不满足有关约束条件的H_∞控制器的设计

2-Riccati求解H_∞控制器需满足一些假设条件。本文将给出一十分简单直观地等价变换处理这些条件,整个过程仅需在频域内进行。最后给出设计实例。     

变质心控制导弹H∞综合LPV鲁棒自动驾驶仪的设计

线性系统就系统描述的参数变化情况可划分为LTI、LTV和LPV3种类型，变质心控制导弹的线性化模型是在特定的简化条件下得到的，是一种典型的存在模型不确定性的LPV系统，且导弹工作在较宽的飞行条件下，其参数变化范围很大；为了使设计的自动驾驶仪具有足够的稳定裕度和能够适应较大参数变化范围的能力，文中利用凸多面体理论，基于自调整LPV综合H∞鲁棒控制器的设计方法，针对变质心控制导弹的自动驾驶仪，在系统满足控制器的存在性定理的条件下，给出了设计方法，这种设计方法简单、在线计算量小，通过仿真结果验证了变质心矩自动驾驶仪能够完全满足鲁棒性和全域操作的设计要求。     

H_∞控制的状态空间方法与H_∞状态反馈控制

本文给出了H∞控制问题的状态空间及其存在条件，引出了H∞控制问题的状态空间解法，对这些解法进行了比较概括的陈述，并对H∞状态反馈控制及其最优解作了一些探讨。     

机器人手臂轨迹跟踪的变增益LPV鲁棒H_∞控制器设计

针对机器人手臂模型中存在动态不确定性和外部干扰的不确定性,引入变增益线性变参数的鲁棒H_∞控制方法,设计了手臂轨迹跟踪控制器。采用拉格朗日法建立机器人手臂轨迹跟踪动态方程;利用变增益线性变参数凸分解技术,将这一动态模型转化为具有凸多面体结构的线性变参数模型;根据鲁棒控制理论和线性矩阵不等式理论,在凸多面体的各个顶点设计反馈控制器,然后利用各个顶点控制器综合得到线性变参数控制器。仿真结果表明,机器人手臂对于关节位置的变化始终具有良好的跟踪性能。     

新型混合H_2/H_∞控制策略的研究

研究了混合H2/H∞控制问题,在保证系统一个输出满足给定H∞干扰衰减约束下,使另一个输出的H2性能指标最小,在此基础上,推出了一个控制器存在的约束条件,给出了控制器的求解方法,并以数值实例证明了所提算法是可行的.     

导弹自适应自动驾驶仪的设计

本文对基于辨识和波波夫超稳定性理论的自适应自动驾驶仪设计进行了研究。这里研究的对象是导弹横滚回路,可用二阶时变微分方程近似描述。由于弹体参数在大范围内激烈时变,我们选择了具有遗忘因子的递推最小二乘法,实现实时地辨识对象参数,并且采用了比例加积分型模型参考自适应规律,使对象输出较好地跟踪参考模型输出。计算机仿真的研究给出了两种不同输入信号时的参数辨识的结果,仿真还表明了采用估计的参数进行自适应调参与采用真值实现自适应调参,其响应是一致的。     

网络化系统的分布式H_∞滤波

对网络化系统的分布式H∞滤波问题进行了研究.利用输入时滞方法对网络化分布式滤波系统建立了模型,模型中考虑了分布式滤波器之间离散信号传输的特点.与现有文献中对分布式滤波器之间采用连续信号传输的模型相比,采用离散信号传输的模型提高了系统的可行性.当分布式滤波器对应连通图为弱连通时,应用Lyapunov-Krasovskii稳定性理论对滤波误差系统的H∞性能进行了分析,并通过线性矩阵不等式(LMI)技术给出了分布式H∞滤波器的设计方法.最后通过数值例子说明了所给方法的有效性.     

时滞倒立摆的H_∞反馈控制

由于系统的输入滞后不可避免,时滞是影响系统稳定性的因素之一,文中研究具有输入时滞的一级直线倒立摆的H∞控制问题.基于Lyapunov稳定性理论,采用线性矩阵不等式方法得出系统的H∞反馈控制器.文中没有引入自由权矩阵,减小了问题的复杂性.同时考虑系统不确定性.结论可由MATLAB软件直接求解,方便易行.仿真结果证实了方法的有效性.     

小型无人机自动驾驶仪控制系统的研究

自动驾驶仪是无人机飞行控制系统的核心装置。本文设计的自动驾驶仪采用了两个处理器,且导航控制系统与姿态控制系统控制是分开的。它不仅具有高精度、高效率的性能,同时还具有通用性。文中对所设计的自动驾驶仪的结构和主要部件进行了介绍,同时着重分析了自主飞行模块。最后对飞行姿态进行仿真分析,仿真结果表明该系统满足性能要求。     

基于二分法的自动驾驶仪参数优化设计

基于经典控制理论的导弹自动驾驶仪设计需要花费大量的时间和精力调试,针对该问题,本文提出了一种基于二分法的自动驾驶仪参数优化设计方法,主要过程有问题转化、二分法逼近函数及参数优化这3方面,并通过基于Matlab的数学仿真结果,表明了基于二分法的自动驾驶仪参数优化设计方法的有效性。     

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。     

连续搅拌反应釜的非线性H_∞控制

以连续搅拌反应釜(CSTR)为例,研究了非线性系统存在控制量约束时的H∞控制问题,基于Hamilton Jacobi不等式,得到了系统的L2增益有限的充分条件,在这个条件下,得到了使闭环系统满足H∞扰动衰减性能准则的状态反馈控制器.     

