随机网络控制系统的H∞控制

目的 建立更加符合实际的网络控制系统模型,探讨随机网络控制系统的随机鲁棒均方指数稳定和鲁棒H∞控制问题.方法 运用随机控制、Ito微分、线性矩阵不等式(LMI)和Lya-punov稳定性理论,推导出改进的网络控制系统鲁棒均方指数稳定且满足H∞性能的充分条件及H∞控制器的设计方法.结果 提出了同时具有网络诱导时延、数据包丢失和随机扰动等各因素下的网络控制系统模型,分析了该模型随机鲁棒均方指数稳定且满足H∞性能的充分条件,并给出相关控制器的设计方法.结论 通过控制器的设计,使具有扰动的网络控制系统性能有很大的改善,通过Matlab仿真证明该推导方法和结果行之有效,并且结果具有更小的保守性.     

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。     

不确定多状态时滞分布式系统的鲁棒H_∞控制

针对不确定多状态时滞分布式连续系统, 研究了其鲁棒H∞控制器的设计方法.通过引入Lyapunov函数, 利用线性矩阵不等式方法得到了自治系统的鲁棒渐近稳定的充分条件.基于该充分条件给出了闭环系统的鲁棒渐近稳定的充分条件, 并设计了系统的鲁棒H∞状态反馈控制器.设计的控制器保证了闭环系统的二次稳定, 同时使系统的H∞范数小于给定的衰减水平γ.仿真结果证明了该设计方法的有效性.     

参数不确定性一般奇异周期系统的鲁棒H_∞控制

针对状态矩阵带有不确定性的一般奇异周期系统的鲁棒H∞控制问题,采用广义Lya-punov不等式和线性矩阵不等式(LMI)分析方法,提出了参数不确定的一般奇异周期系统鲁棒H∞稳定和鲁棒H∞可镇定概念,获得了该类系统鲁棒H∞稳定的充要条件.通过对系统引入一个状态反馈,得到了该类系统鲁棒H∞可镇定条件,并给出了一个鲁棒H∞控制器的设计方法,所得结论是奇异系统鲁棒H∞控制研究成果向一般奇异周期系统的自然推广.最后,通过数值算例验证了设计方法的有效性.     

3D刚体摆的鲁棒控制器设计和比较分析

3D刚体摆是研究刚体复杂旋转动力学与控制问题的典型系统。针对3D刚体摆受外界扰动以及转动惯量的不确定性,根据鲁棒H∞控制理论,采用线性矩阵不等式(LMI)的方法设计了一种状态反馈H∞控制律。仿真结果表明,鲁棒控制器对系统参数的变化具有较强的鲁棒性。与PID控制器比较,鲁棒控制器对于3D刚体摆控制系统具有较好的动态特性和稳定性。     

一类网络切换模糊系统的鲁棒H_∞控制

基于切换技术和T-S模糊模型,研究了一类网络切换模糊系统的鲁棒H∞控制问题。利用共同Lyapunov函数方法,给出了系统在任意切换下可实现鲁棒H∞控制的充分条件。利用多Lyapunov函数方法,分别给出了切换律和鲁棒H∞状态反馈控制器的设计方法,并以矩阵不等式的形式给出闭环系统镇定且满足H∞性能指标γ的充分条件。最后,通过仿真例子验证了方法的有效性。     

基于T-S模糊模型的时延网络控制系统的保性能控制

目的基于T-S模糊模型建立模糊网络控制系统的模型,设计模糊时延状态反馈控制器,使得闭环系统保持鲁棒稳定,并且满足给定的一个二次型性能指标,使其值不超过某个确定的界.方法运用Lyapunov方法和线性矩阵不等式,分析了系统的稳定性.结果提出了模糊时延状态反馈控制器的设计方法,得到了模糊时延网络控制系统鲁棒稳定的条件及保性能控制律的参数化表示.结论针对不确定的非线性时延网络控制系统,通过设计满足性能指标条件的控制器,使得系统性能有很大改善,根据保性能控制律的参数化表示,可使用Matlab工具箱进行仿真.     

基于连续故障模型的不确定线性系统的鲁棒容错H∞控制

针对线性不确定系统执行器故障时鲁棒容错H∞控制.对参数不确定线性系统的鲁棒容错H∞控制控制器的设计.利用线性矩阵不等式(LMI),给出了不确定线性系统对执行器故障保持渐进稳定,且满足给定干扰衰减指标的鲁棒容错H∞控制器存在的充分条件.数值例子表明了该设计方法的有效性.     

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。     

网络化控制系统鲁棒动态矩阵控制

针对前向通道和反馈通道都存在不确定有界长时延的网络控制系统,研究动态矩阵控制(DMC)算法的设计和算法鲁棒稳定性分析问题.首先基于一类线性离散系统的状态空间模型,通过缓冲技术把不确定的有界网络长时延转化为其确定的时延上界,导出当系统通信信道上存在大于一个采样周期的有界随机网络诱导时延时DMC策略的设计方法;其次,利用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式方法分析该网络化DMC算法的鲁棒稳定性,并将鲁棒稳定性问题转化为求解一类LMI解问题,得到网络化DMC算法鲁棒稳定的充分条件.最后,通过一个对倒立摆模型的仿真实验验证了结论的有效性.     

