非线性不确定中立型系统的鲁棒H∞控制

考虑系统外界干扰、系统参数摄动等非线性扰动环节对中立型时滞系统的H∞影响,提出基于Lyapunov稳定性理论的鲁棒H∞控制器的设计思想.利用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了该类具有状态非线性不确定性中立型时滞系统的鲁棒∞控制器的设计实例.在非线性不确定函数满足增益有界的条件下,得到了该类时滞系统满足鲁棒∞性能的一个充分条件.通过求解一个线性矩阵不等式LMI,即可获得鲁棒∞控制器.仿真结果表明了基于Lyapunov稳定性理论,LMI技术设计的控制器克服了系统外界非线性干扰或系统本身非线性参数摄动的影响,实现了闭环系统的H∞性能条件下的渐近稳定,满足了该系统鲁棒H∞控制的要求.     

航天器姿态机动的非线性鲁棒$H_infty$控制方法

针对存在动力学参数摄动及外部干扰的航天器姿态机动问题,给出一种新的非线性鲁棒$H_\infty$控制方法.通过适当处理和假设,将航天器姿态模型表示为具有凸多面体不确定性的多项式型状态空间方程,并基于Lyapunov稳定性和平方和(SOS)理论,建立非线性状态反馈$H_\infty$控制设计的可解性条件.最后,通过数值仿真实例验证了所提出方法的有效性.     

离散非线性时变凸多面体系统族的鲁棒正不变集

动态系统的状态约束和控制约束等问题可归结为状态空间中某些集合的正不变性.利用 混合单调分解方法研究离散非线性、时变凸多面体系统族的线性状态约束集合的鲁棒正不变性． 对由矩阵凸多面体和加性区间扰动描述的线性时变离散系统族,得到了鲁棒正不变集的充分必要 条件;对非线性系统族则得到有关充分条件.这些条件均由系统族的顶点表述,易于检验,同时给 出示例.     

随机不确定时滞系统的鲁棒H∞控制

本文研究了随机不确定时滞系统的鲁棒稳定性与鲁棒H∞控制问题,系统的不确性具有凸多面体形式.利用线性矩阵不等式方法,通过依赖于参数的Lyapunov函数,得到了此类系统鲁棒随机镇定的充分条件.在此基础上,又给出了H∞状态反馈控制器的设计.     

具有非线性扰动的广义系统的鲁棒H∞控制

研究具有非线性结构扰动广义系统的鲁棒H∞控制和鲁棒H∞保性能控制问题,该不确定性为时间和状态的函数.且满足Lipschitz条件.目的是分别设计系统的鲁棒H∞控制器和鲁棒H∞保性能控制器.应用线性矩阵不等式方法,分别给出了系统的鲁棒H∞控制器和鲁棒H∞保性能控制器存在的充分条件.当这些条件可解时,分别给出了鲁棒H∞控制器和鲁棒H∞保性能控制器的表达式.最后通过一个仿真算例说明了所给出方法的应用.     

非线性中立型时滞系统的鲁棒耗散控制

研究了非线性中立型时滞系统的鲁棒耗散控制问题,系统包含状态时滞和非线性不确定性,基于Lyapunov稳定性理论,给出了该类时滞系统在非线性不确定性满足增益有界的条件下耗散控制器存在的充分条件,并通过线性矩阵不等式(LMI)方法构造得出耗散控制状态反馈律,最后给出一个数值算例验证了本文结果的有效性.     

不确定多重时滞随机中立系统鲁棒H∞控制

针对一类不确定多重时滞随机中立系统,研究了鲁棒H_∞控制设计问题．该随机中立系统的状态项、控制项、微分项、外部干扰输入项均含有时滞,系统中的不确定性满足广义匹配条件．首先,利用随机Lyapunov稳定性理论和Ito微分法则,推导出系统的随机鲁棒可镇定的充分条件．在此基础上,进一步给出了鲁棒H_∞控制器存在的充分条件．本文的研究结果以线性矩阵不等式的形式给出,仿真结果表明了此控制器设计方法的有效性．     