基于H_∞的车辆横向运动鲁棒控制

为了实现车辆在横向运动过程中的精确控制,提出了一种车辆横向运动鲁棒控制器。通过控制输入转向系统控制器中转角的大小得到理想的车辆质心横向加速度,实现鲁棒稳定和较小的控制误差。首先根据车辆二自由度模型、转向系统摄动、道路摄动建立广义状态方程,再对广义状态方程进行回路变换,求出控制器,最后进行稳定性分析和试验验证。所得的控制器参数随车速变化而变化,且控制器的设计比其他的变参数控制器设计要简单。稳定性分析结果表明,控制器使得系统内部稳定;实车验证结果表明,控制器能够使车辆横向运动的质心加速度误差控制在0.1m/s2以内。     

T-S模糊系统的改进型H_∞控制器

为了研究T-S模糊系统的H∞控制问题,提出了一种T-S模糊系统的改进型二次稳定条件.与已有的相关结论相比,该条件进一步考虑到模糊子系统之间的相互关系,并将其表示为一系列线性矩阵不等式,因此,具有更小的保守性.以改进型二次稳定条件为基础,给出T-S模糊系统H∞控制器存在条件,控制器参数可以通过求解一组线性矩阵不等式获得.仿真计算结果表明,所提方法是有效的,同时比已有方法具有更广的适用范围.     

一类非线性不确定性系统的H_∞鲁棒控制

对一类非线性不确定性系统二次稳定进行了分析 ,以 Ricatti不等式的方式 ,给出了这类不确定性系统二次稳定的充分必要条件 ,并讨论了这类系统的线性状态反馈控制器设计问题。通过一个简单的例子 ,说明了本文的方法正确、有效。     

导弹自动驾驶仪的神经网络设计方法综述

对目前在导弹自动驾驶仪的具体设计中存在的问题进行了简要的总结。给出近几年基于神经网络的导弹自动驾驶仪的设计方法：神经自适应控制、神经反馈线性化、模糊CMAC神经控制、逆动态神经网络等非线性设计方法的特点及未来的发展方向。     

基于H_∞控制算法的单相逆变电源控制器研究

为了在设计阶段定量描述逆变电源所能承受的负载变化范围,设计了基于H∞控制理论的单相逆变电源控制器.在控制器设计过程中,充分考虑逆变电源的数学模型与实际对象之间的误差,运用输出端乘型描述方式,对因负载变化而引起的不确定性模型集合进行了描述,并将正弦信号作为控制系统设计和跟踪的目标.仿真结果表明,该控制方案使正弦波逆变电源获得了良好的稳态和动态性能,在承受阶跃噪声扰动时仍具有较好的控制品质,保证了控制系统抵抗负载参数变化引起的不确定性扰动的能力.     

非线性时滞系统的H_∞模糊滤波器设计

研究了非线性时滞系统的H∞模糊滤波器设计问题。基于李亚普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式方法,并结合自由权矩阵技术,提出了一种滤波器设计的新方法。根据线性矩阵不等式的可解性,给出了H∞模糊滤波器存在的充分条件。仿真例子验证了所提出方法的有效性。     

基于H_∞-交叉耦合算法的双驱同步控制

针对大型双驱龙门机床中由于大质量滑块运动导致的参数不确定性和时变干扰,为了实现高精度同步控制,提出H_∞-交叉耦合同步控制算法.基于拉格朗日方程,建立能够反映大质量滑块运动的双驱龙门机床动力学模型.与现有的建模方法相比,动力学模型中的摩擦力模型能够反映大型龙门机床双驱间的机械耦合关系和大质量滑块的运动,可以更有效地描述具有大质量滑块的龙门机床双驱间的动力学特性.针对该动力学模型,通过基于混合灵敏度问题的设计方法,设计H_∞鲁棒控制器,抑制参数不确定性和时变干扰,并设计交叉耦合控制器,减小机床双驱间的同步误差.在某大型双驱龙门机床开展滑块不同运动速度下的双直线电机同步驱动实验.实验结果表明,提出的方法不仅在处理不确定性和时变干扰方面具有显著的效果,而且能够保证该机床高精度同步运动.随着滑块运动速度的提高,提出的H_∞-交叉耦合控制算法比传统的PID同步控制算法具有更好的动态性能.     

二维离散系统的H_∞滤波仿真研究

基于Roesser模型对二维离散系统的H∞滤波问题进行研究,讨论了二维H∞滤波器的设计方法。针对任意能量范围内的噪声输入,二维H∞滤波器能保证噪声衰减的水平。应用LMI(线性矩阵不等式)方法和黎卡提不等式方法处理二维H∞滤波问题。设计基于观测器的H∞滤波器,最后通过图像处理的相关实例进行结果仿真验证。仿真结果表明,滤波误差系统的频率响应低于指定的H∞噪音衰减水平,滤波效果明显。