基于LMI的H∞鲁棒PID控制器设计

针对一类线性系统,研究了基于H∞的鲁棒PID控制器的设计方法,使得闭环系统的所有极点均位于一个给定的LMI区域中.采用线性矩阵不等式的处理方法,证明了该问题等价于一组线性矩阵不等式的可解性问题.利用该线性矩阵不等式的可行解给出了PID控制器的构造方法,并通过现有的软件Matlab中的工具箱LMI来进行求解.该方法很好地解决了PID控制下的极点指标和H∞鲁棒控制的相容性问题.实际的工程算例验证了该方法的有效性和可行性.     

不确定广义模糊系统的鲁棒模糊H∞控制器设计

研究了不确定广义模糊系统鲁棒H∞状态反馈控制器和动态输出反馈控制器设计问题。在E确定其它系数矩阵均存在不确定性情况下，给出鲁棒模糊H∞状态反馈控制器和动态输出反馈控制器存在的充分条件。鲁棒H∞状态反馈控制律的设计可能通过求解线性矩阵不等式得到，而动态输出反馈鲁棒H∞控制器可通过定义新变量得到，所求控制器使闭环系统对所有的不确定性稳定且满足H∞性能指标γ。     

基于H∞观测器原理的模糊自适应控制器设计

针对一类非线性系统提出一种利用观测器原理来求解干扰抑制项和控制器参数的新型模糊自适应控制方法.通过寻求线性矩阵不等式(LMI)的可行解来得到具有H∞跟踪性能的模糊自适应观测器.并证明了如果该观测器具有H∞跟踪性能,则由该观测器参数构成的控制器,可以保证闭环系统稳定.     

混合H2/H∞控制问题的降阶控制器

1 引言 考虑np广义被控对象z0 z1 y=P(δ)w u=AC0 C1 C2 B1 B2D01 0 D11 D12 D21 0 w u, (1) 其中 ABCD ∶=C(δI-A)-1B+D,δ在连续和离散情形分别表示拉氏变换算子s,Z－变换算子z,x∈Rnp,y∈Rny,w∈Rnw,u∈Rnu分别为广义对象、量测、外部输入和控制变量.z0∈Rnz0,z1∈Rnz1分别为与H2,H∞指标相关的控制输出信号.所谓混合H2/H∞控制是指：设计控制器K,使得Tz0w2极小,且Tz1w∞<1.其中Tziw(δ)是从w到zi的闭环传传递函数(i=0,1).其意义在于可使系统在具有稳定性和鲁棒性的前提下,保持良好的性能.     

基于LM I可行解的所有状态反馈H ∞控制器

在状态反馈Ｈ∞控制器存在情况下,考虑基于线性矩阵不等式可行解的Ｈ∞控制器族的构造问题。状态反馈Ｈ∞控制珠可解性等价于一个ＬＭＩ的可解性,基于该ＬＭＩ的可行解可给出所有可能的Ｈ∞状态反馈控制器,并且对这一ＬＭＩ可解条件的任意可行解,均可给出一个Ｈ∞控制器族。这一控制器族中含有丰富的自由参数,可用于满足其他设计要求。     

一般广义周期时变系统的H∞控制

针对一般广义周期时变系统的H∞控制问题,采用Lyapunov函数理论和线性矩阵不等式(LMI)相结合的分析方法,通过分析正常周期时变系统和一般广义周期时变系统允许的充分必要条件,得到了一般广义周期时变系统允许且满足H∞控制性能指标的充分必要条件.所得结论将广义系统H∞控制问题研究成果推广到一般广义周期时变系统的控制性能,奠定了广义时变系统H∞控制问题的研究基础.     

一种新的H∞固定阶控制器综合方法

提出了只通过一个Ｒｉｃｃａｔｉ方程求解Ｈ∞固定阶控制器的方法，在获得系统与控制器的增广系统后，得到了一个和控制器参数有关的假想控制输入，在其特定形式下得到一个全信息控制问题，由于增广系统是奇异的，根据范数约束得到的Ｒｉｃｃａｔｉ方程是和一个常数有关的，从而较为简单的处理奇异问题，因为假想输入的是扰动和状态变量的反馈形式，故可参数化控制器，最后的结果表明如果参数阵满足某些条件，则固定阶控制器是存在的     

广义时滞系统的状态反馈H∞控制

考虑一类广义时滞系统的状态反馈H∞控制问题，目的是设计状态反馈控制律，使得闭环系统渐近稳定，且满足一定的H∞性能指标，控制律的设计只需求解一组LMI。数值算例说明了所给方法的有效性。     

离散对象的降阶H∞控制器设计

基于LMI方法,考虑了离散对象的阶数不超过广义对象阶的降阶H∞控制器存在性问题.通过3LMIs可解性条件的等价变换,给出了一个降阶控制器的上界.该上界可适用于奇异和非奇异对象两种情形,且在奇异情形不为已有结果蕴涵.证明是构造性的,当降阶控制器存在时,可以设计出这种控制器.最后给出了两个简单的算例,说明文中方法的可行性.     