一类随机混杂系统的鲁棒方差控制

对一类结构参数不完全已知的Markov跳变参数系统, 研究使得闭环系统的稳态状态方差小于某个给定的上界, 同时满足一定H∞性能的状态反馈鲁棒方差控制器设计问题. 运用线性矩阵不等式(Linear matrix inequality, LMI)方法, 对系统进行了方差分析, 给出并证明了控制器存在的条件, 进而用一组线性矩阵不等式的可行解给出了控制器的一个参数化表示. 通过建立一个具有LMI约束的凸优化问题, 给出了最小方差鲁棒控制器的设计方法. 最后仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于鲁棒可靠性的不确定时滞系统最优H∞控制器设计

用区间变量描述控制系统参数的不确定性,提出了不确定时滞系统鲁棒H_∞控制的鲁棒可靠性方法,基于鲁棒可靠性的不确定时滞系统最优状态反馈H_∞控制器设计方法,将系统的最优控制器设计归结为基于线性矩阵不等式(LMI)的优化问题．所设计的控制器可以在满足对所有不确定性鲁棒可靠的前提条件下,具有最优的H_∞鲁棒性能,并能在控制系统的设计中综合考虑控制性能、控制代价和鲁棒可靠性．数值算例说明了所提方法的有效性和可行性．     

不确定广义大系统分散鲁棒H∞保性能控制

针对一类状态矩阵和控制矩阵存在参数不确定的广义大系统,研究其分散鲁棒H∞保性能控制问题,系统中不确定项具有数值界,可不满足匹配条件.基于广义系统的有界实引理,应用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了不确定广义大系统存在分散鲁棒H∞保件能控制器的一个LMI条件,并用这个线性矩阵不等式系统的可行解提供了一组分散鲁棒H∞保性能控制律的参数化表示,最后用例子说明该方法的应用.     

基于模糊T-S模型的非线性系统的H∞鲁棒容错控制

研究一类具有不确定和时滞的非线性系统的H鲁棒容错控制问题.采用T-S模糊模型来描述非线性系统,在系统执行器失效的情况下,建立故障矩阵模型;通过引进自由加权矩阵,基于Lyapunov稳定性理论和LMI(线性矩阵不等式)方法,给出系统H鲁棒容错控制器存在的充分条件,保证了系统的鲁棒稳定性,仿真实例验证了该方法的有效性.     

时变非线性不确定系统H∞鲁棒模型预测控制

针对输入受限的时变不确定非线性系统,提出一种H∞鲁棒模型预测控制策略。假设线性化系统矩阵一致有界,将非凸的无穷时域优化问题转化为带有单个线性矩阵不等式(LMI)约束的凸优化问题,降低控制量求解难度。结合滚动优化原理与H∞控制方法在线极小化性能指标,使得闭环系统满足控制性能和约束。在LMI框架下给出H∞NMPC的求解方法及其鲁棒稳定性充分条件。仿真实验对比验证了该策略的有效性。     

一类饱和不确定非线性系统静态抗饱和控制设计

研究一类执行器幅值与速率饱和的不确定非线性系统静态抗饱和控制问题.采用线性微分包含的方法处理系统模型中的非线性项.给出了抗饱和补偿器设计方法,该方法能同时保证闭环鲁棒稳定及鲁棒性能.给出了此类非线性系统代数环良定的充要条件,从而将抗饱和补偿器设计问题转化为线性矩阵不等式约束的凸优化问题.最后通过仿真算例说明了所提出方法的有效性.     

不确定时滞广义双线性系统的鲁棒镇定

针对不确定参数是时变但满足匹配条件的时滞广义双线性系统的鲁棒控制问题进行了研究,设计状态反馈鲁棒控制器,使得所有满足条件的不确定时滞广义双线性系统鲁棒稳定.基于Lyapunov稳定性理论,采用线性矩阵不等式方法,提出了不确定时滞广义双线性系统鲁棒镇定的充分条件,并给出了使得闭环系统鲁棒镇定的状态反馈控制器设计方法.定理解决了介于非线性和线性之间的不确定时滞广义双线性系统的有关理论.仿真实例说明了定理的有效性和合理性.     

