不确定离散时滞系统的H∞保性能预见控制

针对一类具有凸多面体不确定常参数的离散时间时滞系统,研究其H_∞最优保性能预见控制器的设计方法.首先,与以往不同,本文的扩大误差系统仍然保留了时滞,以保证扩大误差系统的状态向量维数不随时滞的增加而增加.其次,针对所构造的扩大误差系统,设计有记忆的状态反馈控制器,并利用线性矩阵不等式方法,导出确保所求控制器存在的条件及该控制器设计的方法.最后,通过建立并求解一个含线性矩阵不等式约束的凸优化问题,给出扩大误差系统的鲁棒H_∞保性能控制器,该控制器对于原系统来说就是鲁棒H_∞保性能预见控制器.      

区间时滞系统的非脆弱鲁棒H∞控制

针对一类时滞是时变的且属于一个已知区间的线性系统,提出了一种新的Lyapunov-Krasovskii函数分析方法,分析区间时滞线性系统的稳定性,并设计了非脆弱鲁棒H∞控制器.设计的非脆弱鲁棒H∞控制器不仅可以保证时滞系统是渐近稳定的,同时可以满足所给定的H∞性能指标.非脆弱鲁棒H∞控制器可以通过线性矩阵不等式方法获得.仿真例子验证了该方法的有效性.     

基于H_∞混合灵敏度的冷连轧机多变量解耦鲁棒控制

冷连轧过程中的厚度和张力系统具有多变量、强耦合和不确定特点,为了提高系统的控制精度和控制性能,提出了基于不变性原理解耦的H∞混合灵敏度鲁棒控制策略.首先,建立了厚度和张力系统的动态耦合模型,并应用不变性解耦原理实现了对厚度和张力系统的解耦.其次,针对系统存在的建模误差、参数摄动和外部扰动等不确定性,采用H∞混合灵敏度方法设计了鲁棒控制器来保证系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能.仿真结果表明解耦后的厚度和张力系统可以获得更好的控制效果,验证了本算法的有效性.     

同步发电机组H2/H∞综合控制器的设计

电力系统的稳定性主要取决于电机组转速和电压的响应特性.转速和电压相互作用,对两者进行综合控制非常必要.作者将H2/H∞控制理论应用于同步发电机组综合控制器的设计.计算机仿真实验表明,利用线性矩阵不等式(LMI)方法所设计的H2/H∞综合控制器能在考虑模型不确定性的情况下,有效地保证系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能,改善电力系统性能.     

基于状态观测器的线性离散时间系统的最优预见控制

研究了带有预见信息的线性离散时间系统的状态观测器,并将其应用到预见控制系统.为了满足设计观测器的需要,首先导出了包含可预见的目标值信号和干扰信号的扩大误差系统,并由此得到最优预见控制器.在设计状态观测器时,通过改写输出方程充分利用了可预见的目标值信号和干扰信号.设计的状态观测器针对原系统是全维观测器,而针对扩大误差系统则是降维观测器.最后通过数值仿真证明了所设计的状态观测器的有效性.      

基于TECS|H∞的无人机纵向着舰系统设计

针对无人机纵向自动着舰,运用总能量控制系统建立无人机纵向自动着舰系统,根据纵向着舰导引系统速度为常数且具有抑制纵向风干扰的要求,设计基于线性矩阵不等式的H∞输出反馈控制器,通过对所设计的先锋无人机的纵向自动着舰导引系统仿真表明:通过升降舵和油门的协调控制,实现了速度和航迹的解耦控制,且该设计能满足着舰要求,能有效地抑制纵向风干扰的影响,具有良好的鲁棒性能.     

随机反应扩散神经网络的鲁棒稳定性

研究一类具有分布时滞和反应扩散的随机细胞神经网络,通过构造Lyapunov泛函,并利用It(o)公式以及线性矩阵不等式(LMI),得到不确定系统鲁棒稳定的充分条件.     

不确定随机时滞系统参数依赖鲁棒镇定

现有的一类具有凸多面体不确定随机时滞系统鲁棒镇定条件存在较大保守性,为此,研究了一类具有凸多面体不确定性随机时滞系统参数依赖鲁棒镇定问题.利用Lyapunov随机稳定理论和构造参数依赖的Lyapunov函数,以线性矩阵不等式(LMIs:Linear Matrix Inequalities)的形式给出一类具有凸多面体不确定性随机时滞系统参数依赖鲁棒镇定的充分条件.并通过数值例子说明了该方法计算过程简单,结论精确,适用于工程中结果的有效性.     

