不确定时滞系统的基于Razumikhin定理的鲁棒H∞可靠控制

主要研究了一类状态时滞不确定线性系统的时滞依赖鲁棒H∞可靠控制问题.系统状 态矩阵和时滞状态矩阵中存在着范数有界的时变参数不确定性,故障执行器集合是执行器集合 的子集.采用Razumikhin定理,最终将问题归结为通过线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequalities,LMIs) 的求解得到无记忆状态反馈鲁棒H∞可靠控制器综合设计方法.     

Delta算子时滞系统的可靠D--镇定

研究同时含有执行器故障和传感器故障的Delta算子时滞系统的鲁棒可靠D-镇定问题.利用矩阵特征值理论和线性矩阵不等式方法,给出了Delta算子时滞系统D-稳定的充分条件,进而,针对同时含有执行器故障和传感器故障的Delta算子范数有界参数不确定时滞系统,设计鲁棒可靠D-镇定状态反馈控制器,使得对于所有容许的不确定性、执行器故障和传感器故障,Delta算子闭环时滞系统的极点均落在复平面指定圆盘区域内.最后,通过数值算例验证了控制器设计方法的可行性和有效性.     

不确定组合时滞系统的鲁棒分散可靠控制

研究一类不确定组合时滞系统的状态反馈鲁棒分散可靠控制问题。系统包含状态时滞,控制输入时滞和参数不确定性。目的是设计分散线性无记忆状态反馈控制器,使得对于任意容许的不确定性以及在每一个子系统中预先指定的执行器子集合内执行器的失效,相应的闭环系统渐近稳定。最后给出一个数值例子验证了本文所给结果的有效性。     

不确定非线性时滞系统的鲁棒可靠控制

研究一类包含状态时滞的未知非线性扰动项和参数不确定性的不确定时滞系统基于状态观测器的鲁棒可靠控制问题。其中非线性满足范数有界条件,参数不确定性是时变的。目的是设计状态观测器和线性无记忆观测状态反馈控制器,使得对于任意容许的不确定性以及在系统中预先指定的执行器子集合的执行器的失效,相应的闭环系统渐近稳定。最后给出一个数值例子验证了所得结果的有效性。     

不确定时滞系统的指定衰减度保代价可靠控制

针对一类含有时变时滞的不确定参数线性系统,研究了在执行器发生故障情况下系统具有指定衰减度的保代价可靠控制器设计问题。系统中的参数不确定性满足广义匹配条件,时变时滞及其变化率有界,执行器失效采用增益故障模型。系统的性能函数是含有指数项和故障输入项的积分二次型函数。经过适当的状态变换,将原系统的指定衰减度保代价可靠控制问题转化为另一个等价系统的保代价可靠控制问题。根据Lyapunov稳定性理论,得到了系统存在指定衰减度保代价可靠控制器应满足的一个矩阵不等式,进一步将这个矩阵不等式转化为线性矩阵不等式（LMI）,并给出了系统的保代价表达式。利用论文方法设计的指定衰减度保代价可靠控制器能够使得时滞系统对于任意允许的不确定量以及执行器故障都保持鲁棒可靠指数稳定,并且使系统具有保代价的性能指标。     

不确定时滞系统的鲁棒耗散控制

耗散不确定性是已经被广泛讨论的范数有界的不确定性和正实不确定性的广义化,因此,从二次型供给率的角度,将耗散不确定性引入线性时变时滞系统,研究了含有此类不确定性的线性时滞系统的鲁棒耗散控制问题,给出了线性矩阵不等式（LMI）形式的充分条件。而且,考虑了不确定时滞系统在状态反馈控制器作用下的闭环系统的耗散控制问题,同样给出了LMI形式的充分条件,并通过线性矩阵不等式的可行解构造出鲁棒耗散的状态反馈控制器。最后。通过实例证明了定理的可行性。     

线性离散时滞系统的D稳定容错控制

采用状态反馈和带时滞的状态反馈控制律,基于Lyapunov稳定性理论和Riccati方程,针对线性离散一步时滞系统,研究了执行器失效后有一定性能保证的D稳定容错控制问题。在给出对执行器失效具有完整性的D稳定容错控制系统需满足的一个充分条件的基础上,给出了控制器的设计方法和步骤,并推广至传感器失效情况。仿真结果证实了这种方法的有效性,与仅引入状态反馈控制律相比,此方法有更好的动态响应性能。最后指出了时滞状态反馈增益矩阵的选取原则。     

含时滞记忆的非线性时滞系统满意容错控制

针对一类基于T-S模糊模型描述的非线性时滞系统,研究在一般执行器故障模式下的含时滞记忆的鲁棒H∞容错控制器设计问题.针对任意连续型执行器故障模式,采用并行分布式补偿原理设计含记忆型状态反馈控制器,给出非线性时滞系统在执行器发生故障情况下的鲁棒镇定准则.然后给出H∞性能指标约束下的满意容错控制器的设计方法和设计步骤.提出的含时滞记忆的状态反馈控制方法可以确保当执行器发生故障时,闭环系统不仅具有渐近稳定性,而且有一定的抗扰动性能,状态反馈控制器设计的保守性较不含时滞记忆控制器设计方法大大降低.仿真实例验证了鲁棒容错控制策略的有效性.     

