具有方差和极点约束的不确定系统鲁棒H∞输出反馈控制

针对一类具有范数有界不确定性的连续系统和二次矩阵不等式区域,考虑系统具有方差和区域极点约束的输出反馈控制器设计问题．为此首先导出闭环系统区域稳定的充分必要条件．然后用线性矩阵不等式方法给出输出反馈控制器存在的一个充分条件．在此充分条件下闭环系统是鲁棒区域稳定的且具有H∞性能以及当干扰为白噪声信号时其稳态状态方差有限．接下来用矩阵分解方法给出输出反馈控制器增益矩阵的求解过程．最后通过一个仿真实例说明本文所提出的控制器设计方法的有效性．     

离散系统方差约束鲁棒H2/H∞滤波的新算法

考虑带有稳态误差方差约束的线性受扰系统的鲁棒H₂/H_∞滤波问题.引入了广义逆矩阵,提出了一个新的算法.通过直接解两个Riccati方程后,获得滤波器,并且同时满足3个性能要求:滤波过程是渐近稳定的;每个状态的稳态估计误差方差不超过规定的上界;从外部噪声输入到误差状态输出的传递函数的H_∞范数满足规定的上界.一个数字例子说明了这种设计方法的有效性.     

误差方差约束下Delta算子不确定系统的鲁棒H∞滤波

研究Delta算子不确定系统在稳态估计误差方差约束下的鲁棒H_∞滤波问题. 目的是设计滤波器, 使得系统在状态矩阵和输出矩阵均存在不确定性时, 滤波过程是渐近稳定的, 每个状态的稳态估计误差的方差不大于事先给定值, 且从噪声输入到误差输出的传递函数满足给定的H_∞范数约束. 基于矩阵不等式方法, 提出了滤波器的存在条件和显式表达式. 所得结果可将连续和离散系统的有关结论统一到Delta算子框架.     

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.     

一类不确定非线性系统的鲁棒H∞控制

在一种工程应用背景之下, 考虑了一类非线性系统的鲁棒H_∞ 控制问题, 不确定性范数有界, 基于HJI不等式研究了状态反馈控制器设计问题, 使得闭环系统满足H_∞ 干扰抑制性能要求.     

具有状态和测量时滞不确定系统的鲁棒H∞状态估计

考虑一类已知状态和测量时滞且范数有界参数不确定连续时间系统的鲁棒H_∞状态估计问题. 这个问题解的充分条件由二个代数Riccati不等式给出, 它可以保证存在一个渐近稳定状态估计器使得对于所有不确定性从外界干扰到输出估计误差的传递函数满足指定的H_∞指标. 以上这些结果可以推广到一类未知状态和测量时滞且范数有界参数不确定连续系统的鲁棒H_∞状态估计问题, 对于已知状态和测量时滞系统, 所得状态估计器与参数不确定性无关, 而与时滞有关. 对于未知状态和测量时滞系统, 其状态估计器不仅与参数不确定性无关, 而且与时滞也无关.     

不确定脉冲系统的鲁棒H∞控制

首次提出并研究了不确定脉冲系统的鲁棒H_∞控制问题. 基于代数Riccati方程正定矩阵解的存在性, 建立了不确定脉冲闭环系统具有鲁棒H_∞特性的充分性准则, 同时给出了相应的状态反馈控制设计方法, 并用数值例子说明了所得结果的有效性.     

时变不确定离散时滞系统的H∞鲁棒控制

研究了一类线性不确定离散时滞系统的H_∞鲁棒控制问题,其时变不确定项是范数有界的,但无需满足匹配条件.基于线性矩阵不等式 (LMI)方法,得到了可H_∞鲁棒镇定的一个充分条件.通过求解一个特定的线性矩阵不等式,即可获得H_∞状态反馈控制器.具体算例说明了该方法的有效性.     

考虑时域硬约束的T-S模糊系统鲁棒H∞控制

针对带有时域硬约束(包括执行器饱和约束与状态约束)的不确定T-S模糊系统, 提出了一种鲁棒H_∞控制方法. 先给出在不确定性参数范数有界的前提下T-S模糊系统满足给定H_∞性能指标的充分条件, 再寻找在一个有界能量干扰作用下包含所有系统状态轨迹的椭圆域, 然后利用双椭圆域方法和S-Procesure将时域硬约束转化为一组LMI约束. 这种多目标设计最终归结为实现一个带有LMI约束的优化问题. 文中的最后给出并讨论了该方法用于倒立摆系统的仿真结果.     