鲁棒UKF滤波算法在SINS初始对准中的应用

针对系统存在不确定性扰动时传统UKF滤波算法的滤波精度和鲁棒性均下降的问题,提出了一种基于H∞范数的鲁棒UKF滤波算法.该算法在Krein空间内对简化UKF滤波算法进行改进,增加了一个鲁棒环节.鲁棒环节通过引入给定正常数调整滤波增益从而提高滤波算法的鲁棒性能.在SINS大方位失准角初始对准中对简化UKF滤波算法和鲁棒UKF滤波算法进行了对比研究.仿真结果表明:与简化UKF滤波算法相比,鲁棒UKF滤波算法的方位失准角估计误差由16.9'缩小到4.3'.鲁棒UKF滤波算法降低了系统对扰动的敏感度,具有更好的滤波性能.     

无人软翼飞行器直线航迹跟踪鲁棒反步控制

为实现无人软翼飞行器的直线航迹跟踪控制,提出一种基于模拟对象的可变增益鲁棒反步控制方法.基于模拟对象方法建立软翼飞行器的航迹跟踪误差模型,并设计了可变增益反步跟踪控制器,通过合理设计增益参数,消除了部分复杂非线性项,避免了传统反步法中虚拟量高阶导数问题,简化了控制器形式,更有利于工程实现.根据Lyapunov理论设计的鲁棒反馈补偿项,在保证稳定性的同时提高了系统的鲁棒性.将控制器应用于无人软翼飞行器平面直线航迹跟踪控制中,仿真实验表明,所设计的控制器可以实现直线航迹的精确跟踪,且具有很好的鲁棒性.      

连续时间系统的目标轨迹预见跟踪控制

针对连续系统的有限时间目标轨迹预见跟踪控制问题,给出了基于轨迹协调误差和切换规则的预见跟踪控制方法.该方法首先将轨迹协调误差和位置跟踪误差连同状态变量的微分组成新的系统状态变量,把跟踪问题转化为调节问题,设计了基于协调误差的带有目标值预见的跟踪控制系统.然后针对复杂目标轨迹跨过不同坐标轴的情况,采用切换系统方法,实现了目标轨迹的全程预见跟踪控制.本文同时是子系统为时变系统的切换系统的典型范例.数值仿真说明了该方法的有效性.      

基于鲁棒H∞滤波的锂离子电池SOC估计

荷电状态（State of charge, SOC）估计是电池管理系统的核心功能之一,它在电动汽车的生命周期中起着重要作用。针对锂离子电池温度影响模型参数,进而导致SOC估计不准确的问题,本文提出了基于鲁棒H_∞滤波的SOC估计方法。首先,以二阶Thevenin等效电路模型做为锂离子电池基础模型,并将温度对电池模型参数的影响建模为标称电阻值和电池总容量的加性变量,视温度变化为系统的外部扰动。其次,采用滑动线性法对电池模型进行线性化,并在此基础上运用线性矩阵不等式技术设计了对SOC进行估计的鲁棒H_∞滤波器。最后,分别采用四种不同类型的动态电流激励进行仿真实验验证,并将SOC的估计结果与kalman滤波对SOC的估计结果进行对比。结果表明所设计的鲁棒H_∞滤波器能够实现对SOC更为准确的跟踪,同时对外部扰动具有较好的鲁棒性。      

混沌人工鱼群的鲁棒保性能控制权值矩阵优化方法

针对鲁棒保性能控制中的权值矩阵依赖经验选取,无法最大限度的减小系统保守性的问题,提出了一种基于混沌人工鱼群算法的鲁棒保性能控制权值矩阵优化方法.该方法中,将保性能控制鲁棒界作为优化的目标函数来寻找最优权值矩阵是整个算法实现的关键.该种改进的人工鱼群优化算法融合了混沌搜索与自适应步长和视野的人工鱼群优化算法,有效的解决了基本人工鱼群算法的后期收敛速度慢、易陷入局部最优等缺点.通过测试函数对比验证了该种改进人工鱼群优化算法的优越性,并通过应用实例验证了该权值矩阵优化方法的有效性.      