不确定性时滞系统的鲁棒镇定控制器设计——LMI 方法*

采用线性矩阵不等式方法,研究一类不确定性动态系统,这类系统具有多重时变状态时滞多重时变控制输入时滞,其不确定性满足范数有界条件。我们得到一了类不确定性时滞系统的可状态反馈镇定的充分条件。     

执行器失效不确定时滞系统的指定衰减度鲁棒可靠控制

针对一类含有时变时滞的不确定参数线性系统,研究了在执行器发生故障情况下的鲁棒可靠控制器设计问题.系统中的参数不确定性满足广义匹配条件,时变时滞的大小及其变化率有界,并假设故障执行器元件的输出为零.经过适当的模型变换,将原系统的鲁棒指数镇定问题转化为另一个等价系统的鲁棒镇定问题.根据Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,分别给出了鲁棒可靠控制器存在的时滞无关和时滞相关充分条件.仿真结果表明了该控制器设计方法的有效性.     

Delay-dependent state feedback control with small gain conditions in finite frequency domains

This article studies the problem of control synthesis via state feedback for linear continuous-time multi-delay systems with small gain conditions in finite frequency domains. Based on the projection lemma, a new partial multiplier expansion method is proposed to design state feedback controllers. The resulting sufficient conditions are given in terms of solutions to a set of linear matrix inequalities. Finally, the effectiveness of the proposed method is illustrated via a numerical design example.     

凸多面体不确定系统的符号稳定性分析

针对一类凸多面体描述的连续线性不确定系统研究其符号稳定性条件,从而从符号稳定的角度探索一种新的不确定系统鲁棒控制器设计方法.在矩阵符号稳定定义和必要条件的基础上,给出了矩阵集合符号稳定的定义和完整同源稳定符号型集合的概念,得到了凸多面体不确定系统符号稳定的充分必要条件.进一步分析了符号稳定凸多面体不确定系统的特征根分布与主对角线元素的关系,提出了基于符号稳定的不确定系统状态反馈镇定控制综合方法.相比于基于Lyapunov稳定性理论的不确定系统鲁棒控制方法,本文所提方法避免了求解线性矩阵不等式,并且更符合工程设计的习惯.通过一类三轴稳定卫星姿态控制问题的算例和仿真验证了所提方法的有效性.     

不确定奇异时滞系统的保性能控制

利用线性矩阵不等式方法,讨论不确定性奇异时滞系统的保性能控制问题,给出了问题可解的一个充分条件和保性能鲁棒控制器的设计,以及相应的可保性能指标.最后举例说明了所提出方法的正确性.     

不确定系统的鲁棒状态反馈区域极点配置

针对一类范数有界参数不确定线性连续系统。研究使得闭环系统的所有极点均配置在给定扇形区域中的状态反馈控制器设计问题。利用线性矩阵不等式（LMI）处理方法,给出不确定线性系统存在鲁棒D控制的充分条件,并利用该LMI的可行解给出状态反馈控制器的设计算法和设计步骤。最后。通过一算例验证结果的正确性和有效性。     

OPEN‐LOOP AND CLOSED‐LOOP OPTIMIZATION OF LINEAR CONTROL SYSTEMS

A canonical optimal control problem for linear systems with time‐varying coefficients is considered in the class of discrete controls. On the basis of linear programming methods, two primal and two dual methods of constructing optimal open‐loop controls are proposed. A method of synthesis of optimal feedback control is described. Results are illustrated by a fourth‐order problem; estimates of efficiency of proposed methods are given.     

Robust stabilisation control for discrete-time networked control systems

We consider the analysis and synthesis of discrete-time networked control systems (NCSs), where the plant has additive uncertainty and the controller is updated with the sensor information at stochastic time intervals. It is shown that the problem is linked to H_∞-control of linear discrete-time stochastic systems and a new small gain theorem is established. Based on this result, sufficient conditions are given for ensuring mean square stability of the NCS, and the genetic algorithm is utilised to design the controller of the NCS based on a linear matrix inequality technique. An illustrative example is given to demonstrate the effectiveness of our proposed method.     

不确定线性系统鲁棒二次最优控制的时频域方法

利用时域和频域结合的方法,讨论了线性不确定系统鲁棒二次最优控制问题;提出了线性不确定系统鲁棒二次最优的概念,并证明了有关性质,建立了鲁棒回差方程,阐述了鲁棒二次最优控制系统的分析和综合方法;最后给出了工程应用设计实例。     

Control synthesis via state feedback with finite frequency specifications for time-delay systems

This article considers the problem of control synthesis via state feedback for linear time-delay systems with design specifications in finite frequency ranges. First, a finite frequency performance analysis condition for time-delay systems is presented. Then, a resulting state feedback control synthesis condition is given in terms of solutions to a set of linear matrix inequalities (LMIs). Finally, the design procedure and the effectiveness of the proposed method are illustrated via a numerical design example.     

On stability and stabilization of periodic discrete-time systems with an application to satellite attitude control

An alternative stability analysis theorem for nonlinear periodic discrete-time systems is presented. The developed theorem offers a trade-off between conservatism and complexity of the corresponding stability test. In addition, it yields a tractable stabilizing controller synthesis method for linear periodic discrete-time systems subject to polytopic state and input constraints. It is proven that in this setting, the proposed synthesis method is strictly less conservative than available tractable synthesis methods. The application of the derived method to the satellite attitude control problem results in a large region of attraction.