考虑参数不确定性的主动悬架鲁棒H2/H∞混合控制

基于线性矩阵不等式方法,提出了一种新的考虑参数不确定性的鲁棒H2／H∞控制器设计方法,并用于车辆主动悬架设计．假定系统不确定参数是范数有界的,通过引入同一个Lyapunov矩阵来同时满足闭环系统的也和H∞性能条件,把鲁棒H2／H∞控制器设计转化为具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,进而应用内点法等凸优化技术进行求解．以四分之一车辆模型主动悬架设计为例,进行了数值仿真．结果表明,无论车辆簧上质量是否存在变异,鲁棒H2／H∞控制器均能给出很好的控制效果．     

状态和控制输入不确定时滞系统基于观测器的鲁棒H∞控制

研究一类同时存在状态和控制输入不确定性的时滞系统基于观测器的鲁棒Ｈ∞控制问题。系统的不确定性参数是时变的,但其结构已知。通过构造观测器并利用观测器状态进行反馈控制,使系统不仅鲁棒镇定,而且具有一定的Ｈ∞性能,鲁棒Ｈ∞控制器的设计可通过求解两个代数Ｒｉｃｃａｔｉ方程得到。     

具有结构不确定性系统的鲁棒H∞控制*

本文研究具有结构不确定系统的鲁棒Ｈ∞状态反馈控制问题，这个问题的解涉及到一个代数Ｒｉｃｃａｔｉ方程，通过分析，这个问题的解与一个辅助的线性时不变系统的Ｈ∞状态反馈控制问题的解是等价的，把这一结果求解具有结构不确定性系统的鲁棒Ｈ∞动态输出反馈控制问题，很方便地给出只需求解两个代数Ｒｉｃｃａｔｉ方程的鲁棒Ｈ∞动态输出反馈控制问题的解。     

输入受限机器人的鲁棒自适应输出反馈跟踪控制

在输入受限的情况下，通过一个线性一阶滤波器，实现机器人的鲁棒自适应输出反馈跟踪控制，解决了自适应控制算法的鲁棒性问题，即当满足持续激励条件及估计参数域包含参数真实值时，闭环系统能够实瑰渐近穗定跟踪，本算法简单有效，不仅提高了鲁棒性，改善了控制品质，同时对于参数域估计误差也具有很强的鲁棒性，仿真算饲验证了算法的有效性。     

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

讨论了在自由系统和输入通道都带有有界不确定性的仿射非线性系统的鲁棒H∞控制问题,给出了状态反馈控制设计,对所有允许的不确定性它既能保证关于H∞模的干扰抑制品质,又能镇定该系统.同时指出如果一个相应的Hamilton-Jacobi不等式有非负解,则该不确定仿射非线性系统的鲁棒H∞控制问题可解.     

线性时变不确定时滞系统的鲁棒H∞ 控制

本文主要研究了状态和控制同时存在滞后的线性时变不确定时滞系统的鲁棒H∞控制．问题，给出了对所有容许不确定性，被控对象可二次镇定和满足从于扰输入到控制输出的H∞范数界约束的无记忆状态反馈鲁棒H∞控制分析结果，得到了确保鲁棒H∞控制器存在的充分条件．文中进一步把不确定系统的鲁棒H∞控制器设计问题等价为线性时不变系统的状态反馈标准H∞控制问题，并由此得到鲁棒H∞控制器综合设计方法．     

输入力矩受限的机器人鲁棒自适应跟踪控制

在输入力矩受限的情况下, 提出一种全新的简单鲁棒自适应跟踪控制算法, 当参数的估计范围包含其真实值时, 证明了闭环系统的渐近稳定跟踪;当有干扰存在, 常规参数估计自适应控制算法不能实现稳定控制时, 本算法仍然使系统稳定, 在本算法中, 所估计的参数在跟踪控制律前馈项中表现为非线性, 这是区别于常规参数估计自适应算法的一个最重要特征. 因此本算法控制器的设计更有灵活性, 另一方面获得更好的控制品质和鲁棒性, 特别是对参数域估计误差即参数范围估计错误的强鲁棒性, 均为仿真算例所验证.     

广义时变系统的鲁棒H2/H∞滤波

研究一类广义时变系统的鲁棒H2/H∞滤波器的设计问题。 利用具有参数依赖的Lyapunov函数,结合线性矩阵不等式分别给出了使滤波误差系统容许且满足H∞性能约束的充分条件、使滤波误差系统容许且满足H2性能约束的充分条件以及使滤波误差系统容许且满足H2/H∞性能指标的充分条件。 基于该具有参数依赖Lyapunov函数的鲁棒H2/H∞性能准则推导出鲁棒H2/H∞滤波器存在的充分条件,并将滤波器的设计问题转化为线性矩阵不等式约束优化问题。 最后通过数值算例表明该方法的有效性。     

含有不确定性的非线性互联系统的鲁棒分散H∞控制

讨论了含有不确定性非线性互联系统的鲁棒分散Ｈ∞控制问题,建立了鲁棒Ｈ∞控制之间的联系,在这种联系基础上,基于Ｈａｍｉｌｔｏｎ－Ｊａｃｏｂｉ不等式给出了含有不确定性互联系统的鲁棒分散Ｈ∞控制问题存在的充分条件,分别构造出状态反 输出反发散控制器以确保闭环系统从外部干扰输入到控制输出的Ｌ２增益小于或等于一预先给定的正数。     

Suboptimal stochastic H-two/H-infinity design with spectrum constraint

This paper studies the problem of suboptimal state-feedback H-two/H-infinity control of stochastic systems with spectrum constraint. Concretely speaking, a mixed suboptimal H-two/H-infinity controller synthesis together with placing the spectrum into a strip region is considered, which is achieved via solving a convex optimization problem.     

