网络化非线性系统的非脆弱H∞控制

具有对数量化、网络诱导时延和数据包丢失的网络化Lipschitz非线性系统控制器,存在参数摄动问题。为此,设计一种加性非脆弱状态反馈H∞控制器。将数据量化和网络诱导时延对被控系统的影响,转化为系统的不确定参数,网络化控制系统建模为马尔可夫跳变系统。采用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出网络化Lipschitz非线性系统的加性非脆弱状态反馈H∞控制器存在的充分条件,该非脆弱H∞控制器可通过解线性矩阵不等式求出。仿真结果表明,当控制器存在参数摄动时,与传统控制器相比,非脆弱控制器不仅能使被控系统稳定,而且满足设定的H∞性能指标。     

基于T-S模型的非线性时滞系统非脆弱保性能模糊控制

针对一类用T-S模糊模型描述的非线性时滞系统,采用状态反馈的并行分布补偿方法,研究其保守性较小的非脆弱保性能模糊控制问题,使闭环系统在控制器存在加性摄动的情况下,其闭环性能指标值低于确定的上界.利用线性矩阵不等式处理方法,导出了非脆弱保性能模糊控制律的存在条件,通过建立和求解一个线性矩阵不等式问题,给出了非脆弱保性能模糊控制律的设计方法.仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

不确定非线性时滞系统的非脆弱保成本控制

研究了一类具有状态时滞的不确定非线性系统的非脆弱保成本控制问题。通过利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,设计非脆弱保成本控制律,使得闭环系统渐近稳定,并且系统的性能指标不超过某个确定的上界。通过求解一个具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题来设计最优非脆弱保成本控制器,以使得闭环不确定系统的性能指标最小化。仿真结果验证了该控制算法的有效性。     

具有结构不确定性的时滞系统的最优非脆弱保性能控制

对一类具有结构不确定性的线性时滞系统的最优非脆弱保性能控制问题进行了研究.以线性矩阵不等式的形式给出了设计非脆弱保性能控制律的一个充分条件.然后给出了在使性能指标上界最小的意义下,最优非脆弱保性能控制律的设计算法.最后用例子演示了方法的有效性.     

结构不确定离散系统的最优非脆弱保成本控制

讨论了一类不确定线性离散系统的最优非脆弱保成本控制问题.考虑的系统和状态反馈控制器均具有时变的结构化的不确定性.基于线性矩阵不等式的方法,给出了存在和设计非脆弱保成本控制律的一个充分条件,以及在使二次成本函数上界最小意义下,最优非脆弱保成本控制律的凸优化设计方法.并用数值例子说明该方法降低了成本函数上界的保守性.     

不确定多时滞系统非脆弱鲁棒保代价控制

针对一类含有多时滞的不确定线性系统，在控制器增益存在乘性和加性两种摄动形式时分别设计了非脆弱具有鲁棒性能的保代价控制器．利用构造的Lyapunov函数和线性矩阵不等式，证明并给出了非脆弱鲁棒保代价状态反馈控制问题有解的充分条件，仅通过求解相应的线性矩阵不等式就可得到非脆弱鲁棒保代价控制器．所设计的控制器不仅使闭环系统具有鲁棒性，能满足所给的的鲁棒保代价性能指标，而且当控制器增益参数变化时，系统性能指标同样能够满足要求．该系统对环境参数的变化具有更好的适应能力。     

一类分布时滞不确定系统的鲁棒非脆弱保性能控制器设计

研究了一类具有分布时滞的线性不确定系统的鲁棒非脆弱保性能控制问题.考虑分布时滞系统和状态反馈控制器均具有时变不确定性,通过构造新的含三重积分项的Lyapunov-Krasovskii泛函,并结合不等式推导技巧,以线性矩阵不等式形式给出了系统鲁棒非脆弱保性能控制器存在的充分条件.该方法保证了给定的二次性能函数不超过一个确定的界并且是分布时滞相关的.仿真实例表明了该方法的可行性和有效性.     

网络化系统的状态反馈保性能控制

研究了具有随机网络诱导时延且数据包丢失服从马尔可夫链的网络化系统的保性能控制问题．将网络化控制系统建模为具有两种运行模式的马尔可夫跳变线性系统．根据马尔可夫跳变线性系统理论，给出了网络化系统状态反馈保性能控制器存在的充分条件；该保性能控制器为一组线性矩阵不等式的解．通过一个仿真示例说明了本文所提方法的有效性．     

丢包网络化控制系统非脆弱量化H∞控制

针对非线性网络化控制（NCS）系统中控制器参数存在摄动的问题,考虑传感器—控制器和控制器—执行器均存在随机丢包和量化误差,提出了一种加性非脆弱量化H_∞控制器的设计方法．利用李亚普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式（LMI）方法,将该问题转化为线性矩阵不等式约束和线性目标函数的凸优化问题进行求解,给出了丢包下的非脆弱量化H_∞控制器存在的充分条件．所设计的控制器在容许的参数摄动、丢包概率和量化密度条件下,不仅能保证闭环NCS的稳定性和性能要求,而且是非脆弱的．数值仿真验证了所提方法的有效性．     

不确定系统的网络化保性能控制

本文针对控制网络中存在着随机传输时延和数据包丢失的现象,考虑了网络化控制系统的状态反馈保性能控制器设计问题.首先采用时滞相关方法并引入自由权矩阵,给出了基于矩阵不等式的网络化二次型保性能控制器存在的充分条件,然后基于该充分条件获得了基于线性矩阵不等式的控制器设计方法,相应的网络化保性能控制律可以通过求解线性矩阵不等式来构造,并采用锥互补线性化算法给出了网络化次优保性能控制器的设计方法.最后数值示例演示了所得控制器设计结果的应用方法和有效性,并通过仿真比较了传统保性能控制器和网络化保性能控制器在网络化控制系统中的控制性能.     