一类含多面体不确定性多项式系统鲁棒镇定

针对一类含多面体不确定性的多项式系统,研究其局部稳定鲁棒镇定问题。基于多项式平方和(SOS)技术,将该类非线性控制问题转换为凸的SOS规划问题,并通过引入S-procedure技术,保证了所得结论在局部范围内是有效的。同时,结合参数依赖Lyapunov函数方法,给出了该类系统鲁棒性分析与鲁棒镇定控制问题的充分条件,并将其描述为可由SOS规划技术直接求解的状态依赖线性矩阵不等式约束集。最后,通过数值仿真验证了该方法的有效性。     

具有闭环极点和方差约束的不确定离散系统鲁棒控制

对一类具有范数有界不确定性的离散时间系统,研究了使得闭环系统的所有极点位于一给定圆盘,且稳定状态方差不超过给定上界的状态反馈鲁棒方差控制律设计问题,基于线性矩阵不等式的处理方法,导出了鲁棒方差控制律的存在条件,并用一组线性矩阵不等式的珂行解给出了鲁棒方差控制律的一个参数化表示,进而,通过建立和求解一个凸优化问题,给出了具有最泸控制能量的鲁棒方差控制律设计方法。     

一类不确定性系统的鲁棒正实性分析与综合

考虑一类具有多项式型不确定性系统的鲁棒正实性分析和综合问题。这类不确定模型是区间摄动和范数有界摄动系统的自然推广。给出了一个系统具有鲁棒扩展严格正实性 (ESPR)的充分条件 ,利用该条件可估计出使系统保持 ESPR的最大参数摄动范围。在 ESPR分析的基础上 ,进一步给出了ESPR控制器的存在条件和控制器的构造方法。通过凸优化算法 ,得到了所提出方法意义下具有最大摄动界的 ESPR控制器设计方法。     

一类不确定非线性离散时滞系统的鲁棒H∞滤波设计

考虑一类同时带有非线性动态和参数不确定性的离散时滞系统的鲁棒H-infinity滤波设计问题. 假设参数不确定性具有线性分式形式, 而非线性动态满足Lipschitz条件, 给出滤波器使误差系统鲁棒渐近稳定且达到指定的干扰抑制水平. 对参数已知情形, 先建立广义有界实引理, 然后给出H-infinity滤波器的存在条件, 证明了H-infinity滤波器的存在性可归结为线性矩阵不等式的可解性, 基于线性矩阵不等式给出了H-infinity滤波器的综合方法和步骤. 对参数不确定性情形, 通过引进标度参数, 将不确定非线性离散时滞系统的鲁棒H-infinity滤波问题转化为确定系统的H-infinity滤波设计. 最后给出仿真例子验证所得结果的有效性.     

基于分段连续Lyapunov函数的采样系统鲁棒保性能控制

针对不确定采样控制系统的鲁棒保性能控制问题,首先将采样系统描述为跳变线性系统,基于矩阵凸组合思想构造了分段连续Lyapunov函数,进而在线性矩阵不等式框架内给出了不确定采样系统鲁棒稳定的条件.针对范数有界参数不确定采样系统,提出了鲁棒保性能控制器设计的在线算法,在每个采样周期内通过求解一组线性矩阵不等式的可行解来构造出状态反馈增益矩阵.最后的仿真算例验证了所提设计方法的有效性.     

不确定系统鲁棒容错控制

针对不确定线性系统,关于连续型增益故障模式,利用有界实引理和线性矩阵不等式LMI,推导了系统H_∞指标约束下鲁棒镇定及容错控制的充分必要条件,并给出了状态反馈H_∞鲁棒容错控制器的设计方法,从而系统在执行器失效情况下用H_∞指标约束鲁棒容错达到控制的目的.最后,将所提出的鲁棒容错控制方法应用于某一不确定线性系统,仿真结果表明设计的鲁棒控制器不仅能保证系统在执行器失效时闭环系统仍渐近稳定,并且能达到给定的H_∞性能指标,从而验证了所提出方法的可行性和有效性.