多重时滞离散非线性系统的鲁棒预测控制

为解决一类同时存在多重状态时滞、输入时滞和非线性扰动的不确定离散非线性系统的控制问题,提出一种具有状态反馈控制结构的鲁棒模型预测控制器设计方法.首先,充分利用时滞的上下界信息构造一个改进的二次Lyapunov-Krasovskii泛函;其次,利用线性矩阵不等式(LMI)方法将min-max最优化求解困难的问题转化成具有LMI约束的凸优化问题,并给出鲁棒预测控制器存在的充分条件及其表达式.理论证明该方法设计的控制器保证闭环系统鲁棒渐进稳定.仿真算例验证了所提出方法的有效性.     

范数有界不确定采样系统的鲁棒控制

将工业生产中过程控制系统考虑为一类范数有界不确定采样系统.采用矩阵不等式方法,从数字再设计的角度,进行了鲁棒状态反馈控制器的设计.该方法保证了受扰采样系统的稳定性,在满足采样系统与相应连续系统的状态输出近似相等的目标要求下,给出了满足特定条件的鲁棒控制律.鲁棒状态反馈控制器的求取借助于求解一类具有线性矩阵不等式(LMI)约束的优化问题.仿真验证了方法的可行性,表明本文设计的鲁棒状态反馈控制器的性能优于采用常规方法所设计的控制器.     

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.     

神经网络在鲁棒镇定控制器设计中的应用

采用神经网络法求解最优的鲁棒控制器，解决了不确定参数线性离散系统的在线优化控制问题，保证了系统具有良好的动、静态性能．从一个保证系统稳定的引理出发，通过二次规划确定鲁棒镇定控制器的形式，采用神经网络计算控制器参数，该网络具有全局收敛性，不用训练数据，易于用电子线路实现，且满足实时控制的需要．并进行了仿真验证．     

导数项不确定广义Delta算子系统的鲁棒容许控制研究

针对导数项不确定的广义Delta算子系统,本文采用导数反馈控制器,对广义Delta算子系统的鲁棒容许控制问题进行研究。以Delta算子相关理论以及广义二次容许充要条件为依据,采用线性矩阵不等式方法,得出广义Delta算子系统具有鲁棒容许性能存在的充分条件。在此理论基础上,进一步设计导数项不确定的广义Delta算子系统的导数反馈控制器,给出闭环系统具有鲁棒容许性能的条件和设计方法,同时给出具体实例,利用Matlab-LMI对所得结论进行仿真验证。仿真结果表明,闭环导数项不确定广义Delta算子系统具有鲁棒容许性能,本文所设计的导数反馈控制器可行。因此,证明Delta算子方法在导数项不确定的广义Delta算子系统上可以良好运用,该研究具有可实施性和有效性。     

一类控制方向未知的非线性系统的输出调节

非线性系统高频增益的符号表示控制方向,在实际问题中难以精确测量.为了研究控制方向未知的一类具有非线性外部系统的不确定非线性系统全局鲁棒输出调节问题,通过设计一个内模系统将鲁棒输出调节问题转化为鲁棒稳定性问题,结合Nussbaum动态增益技术、自适应控制方法、鲁棒稳定性提出了一种动态输出反馈控制器.仿真结果验证了所提出控制器的有效性.     

执行器退化的遥机器人系统量化反馈容错控制

针对遥机器人系统中存在执行器退化、控制输入量化,且编、解码端的量化灵敏度参数不匹配的问题,设计了遥机器人系统的鲁棒量化反馈容错控制系统.控制器结构的线性部分由线性矩阵不等式给出,旨在解决系统指标性能问题,非线性部分则用于处理量化参数不匹配问题.经稳定性理论证明,提出的鲁棒量化反馈容错控制方法能消除执行器退化及量化参数不匹配等的影响,并确保从机器人能渐近跟踪主机器人.最后,算例仿真验证了方法的有效性.     

多重状态时滞系统的min-max鲁棒预测控制

针对一类带有扰动、多重状态时滞的凸多面体不确定离散非线性系统,基于预测控制理论提出一种minmax鲁棒预测控制算法。将模型预测控制问题描述为一类无限时域min-max优化问题;采用LMI技术把此问题转变为一类采用LMI描述的约束问题,设计了状态反馈控制器;运用所给信息构造一个改进的Lyapunov-Krasovskii泛函,根据模型预测控制基本原理来求解此优化问题,同时给出了控制器存在的定理及相关证明,进而获得所设计控制器存在的新判据及状态反馈矩阵构造方法,在此基础上给出了鲁棒模型预测控制算法流程。最后,给出了闭环系统渐进鲁棒稳定定理,理论及仿真分析验证了控制器设计的可行性及系统的鲁棒渐近稳定性。     

不确定广义Delta算子系统的鲁棒容许控制研究

针对广义Delta算子系统的鲁棒性能分析和鲁棒综合问题,本文主要研究了在不确定性存在的条件下,广义Delta算子系统的鲁棒容许性分析及鲁棒容许控制。为保证系统的鲁棒容许性,引入广义二次容许的定义,同时,利用线性矩阵不等式,给出了在不确定性存在的条件下,广义Delta算子系统满足广义二次容许的充要条件,并在此基础上,更进一步地研究了不确定广义Delta算子系统的鲁棒容许控制问题,得到了鲁棒容许控制器存在的充分必要条件及鲁棒容许控制器的设计方法,给出了数值算例,并用MatlabLMI工具箱进行了仿真运算。仿真结果表明,该结果可以很方便地利用Matlab-LMI工具箱进行验证和求解,具有良好的可实施性,说明本文理论结果的有效性。该研究具有实际应用价值。     

不确定非线性网络控制系统的鲁棒保性能控制

针对一类非线性网络控制系统中存在数据丢包、时滞和量化误差等问题,通过引入扇形不确定性的方法来描述对数量化器的量化误差,并基于T-S模糊控制理论,建立起整个闭环系统带有范数有界参数不确定性的新的数学模型.在此模型基础上,通过Lyapunov稳定性定理,给出了使系统具有一定性能的鲁棒保性能控制器的设计方法,该控制器可以通过求解一组线性矩阵不等式得到.最后,通过数值仿真验证了所提方法的有效性.     