时延网络化控制系统的H2/H∞混合控制

针对存在多步随机传输时延的网络化控制系统模型 ,研究了其随机稳定性及H₂/H_∞混合控制问题 .在一定的系统通信控制模式下 ,网络传输时延可以建模为一个马尔可夫随机过程 ,通过增广系统状态的方法将原系统转化为一个具有随机跳变系数的离散系统 ,同时通过建立随机跳变Lyapunov函数 ,构建了满足系统随机稳定的H_∞次优和H₂/H_∞混合控制状态反馈控制器 .该控制器可通过求解一组耦合的矩阵不等式而得 .     

H2/H∞保性能控制理论在静止无功发生器控制中的应用

利用H₂/H_∞保性能控制理论和直接反馈线性化, 给出了单机无穷大系统中, 具有参数摄动的静止无功发生器(STATCOM)的非线性控制模型. 使用MATLAB软件得出H₂/H_∞保性能控制律, 表示为线性矩阵不等式(LMI).在扰动及参数摄动的条件下进行了仿真. 结果表明这种控制方法同时具有鲁棒性和最优性能, 降低了单纯H_∞控制方法的保守性, 提高了电力系统的稳定性, 并满足电压精度的要求.     

柴油发电机组非线性H2/H∞综合控制器

独立电力系统的稳定性主要取决于柴油发电机组的转速和电压响应特性.柴油发电机组控制系统是一个非线性控制系统,转速和电压相互作用,对二者进行综合控制非常必要.为了分析系统的动态特性,首先建立柴油发电机组的非线性数学模型,然后以此为基础设计非线性H2/H∞综合控制器.将直接反馈线性化和混合H2/H∞控制理论相结合应用于柴油发...     

柴油发电机组非线性H2/H∞调速器的研究

船舶电力系统频率的稳定性主要取决于船舶电站柴油机调速系统的转速响应特性. 船舶电站柴油机调速系统是一个非线性控制系统, 为了分析系统的动态特性, 首先建立柴油机调速系统的非线性数学模型, 然后以此为基础设计非线性H2/H∞速器. 将直接反馈线性化和混合H2/H∞控制理论相结合应用于柴油发电机组调速器的设计,把系统的性能要求转化为标准H2/H∞控制问题, 获得了柴油机非线性H2/H∞转速控制律. 计算机仿真结果表明, 设计的非线性H2/H∞调速器有效地提高了系统的动态精度和抑制扰动的能力, 改善了船舶电力系统频率的稳定性.     

具有域极点配置的混合H2 /H∞ 滤波

解决了具有域极点配置的连续时不变系统的混合H₂ /H_∞ 滤波问题. 通过采用线性矩阵不等式 (LMI)方法描述域稳定性限制、H₂ 和H_∞ 优化, 以建立求解这个问题的总框架. 这个问题的可解性的充分必要条件由一组LMI给出. 最后用一个数字例子来说明所给出的设计方法.     

不确定系统混合H2/H∞鲁棒控制的直接迭代LMI方法

设计多胞型不确定系统的控制器时,引入附加变量能够减小设计保守性,但这会使线性矩阵不等式(LMI)的维数大大增加,控制器难以求解.本文阐述了一种基于直接迭代线性矩阵不等式(DILMI)方法的混合H2/H∞鲁棒控制方法.首先借助于仿射二次稳定理论将整个多胞型不确定集合的稳定性问题转化为该集合各顶点的稳定性问题.利用参数依赖Lyapunov方法,给出了一个保证系统鲁棒稳定,并满足混合H2/H∞性能指标的充分条件.随后采用DILMI算法实现了Lyapunov变量和控制增益的解耦,无需引入附加变量就能够求解充分条件中的非凸优化问题.最后,关于F-16多胞型模型的飞行仿真验证了该方法的有效性.     

基于模糊观测器的非线性MIMO系统H2/H∞模糊状态反馈控制

研究了非线性系统H₂/H_∞模糊状态反馈控制问题.采用局部线性化方法,用T-S模糊线性模型逼近非线性系统,用模糊观测器重构系统状态.在希望的H_∞干扰抑制约束下,通过最小化H₂控制性能指标,实现了模糊状态反馈次优控制.通过将优化问题转化成2个特征值问题(EVP),应用线性矩阵不等式(LMI)优化方法求解,使问题的求解大大简化.所设计的闭环系统在平衡点是局部二次型稳定的,系统抗扰性能和动态性能均较好.     

Design of mixed H-two/H-infinity optimal control systems using multiobjective differential evolution algorithm

In this paper, the mixed H-two/H-infinity control synthesis problem is stated as a multiobjective opti-mization problem, with objectives of minimizing the H-two and H-infinity norms simultaneously. Instead of building a LMIs-based synthesis algorithm, a self-adaptive control parameter multiobjective differential evolution algorithm is developed directly in the controller parameters space. In the case of systems with polytopic uncertainties, the worst case norm computation is formulated as an implicit optimization problem, and the proposed self-adaptive differential evolution is employed to calculate the worst case H-two and H-infinity norms. The numerical examples illustrate the power and validity of the proposed approach for the mixed H-two/H-infinity control multiobjective optimal design.