switching times. In addition the calculation of the required multiple switching control integrals is discussed. These schemes are particularly useful in situations involving very rapid switching.     

高速公路鱼骨型切换模型研究

目前高速公路切换混乱,切换次数较多,频繁切换到离高速公路较远的基站,容易导致通话质量差和掉话。为规范高速公路沿线基站的切换,本文根据特定小区和切换场景进行了切换关系、切换类型、小区覆盖半径、重叠区域、参数设定等方面的研究和规范,通过大量的测试分析形成了高速公路鱼骨型切换链模型。这种切换链模式能有效解决高速公路专网和外网小区频繁切换的问题,提高高速公路测试的各项指标。     

Fault-tolerant control systems design via subdivision of parameter region

This paper presents a linear matrix inequality （LMI） approach to solve the fault-tolerant control （FTC） problem of actuator faults. The range of actuator faults is considered as a parameter region and subdivided into several subregions to achieve a certain desired performance specification. Based on the integral quadratic constraint （IQC） approach, a passive fault-tolerant controller for the whole fault region and multiple fault-tolerant controllers for each fault subregion are designed for guaranteeing stability and improving performance of the FTC system, respectively. According to the estimation of parameters by FDI process, the corresponding subregion controller is chosen for the stability and optimal performance of closed-loop systems when the fault occurs. The case of incorrect estimation is also considered by comparing the performance index between the switched controller and the passive fault-tolerant controller. The proposed design technique is finally evaluated in the light of a simulation example.     

再入机动飞行器的模糊自适应H2/H∞ 控制

针对再入机动飞行器(MRV)动态的非线性和不确定性,将模糊自适应理论与鲁棒H2/H∞控制理论相结合,提出一种MRV的模糊自适应H2/H∞控制方法。该方法利用模糊逻辑系统逼近导弹模型的非线性函数,补偿其建模的不确定性;并且基于H2/H∞混合优化控制与非零和博弈理论,设计了鲁棒H2/H∞控制器补偿模糊系统的逼近误差和外界干扰,进而改善控制性能,使得性能指标在达到最优化的同时满足H2/H∞性能指标。通过仿真分析,验证了所提出控制方法的有效性。     

基于控制参数化的切换系统最优控制方法研究

针对一类特殊的混杂系统——切换系统的最优控制问题．利用控制函数参数化方法和时间尺度转化法,将切换系统最优控制问题转化为最优参数选择问题,可利用Miser3．2来求解该问题,这样能有效地简化求解切换系统最优控制的难度,而且算法易于理解,编程易于实现。     

基于LMI优化的主动悬架多目标控制

首先将汽车主动悬架的控制问题归结为有时域硬约束的鲁棒干扰抑制问题.在多目标控制框架下,基于线性矩阵不等式(LMI)优化技术,提出了一种H2/广义H2混合控制策略:利用广义H2范数描述系统的时域硬约束,同时选择H2范数最小化系统的性能输出,最终将系统的控制律归结为求解具有LMI约束的半定规划问题.以半车模型为例设计了主动悬架控制器,并给出了较全面的分析和仿真结论.最后利用快速原型(RCP)和硬件在回路仿真(HILS)一体化技术进一步验证所提方法的有效性和可行性.     

基于控制参数化的切换系统最优控制方法研究

针对一类特殊的混杂系统——切换系统的最优控制问题,利用控制函数参数化方法和时间尺度转化法,将切换系统最优控制问题转化为最优参数选择问题,可利用Miser 3.2来求解该问题,这样能有效地简化求解切换系统最优控制的难度,而且算法易于理解,编程易于实现。