不确定时滞系统的鲁棒稳定性研究

基于Layunov稳定性理论,研究了不确定性不满足匹配条件的时滞系统鲁棒稳定性问题.采用线性矩阵不等式方法,提出了不确定时滞系统鲁棒稳定控制器存在的充分条件,并给出使得闭环系统鲁棒稳定的状态反馈控制律设计方法.最后数值实例的仿真结果验证了文中设计方法的正确性。     

非线性动态系统的模糊神经网络自适应H∞鲁棒控制

针对非线性动态系统不稳定性,提出了一种基于模糊神经网络的H∞鲁棒直接自适应控制方法,通过设计非线性动态系统的H∞控制器,采用模糊神经网络在线学习对动态系统的建模不确定性产生的误差,可保证不确定闭环稳定并具有H∞性能,并证明了模糊神经网络H∞鲁棒直接自适应控制系统的稳定性,仿真算例也表明了该方法具有较好的抗干扰性能、鲁棒性较好.     

一类约束分段仿射系统的鲁棒双模预测控制

研究了具有附加扰动约束的分段仿射（PWA）系统的预测控制问题,提出了PWA系统鲁棒双模预测控制方法.该方法基于不确定演变集,即在任意可能的扰动下,系统的预测状态演变集.把它作为预测控制开环优化问题的状态约束,并选择一个鲁棒正不变集作为终端约束,使得优化问题的可行性保证了系统的鲁棒稳定性,并可利用优化问题的次优解来确保系统的鲁棒稳定性,降低了优化计算的复杂性.数值实例表明,获得的双模控制器在预测时域内可渐近稳定系统状态到鲁棒正不变集,并在局部控制器的作用下保持状态在正不变集内,保证了系统的渐近终端有界.     

一类非线性系统的鲁棒控制器设计

该文研究了一类不确定非线性系统的鲁棒镇定控制器设计问题，该非线性系统的时变参数不确定性满足范数有界条件，非线性不确定项位于有限霍尔维茨角域。首先分析了系统鲁棒稳定的条件，接着基于线性矩阵不等式的方法得到了系统鲁棒镇定控制器设计的充分条件，通过求解一个线性矩阵不等式便得到了鲁棒镇定控制器。最后通过数值仿真例子进行了验证，仿真结果表明了该文所得结果较之已有的结果保守性明显降低。     

不确定离散切换系统的鲁棒D-稳定性与H_∞控制

针对一类子系统为不确定离散时间系统的切换系统,研究系统的鲁棒D-稳定性与H∞控制.根据多李亚普诺夫函数法,以LM I的形式给出了在任意切换信号作用下,不确定离散切换系统同时具有鲁棒D-稳定性和H∞性能的充分条件.进而给出了保证闭环不确定系统具有鲁棒D-稳定性和H∞性能的状态反馈控制器的设计方案.仿真算例说明控制器设计方案的可行性与有效性.     

多时滞不确定线性系统的鲁棒控制器设计

目的 提出一类多时滞不确定线性系统的鲁棒控制器设计方法 ,消除不确定部分与时滞现象对系统带来的影响.方法 在系统的不确定部分满足假设条件的情况下,利用Lyapunov函数法和线性矩阵不定式技术研究该类系统鲁棒控制器的设计问题.结果 提出了该类系统的基于线性矩阵不等式的鲁棒控制器设计方法 ,并证明该控制器与原系统组成的闭环系统是全局一致指数稳定.结论 数值算例与仿真结果 表明该鲁棒控制器的设计方法 简单有效.     

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。     

广义区间系统基于观测器的鲁棒D稳定控制

针对广义区间系统基于观测器的鲁棒D稳定控制问题，证明了当系统参数在某一确定的区间变化时，谊控制器能保证闭环系统萌正则性、因果性和D稳定性．利用线性矩阵不等式（LMI）的解，给出了控制器的设计方法．数值仿真也验证了该方法的有效性．     

一类多时延网络控制系统的稳定性分析和鲁棒H_∞控制

针对一类具有外加扰动的多时延网络控制系统(NCSs),讨论了其稳定性条件和鲁棒H∞控制器设计问题。将采样率、网络诱导时延和丢包转化成系统的时变状态时延,建立系统在连续时域里的多输入多输出(MIMO)数学模型;再利用Lyapunov稳定性定理和自由权矩阵的方法,通过求解若干线性矩阵不等式(LMI),得到该网络控制系统的最大允许时滞上界(MADB)和稳定性条件,然后利用这一条件和非线性最小化方法,导出基于迭代算法的鲁棒H∞状态反馈控制器的设计方法;最后,通过小车倒立摆系统对所推导的稳定性条件和鲁棒H∞控制器设计方法进行了仿真验证,结果表明该方法有效。     

基于状态观测器的一类不确定性线性系统鲁棒保性能控制器设计

针对一类范数有界和具有外界干扰的状态不可测的线性系统,提出了一种根据观测器的鲁棒保性能控制器的设计方法.通过利用Lyapunov稳定性原理和H∞理论,可以得出鲁棒保性能控制器存在的一个充分条件.所设计的控制器不仅能保证闭环系统的稳定性,而且也能保证闭环系统具有一定的线性二次性能指标和H∞性能指标.利用仿真研究,得出所提方法的有效性.