广义系统H∞可靠性控制

通过对更一般形式的执行器和传感器故障模型分析,研究了广义系统基于观测器的H∞可靠性控制器设计问题.利用带有约束的广义代数Riccati不等式(GARI),给出执行器故障情况下,广义系统H∞可靠性控制器存在的充要条件和设计方法,以及传感器故障情况下,广义系统H∞可靠性控制器存在的充分条件和设计方法.所设计的H∞可靠性控制器使得闭环广义系统容许且传递函数的H∞范数有界.同时,还将带广义约束的GARI转化成了线性矩阵不等式(LMI),进而简化了广义系统H∞可靠性控制器设计方法.     

一类不确定性系统鲁棒H∞控制器

研究一类具有匹配不确定性系统鲁棒H∞控制问题,第一,基于矩阵不等式给出了二次稳定的条件并且对系统的H∞性能进行了分析;第二,给出了系统的鲁棒H∞控制器,该控制器不仅满足系统二次稳定的条件,而且也满足H∞性能约束条件;最后,数值算例说明了控制器的有效性和可行性。     

网络控制系统H∞鲁棒控制器设计

针对存在不确定时延的网络控制系统, 将未知扰动和建模误差转换为满足给定约束的矩阵, 建立具有参数不确定性的网络控制系统模型。基于Lyapunov稳定性理论证明控制系统渐近稳定, 结合线性矩阵不等式完成H∞鲁棒控制器设计。通过仿真实验, 比较在不同时延条件下系统的状态响应曲线, 结果证明所设计的H∞鲁棒控制器可以解决系统中存在不确定建模误差、干扰和时延等问题, 具有一定的鲁棒性。     

广义大系统非脆弱分散Ｈ_∞控制器设计

针对控制器增益具有模有界扰动的情况,研究广义大系统非脆弱分散H∞控制问题.基于广义系统的有界实引理和线性矩阵不等式(LMI)方法,分别给出了广义大系统非脆弱分散H∞控制器和非脆弱分散H∞保性能控制器存在的充分条件和设计方法.最后通过仿真算例表明了所提出方法的有效性.     

基于LMI的一类混合H2/H∞控制问题的降价控制器设计--连续情形

考虑连续系统的一类混合H2/H∞控制问题,对于含无穷远零点和有限虚轴零点的奇异广义对象,引入线性矩阵不等式(LMI)方法研究了降价控制器存在判据和设计准则.文中指出,对于所述对象,若混合H2/H∞控制问题可解,则它必存在降价控制器.存在准则和设计方法分别归结到LMI的可解性及其凸优法解法.     

基于LMI的一类混合H2/H∞控制问题的降价控制器设计--离散情形

考虑离散系统的一类混合H2/H∞问题,引入线性矩阵不等式(LMI)方法,研究了广义对象存在无穷远零点和单位圆上零点时的降价控制器存在判据和设计准则.对于上述问题证明了:若混合H2/H∞控制问题可解,则它必须在降价控制器,并给出可行的降价控制设计方法.     

切换广义系统的H∞输出反馈控制

针对一类切换广义系统,提出了一种更加简单易解的H∞输出反馈控制方法.基于投影引理和Finsler's引理结合线性矩阵不等式技术,给出保证闭环系统在输出反馈控制下是容许的并具有期望的H∞性能水平的严格线性矩阵不等式条件.所提出的充分条件不要求对系统模型进行坐标变换,也不需要对Lyapunov矩阵和其逆矩阵进行分解.给出的结果可经例子进行验证并可以推广到单一的广义系统和正常的切换系统.     

一类不确定非线性广义时滞系统的H∞控制

针对一类具有非线性控制输入的参数不确定广义时滞系统,研究了该类广义系统的鲁棒H∞控制问题.利用Lyapunov泛函方法和线性矩阵不等式工具,无需对广义系统进行转化,得到了闭环系统鲁棒渐近稳定且具有H∞范数界的充分条件;将其转化为不带参数不确定矩阵的线性矩阵不等式,基于相应的线性矩阵不等式可行解,给出了该类广义系统的H∞控制律的构造方法.数值例子表明了该方法的有效性和可行性.     

基于LMI全方位移动机器人H∞鲁棒控制

针对机器人控制领域中一类多输入多输出(MIMO)高阶线性时不变系统,根据模型自身的结构特点,给出了基于线性矩阵不等式(LMI)的通过局部反馈H∞控制实现整个系统对不确定扰动具有鲁棒性的充分条件及相关推论,并在此基础上提出了一种解决该类型系统H∞控制问题的新算法。通过对一完整约束移动机器人系统的局部输出反馈H∞控制仿真,说明了此算法具有良好的控制效果和实用性。     

基于LMI的Delta域内的H∞状态反馈设计

利用LMI方法讨论和研究Delta算子描述下的线性定常系统的H∞控制问题,并给出了连续系统、Z变换所得到的离散系统和Delta算子所描述的系统三的H∞控制问题的比较。结果表明,Derlta算子所描述的系统的设计方法更适合于离散系统,尤其适合于小采样周期系统。