基于LMI的不确定时滞非线性系统鲁棒镇定研究

研究了一类不确定时滞非线性系统的鲁棒镇定问题.不确定参数是时变未知有界的,但不一定满足所谓的匹配条件.利用线性矩阵不等式,一些充分条件被获得,保证了相应闭环系统的鲁棒稳定性,并在此基础上得出了相应的状态反馈控制器.最后,通过一个数值例子说明了该方法的有效性.     

一类变时滞不确定切换系统的鲁棒控制器设计

基于线性矩阵不等式方法和凸组合技术,研究了一类具有范数有界不确定性的切换系统的状态反馈控制问题.系统的状态时滞是时变的,外部非线性扰动分解成满足匹配条件和不满足匹配条件两部分.在每个子系统均不能镇定的情况下,利用单Lyapunov函数方法和多Lyapunov函数方法,分别得到了此类系统鲁棒可稳的充分条件,并相应的转化为求解线性矩阵不等式问题.进而设计出鲁棒控制器和相应的切换策略,保证闭环系统是渐近稳定的.最后,通过数值算例说明了本文所设计方法的正确有效性.     

不确定DoS攻击下的异构多智能体系统异步控制器设计

研究了存在不确定拒绝服务(denial of service, DoS)攻击的异构多智能体系统协同控制问题。网络环境的开放性会导致网络攻击的复杂性不断提高,其中,对于一类不确定网络攻击的研究具有重要的现实意义。由于不确定攻击情况下模态获取困难,将导致控制器模态与系统模态产生不匹配问题。首先,正常情况下所有智能体都是时间同步的并且以固定采样周期相互通信,当攻击发生时采用保持输入机制并且假定攻击持续时间是有界的,通过使用马尔可夫切换系统方法来构建该复杂动态系统模型。其次,通过解耦技术将原高维系统转换为两个低维的闭环误差系统,并通过Lyapunov稳定性理论得到了保证异构多智能体系统输出一致性的充分条件。进一步,应用相关矩阵变换方法给出了通过求解一系列矩阵不等式来获得控制器增益的方法。最后,通过基于移动舞台机器人系统的仿真研究验证了本文所提出方法的有效性。与现有结果相比,本文所考虑的攻击概率可以是不确定甚至完全未知的,所设计的异步控制器具有更好的兼容性,即包含了常见的同步控制器以及模型独立控制器。     

基于观测器的时变时滞广义系统的鲁棒无源控制

对一类含有参数不确定性的状态、控制输入和输出都含有时变时滞的广义系统,研究其基于观测器的鲁棒无源控制问题.假定其中的时变不确定项是范数有界的,但不需要满足匹配条件,利用Lya-punov函数方法和线性矩阵不等式法,给出了闭环系统广义二次稳定和鲁棒严格无源的充分条件,构造出期望的观测器和控制器,最后举例说明了所提出方法的可行性.     

时滞不确定系统基于观测器的鲁棒控制器设计

讨论线性时滞不确定系统的鲁棒控制器设计问题,其中不确定性是时变的,满足范数有界条件.通过构造广义系统,并利用Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式方法得到了不确定时滞系统基于状态观测器的鲁棒控制器的充分条件,并给出系统基于该观测器状态的反馈控制嚣设计方法.     

一类多变量不确定非线性系统的自适应模糊监督控制

针对一类不确定非线性多变量系统,应用带有监督控制功能的间接型自适应模糊控制方法,在不要求被控系统增益矩阵可逆的条件下设计了自适应控制器.这种自适应控制器不仅能够保证闭环系统的所有信号有界,而且使跟踪误差收敛到原点的一个小领域内.仿真结果表明了该方法的有效性.     

一类不确定非线性系统基于Backstepping的自适应跟踪控制

研究了一类非匹配不确定性非线性系统自适应跟踪问题,在假设系统模型不确定参数未知时,结合Backstepping的递推方法和鲁棒控制技术,经过多步递推设计了输出反馈控制器和参数自适应控制律.通过控制参数调节,对存在非匹配不确定性和未知干扰的非线性系统实现了输出跟踪.基于Lyapunov稳定性理论所设计的控制器不仅使系统的输出跟踪给定的期望输出,而且使得系统对于所允许的不确定系统状态全局一致有界.与经典反演设计相比,本方案允许非参数化不确定性,增强了控制系统的鲁棒性.最后的仿真算例验证所设计控制方法的有效性.     

带随机扰动的时滞系统的鲁棒H_∞控制

研究了一类带随机扰动的时滞系统的状态反馈鲁棒控制的问题,其中系统的系数矩阵为随机矩阵,且假设不确定参数矩阵是时变、范数有界的。借助于线性矩阵不等式(LMI),给出了系统是鲁棒可镇定的充分条件,并设计了一个状态反馈控制器,使得闭环系统均方渐近稳定,且满足给定的性能指标。     

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。     

时滞离散切换系统基于观测器的输出反馈镇定

针对一类任意切换律下含有时滞的不确定离散切换系统,研究了其基于观测器的输出反馈鲁棒镇定问题.所考虑的系统不确定性是时变的,且满足范数有界条件.假定下一时刻要切换到的子系统可预先获得,给出了该含有时滞的离散切换系统状态观测器形式,通过构造增广系统,设计基于状态观测器的无记忆反馈控制器,以保证相应的增广闭环系统鲁棒渐近稳定.借助于Lyapunov函数方法和线性矩阵不等式技术,给出了不确定切换系统存在状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器的充分条件,并将该充分条件转化为一组线性矩阵不等式的可行性问题,同时给出相应的状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器.最后通过一个数值算例验证了本文结果的有效性.     