一类短时延的广义网络控制系统的鲁棒H∞控制

基于正则、无脉冲和线性定常的广义系统,研究了一类网络控制系统的H∞控制问题.针对传感器和执行器节点由时钟驱动,控制器节点由事件驱动,网络总诱导时延小于一个采样周期及具有有限能量的外部扰动的网络控制系统,利用李亚普诺夫理论和线性矩阵不等式描述方法,推导出动态输出反馈H∞控制律存在的充分条件,并给出了相应的设计方法.通过仿真实例,说明了所用方法的有效性.     

前馈厚度控制的外部自激励定量反馈调节

分析了板材轧制过程中出口厚度变化的成因.将不确定扰动的影响归结为轧机刚度系数摄动和轧件塑性系数摄动,建立了双摄动厚度控制模型.综合考虑轧机系统的外部不确定扰动,针对轧制道次间的不确定性,在频域内将板厚信息转化为轧机系统边界性能指标,设计抑制前馈扰动的外部自激励定量反馈控制器.仿真实验表明,设计的控制器能有效抑制轧制过程中的外部扰动,具有良好的鲁棒性能,并能直观保证系统调整时的鲁棒稳定性,适于工业生产.      

步进梁热处理炉鲁棒优化控制研究

针对冶金领域广泛应用的大型步进梁热处理炉,采用基于热传导及离散化技术得到的状态空间模型,进行鲁棒稳定性分析及控制器设计.考虑系统运行过程中的非线性及不确定性,基于李雅普诺夫稳定性定理及LMI方法,给出了系统稳定的充分条件,并进行变增益控制器设计.对辨识得到的系统模型,借助Matlab的LMI工具箱进行仿真及验证,仿真结果表明所得定理能够保证系统具有鲁棒完整性.     

任意扩展电力系统的鲁棒关联镇定研究

研究互联大系统在原结构的基础上,任意加入不同维数的子系统而构成扩展结构大系统情况下的鲁棒关联镇定问题。该问题就是在不改变原结构分散控制律的基础上设计新加入的任意维数子系统的分散控制律,使新加入子系统后的整个大系统仍能保持关联稳定。在以往的研究中仅是针对具有相同维数的子系统进行的,文章主要解决相异维数子系统的扩展问题。文中给出了相异维数的处理方法,并利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,推导了此类系统鲁棒关联镇定的充分条件,给出了鲁棒关联稳定控制器的设计方法。通过对一类电力系统扩展结构的控制仿真研究,说明了所提出方法的有效性。     

步进炉控温系统鲁棒容错控制设计

步进炉是冶金领域广泛使用的多区段大型热处理设备,炉温在系统运行过程中存在时滞及不确定性,本文基于李雅普诺夫稳定性定理及LMI方法,针对炉温进行鲁棒稳定性分析及容错控制器设计。考虑实际系统中存在的测温传感器各种故障情况,引入多模态故障模型,实现了变增益控制器设计,得到了系统渐进稳定的充分条件。最后根据系统温度模型,借助Matlab的LMI工具箱进行仿真及验证,仿真结果表明所得定理能够保证系统具有鲁棒完整性。     

离散时间多智能体系统的协调最优预见跟踪

在互联拓扑包含一棵有向生成树的条件下,研究了离散时间多智能体系统的协调最优预见跟踪问题.首先利用状态增广技术把协调跟踪问题转化为一个增广系统的全局最优调节问题.然后应用离散时间线性二次型调节理论的相关结果给出了使增广系统的闭环系统渐近稳定的控制器,并由此得到原系统实现跟踪一致性的全局最优预见控制器.仿真结果不仅验证了所设计控制器的有效性,并且表明适当增加预见步长对保证准确跟踪领导者的输出是至关重要的.      

Sm2（Fe1—xTix）17组织结构及其氮化物各向异性磁粉磁性能研究

敏感度是系统鲁棒特性的主要指标，对于控制对象存在较大模型化误差的伺服系统来说，必须具有低敏感度特性。本文应用二自由度控制理论和敏感度特性，设计出了对控制对象的模型化误差不敏感的低敏感度伺服系统，并采用８０９８单片机实现了数字化低敏感度伺服补偿器。