Non-fragile guaranteed cost fuzzy control for nonlinear first-order hyperbolic partial differential equation systems

This paper concerns the non-fragile guaranteed cost control for nonlinear first-order hyperbolic partial differential equations (PDEs), and the case of hyperbolic PDE systems with parameter uncertainties is also addressed. A Takagi–Sugeno (T–S) fuzzy hyperbolic PDE model is presented to exactly represent the nonlinear hyperbolic PDE system. Then, the state-feedback non-fragile controller distributed in space is designed by the parallel distributed compensation (PDC) method, and some sufficient conditions are derived in terms of spatial differential linear matrix inequalities (SDLMIs) such that the T–S fuzzy hyperbolic PDE system is asymptotically stable and the cost function keeps an upper bound. Moreover, for the nonlinear hyperbolic PDE system with parameter uncertainties, using the above-design approach, the robust non-fragile guaranteed cost control scheme is obtained. Furthermore, the finite-difference method is employed to solve the SDLMIs. Finally, a nonlinear hyperbolic PDE system is presented to illustrate the effectiveness and advantage of the developed design methodology.     

一种少保守性的NCS 鲁棒H∞ 保性能容错控制

研究一类含有时变时延和丢包的网络化控制系统的鲁棒H∞保性能容错控制问题．基于一种状态多时延模型,推导出确保闭环系统在执行器或传感器发生失效故障时具有鲁棒H∞保性能的时滞依赖充分条件,并针对求解具有LMIs约束的凸优化问题,给出了最优鲁棒如保性能容错控制器的设计方法．由于新模型中考虑了时延下界,且证明过程引入了适当自由权矩阵变量,所得结果具有较少保守性．仿真实例验证了所提出方法的有效性．     

时变时滞复杂动态网络的非脆弱性同步保性能控制

针对一类时变时滞复杂网络系统,提出了一种非脆弱性同步保性能控制方法。在假设非线性向量函数f(x)可微条件下,通过Jacobi矩阵方法进行线性化处理,余项满足匹配条件,设计具有增益摄动的非脆弱性状态反馈控制器,以确保当控制器的参数发生小的摄动时,仍能保证控制器的有效性。通过构造合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,采用积分等式、矩阵分析、Schur补定理等方法,在给定的保性能指标的条件下,得到了该系统非脆弱性同步保性能控制存在的充分条件;并证明了该条件等价于一组线性矩阵不等式(LMI)的可行性问题, 给出了LMI约束条件下的凸优解构造方法,求出了闭环时变时滞系统保性能值的最小值。最后,通过数值算例对比验证了设计方法的可行性。     

不确定时延网络控制系统的保性能控制

在工程实际网络控制系统中,不仅要求系统能够保持稳定,还要系统具有一定的性能指标,采用状态反馈控制是一种非常有效的控制方式。针对一类线性不确定时延网络控制系统,研究了在有记忆状态反馈控制器下的保性能控制问题。利用Lyapunov函数和线性矩阵不等式的方法,给出了网络控制系统保性能控制律存在的条件和相应的状态反馈控制器的设计方法。最后,通过Matlab数值仿真算例验证了该方法的有效性和正确性。     

Output feedback guaranteed cost control of networked linear systems with random packet losses

This article is concerned with the output feedback guaranteed cost control problem for a class of networked control systems (NCSs) with both packet losses and network-induced delays. The packet-loss processes in the forward channel and the backward channel are modelled as two Markov chains. The dynamic output feedback controllers are considered, and the closed-loop NCS is modelled as a discrete-time Markovian system with two modes and unit time delay. By using a properly constructed Lyapunov function and the state transformation technique, a sufficient condition is derived for the closed-loop NCS to be mean-square exponentially stable and ensure a decay rate that can be tuned according to the packet loss situations in the networks. Moreover, design procedures for the guaranteed cost controllers are also presented based on the obtained stability condition and guaranteed cost performance result. Finally, an illustrative example is given to demonstrate the effectiveness of the proposed results.     

不确定非线性系统的鲁棒耗散性与保性能控制

考虑了不确定仿射非线性系统的鲁棒耗散性与保性能控制问题,不确定性范数有界,不满足匹配条件.基于HJI不等式,设计了状态反馈控制器.当扰动存在时,控制器能使系统达到耗散,当扰动为零时,所设计的控制器使系统对于给定的性能函数具有上界,最后研究了不确定线性系统的保性能与耗散性控制情形.