一类关联不确定系统的分散鲁棒控制器

针对满足匹配条件、一阶时变非线性关联系统,提出了预先规定稳定度的静态非线性反馈鲁棒控制器设计方法,系统的不确定有界,但在控制器设计时未知。系统的不确定性不但包括子系统间的关了不确定性和子系统内的不确定性,而且包括有界输入扰动,所设计的控制器对不确定性的界具有非常强的鲁棒性。只要不确定性满足匹配条件,被控系统将以预先规定的稳定度指数收敛于平衡点或平衡点附近的残余小球内,通过耦合双倒立摆的数值仿真表明     

不确定时变时滞系统基于观测器的鲁棒控制

讨论了不确定线性时滞系统的鲁棒控制问题,针对不确定矩阵满足元素有界情形,考虑了系统的线性状态观测器,利用Lyapunov方法及矩阵不等式,得到线性状态观测器存在的充分条件,并给出系统基于观测器状态的反馈控制器设计方法。     

不确定动态时滞系统的鲁棒控制

研究了满足秩－１条件及广义匹配条件的线性不确定时滞的鲁棒控制器设计问题。基于Ｌｙａｐｕｎｏｖ方程，给出了控制基本原则项矩阵有不确定性的时滞系统的控制器设计方法。改进了文「７」的结果。基于代数Ｒｉｃｃａｔｉ方程，对于广义匹配及不匹配系统，给出鲁棒控制器设计的充分条件     

带有随机扰动线性时变系统的稳定性分析

基于含有随机扰动的微硬盘伺服系统,利用线性矩阵不等式,论证系统在控制器作用下,系统达到全局一致毕竟有界.     

不确定离散时滞系统的保性能控制器设计

针对一类具有范数有界不确定性和状态滞后的离散时间线性系统,研究了该系统的保成本控制问题.利用线性矩阵不等式,给出了有记忆状态反馈保性能控制器的设计方法,所设计的控制器中含有状态时滞.最后,给出数值例子,验证了所给方法的有效性.     

不确定线性时滞系统的鲁棒镇定

针对过程控制中,普遍存在的时滞和不确定现象,研究了状态和控制均存在滞后的不确定线性时滞系统的鲁棒镇定问题,其中的不确定性是时变有界的,不要求满足"匹配条件"。应用Lyapunov稳定性分析和Riccati方程方法,提出了不确定线性时滞系统能用无记忆状态反馈控制器进行鲁棒镇定的充分条件,该充分条件以线性矩阵不等式存在对称正定解的形式给出。通过求解代数Riccati方程的对称正定解,来构造无记忆线性状态反馈稳定化控制器,并给出了基于该方法的数值算例,数值仿真结果表明了对于状态和控制均存在滞后的不确定线性时滞系统,应用该算法构造的无记忆线性状态反馈稳定化控制器,可使闭环系统是二次稳定的,故而证明了该算法的有效性。     

不确定时滞系统的鲁棒H∞控制

针对一类同时具有匹配不确定性和不匹配不确定性的时滞系统,设计了鲁棒H_∞控制器.对于所有容许的不确定性,基于矩阵不等式给出了系统渐近稳定的条件,对系统的H_∞性能进行了分析,并将所得结果转换成线性矩阵不等式形式（LMI）.设计了系统的鲁棒H_∞控制器,基于Lyapunov方法验证了该控制器不仅满足系统渐近稳定的条件,而且也满足指定的H_∞性能约束条件.数值算例说明了所设计的控制器对时滞和不确定性都具有鲁棒性,仿真曲线证明了该控制器设计的有效性和可行性,同时系统还对干扰具有很强的抑制能力.     

外扰已知时滞不确定系统自适应滑模控制

针对一类外部扰动已知、具有匹配不确定性和状态时滞的多输入、多输出线性系统,基于线性矩阵不等式理论提出了一种自适应滑模控制方法。首先利用线性矩阵不等式求解得到滑动模态存在的充分条件,使系统在滑动模态下对于匹配不确定性扰动和状态时滞具有完全不变性;然后引入Sigmoid函数,并根据Lyapunov稳定性理论设计了自适应滑模控制器,使sigmoid函数的边界层厚度以及切换增益可根据系统状态进行自适应调节,削弱了控制器输出的抖振现象,并基于Lyapunov理论证明了该控制方法的稳定性。最后以智能车辆车道线保持控制为例验证了该方法的可行性及有效性。     

基于标准系数法的飞控系统横侧向模态控制方法研究

基于标准特征多项式方法,对多输入系统进行了模态控制方法的研究.利用单输入模态控制的方法,将多输入模态控制的反馈矩阵等价为两个一阶矩阵的乘积形式,从而将多输入模态控制的问题转化为单输入模态控制的求解,选定特征参数值即可解出多维控制器矩阵,就可以将特征根配置在期望的位置,从而实现对飞控系统的控制.用该方法对某型飞机横侧向系统进行了设计,并分析了其鲁棒性和不同参数对飞机性能的影响.仿真结果表明,基于标准特征多项式的模态控制方法对飞机横侧向稳态保持系统进行设计是有效和简便的,系统有很好的鲁棒性,特征参数的选择也具有较大的范围,并且有很大的工程实践性.     

时滞相关不确定广义系统的鲁棒H∞控制

讨论一类具有参数不确定性的状态时滞和具有外部干扰的线性广义系统的鲁棒H∞控制问题.不确定性假设是范数有界的,采用线性矩阵不等式处理方法,得到不确定时滞相关稳定性的充分条件.给出在静态输出反馈情况下的控制器设计方法,使得闭环系统是正则、无脉冲和稳定的,并且满足给定的H∞性能指标.控制器可由一组线性矩阵不等式(LMI)求解.给出的数值算例说明了该方法的有效性.