基于TCP动态网络系统模型的鲁棒H∞控制

为了降低已有系统模型对回路时间的依赖,得出TCP网络系统的延时上界,通过引入变延时,利用线性矩阵不等式（LMI）设计了鲁棒H∞状态反馈控制器.采用Lyapunov函数方法验证了网络系统的稳定性,系统能够满足指定的H∞性能指标,并且减少延时和干扰对网络系统性能的影响;利用矩阵变换方法,将研究结果转化为具有线性矩阵不等式约束的凸优化形式,以便控制器的求解.通过算例仿真表明了所设计方法的有效性和可行性.     

时变采样周期网络控制系统混合H_2/H_∞动态输出反馈控制

针对网络化控制系统中出现的时变采样周期和时延现象,讨论混合鲁棒H2/H∞控制性能约束下的控制问题。先通过矩阵Jordan变换,将时变采样周期和时延的不确定性转变为系统参数的不确定性,建立离散时间凸多面体不确定系统模型;然后以线性矩阵不等式的形式,构建参数依赖Lyapunov函数,给出保证系统渐近稳定并满足混合鲁棒H2/H∞性能的动态输出反馈控制器存在的充分条件和控制器的具体参数。数值仿真结果表明所设计的控制器能够保持系统渐近稳定。     

超空泡航行体鲁棒H_∞绝对稳定控制

针对超空泡航行体(HSSV)在巡航阶段会受到强非线性滑行力,且伴随噪声干扰等问题,提出一种基于时域绝对稳定性的鲁棒H∞绝对稳定控制器的综合方法。利用backstepping方法,将原系统转化成子系统级联形式的跟踪模型,并在其基础上分析了滑行力的扇形区域条件。考虑系统中存在噪声干扰的情况,利用Lyapunov理论结合滑行力的扇形区域条件,给出了线性矩阵不等式(LMI)约束形式的鲁棒H∞绝对稳定控制器综合方法。仿真结果表明,所设计的鲁棒H∞绝对稳定控制器可以实现闭环系统的绝对稳定,同时在零初始条件下具有给定的H∞性能。     

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。     

长时延网络控制系统的H_2/H_∞混合控制

提出了具有长时延的网络控制系统的一种新模型,利用信息接收缓冲区将不确定的长时延转变成在几个确定时延间进行转换,从而将延迟扩大化的程度减小。根据离散马尔可夫跳跃线性系统理论,提出了网络控制系统的H2/H∞混合控制问题,得到通过求解线性矩阵不等式来获得鲁棒均方稳定的跳跃反馈控制器的设计方法,设计出的控制器计算简单且易实现。将结论应用到三容系统中,仿真结果表明了此方法的有效性和优越性。     

长时延网络控制系统的H2／H∞混合控制

提出了具有长时延的网络控制系统的一种新模型,利用信息接收缓冲区将不确定的长时延转变成在几个确定时延间进行转换,从而将延迟扩大化的程度减小。根据离散马尔可夫跳跃线性系统理论,提出了网络控制系统的H2/H∞混合控制问题,得到通过求解线性矩阵不等式来获得鲁棒均方稳定的跳跃反馈控制器的设计方法,设计出的控制器计算简单且易实现。将结论应用到三容系统中,仿真结果表明了此方法的有效性和优越性。     

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.     

非线性网络化控制系统的鲁棒跟踪控制

研究了一类离散时间非线性网络化控制系统的鲁棒跟踪控制问题.在数据传输中,同时考虑了网络诱导时延和数据丢包等网络特征,并将连续时间控制系统的时滞输入方法用于离散时间网络化跟踪控制系统的建模中.利用并行分布补偿技术并且考虑到模糊鲁棒跟踪控制器的激活机制,建立了这类系统跟踪控制的符合系统运行机制的模糊模型.基于Lyapunov稳定性理论,首先针对这类跟踪控制系统的名义模型建立一个镇定条件,使得其满足一个给定的H∞跟踪性能,然后以线性矩阵不等式的形式给出鲁棒跟踪控制器的存在条件.仿真示例说明了所提跟踪控制方法的有效性.     

脉冲控制下一类多权重复杂网络的鲁棒H∞同步

基于脉冲控制方法,对一类多权重复杂网络的鲁棒H∞同步问题进行了研究,设计了新颖的分布式脉冲控制器.通过在传统的分布式脉冲控制器中添加节点状态变量与同步状态间的误差状态反馈项,以保证多权重复杂网络在受到外部干扰影响时实现鲁棒H∞同步.基于Lyapunov稳定性理论、数学归纳法和其他相关知识,以线性矩阵不等式(Linear...     

新型多目标优化控制策略及其应用研究

针对优化控制器设计中的保守性问题,提出了一类新型的多目标鲁棒优化控制器的设计方法,通过有效算法求解满足系统鲁棒稳定性和鲁棒性能的优化解.该方法扩展了传统的基于Lyaponov稳定性条件的Gl2控制问题,通过将多目标约束条件转化为一系列线性矩阵不等式 (LMI),使多目标的鲁棒控制问题具有更小的保守性.仿真结果显示,新方法在提高控制系统的鲁棒性能和时域指标误差平方积分(ISE)、时间乘误差平方积分(ITSE)方面的优越性.