不确定时滞系统的时滞依赖鲁棒非脆弱H∞控制

基于线性矩阵不等式(LMI)方法, 研究了不确定时滞线性系统的鲁棒非脆弱H_∞状态反馈控制器的设计问题, 以一个LMI形式给出了控制器存在的充分条件, 而且该LMI是与时滞相关的. 同时, 经过全等变换、变量变换和Schur补引理, 该LMI的所有参数都是线性的, 这样参数无需预取就可以利用LMI Toolbox获得解. 实例表明了上述设计方法的有效性.     

不确定系统D稳定与方差约束的鲁棒H∞可靠控制

研究了一类不确定系统区域稳定和方差约束的鲁棒H∞可靠控制器的设计方法,其目的是通过设计状态反馈控制器,使闭环系统的极点被配置在给定的圆盘中,同时,当有外生扰动,以及所有可能的不确定及其敏感执行器失效的时候,依然能满足闭环传递函数H∞范数有界和稳态方差的约束.借助于LMI和凸优化技术,给出了控制器存在的充分条件及其解析式.最后,通过一个仿真例子,说明该方法的可行性.     

不确定T-S 模型的D -域极点约束鲁棒控制

对于具有两类不确定性的Takagi-Sugeno模糊非线性模型,运用二次稳定思想,提出使闭环系统的极点在各种允许的不确定性下始终在复平面上某个二次矩阵不等式区域D中的一个充分条件.基于这一条件和并行分布补偿技术,用线性矩阵不等式方法,设计全局鲁棒D-稳定控制器.最后通过质量弹簧阻尼系统给出了所述设计方法的仿真示例.     

不确定脉冲系统的动态输出反馈H∞控制

研究了不确定脉冲系统动态输出反馈H_∞控制问题. 考虑了两类脉冲形式: 一类脉冲是扰动型的, 一类脉冲是稳定型的. 对每类脉冲系统, 给出了鲁棒稳定性和具有有限L2增益的充分条件. 并在此基础上, 基于线性矩阵不等式, 得到了H_∞动态输出反馈控制器存在的充分条件. 最后, 数值例子说明了本文结果的有效性.     

不确定性奇异时滞系统的鲁棒H∞控制

研究了含不确定性线性奇异滞后系统的鲁棒H_∞控制问题.其中不确定性是范数有界的.为此首先给出了相应的无控制标称系统内稳定且满足H_∞范数界的一个充分条件.然后讨论了含不确定性奇异滞后系统鲁棒H_∞控制问题有解的一个充分条件,并同时给出了控制器的设计,控制器可由线性矩阵不等式解得.最后举例说明本文方法的正确性.     

线性不确定系统的H∞状态反馈鲁棒重复控制

现有的重复控制设计不能同时优化低通滤波器的参数和重复控制器的参数.我们在设计重复控制系统以控制线性不确定对象时,解决了这个问题.首先,引入状态反馈以保证闭系统的鲁棒稳定性,把重复控制器设计问题转化为H∞状态反馈增益的设计问题.为获得低通滤波器最大转折频率,进一步将设计问题转化为基于线性矩阵不等式约束的凸优化问题.提出了一种迭代算法,用以计算低通滤波器的最大转折频率和H∞状态反馈增益.在保证系统鲁棒稳定性的同时,获得最高控制精度的重复控制器和低通滤波器的参数组合.该方法与已有方法比较,它的结果容易验证和求解,因而更适合于实际应用.最后,通过数值实例验证了本文所提方法的有效性.     

随机不确定时滞系统的鲁棒H∞控制

本文研究了随机不确定时滞系统的鲁棒稳定性与鲁棒H∞控制问题,系统的不确性具有凸多面体形式.利用线性矩阵不等式方法,通过依赖于参数的Lyapunov函数,得到了此类系统鲁棒随机镇定的充分条件.在此基础上,又给出了H∞状态反馈控制器的设计.     

不确定多重时滞随机中立系统鲁棒H∞控制

针对一类不确定多重时滞随机中立系统,研究了鲁棒H_∞控制设计问题．该随机中立系统的状态项、控制项、微分项、外部干扰输入项均含有时滞,系统中的不确定性满足广义匹配条件．首先,利用随机Lyapunov稳定性理论和Ito微分法则,推导出系统的随机鲁棒可镇定的充分条件．在此基础上,进一步给出了鲁棒H_∞控制器存在的充分条件．本文的研究结果以线性矩阵不等式的形式给出,仿真结果表明了此控制器设计方法的有效性．