一种新的最优极点配置方法

本文从LQ逆问题着眼提出了一种新的最优极点配置方法,推导了加权矩阵Q和R与开环特征多项式、最优闭环特征多项式之间的关系。只要给定一组期望的闭环极点,即可确定与之对应的加权矩阵Q和R,从而得到一个具有指定极点的最优控制系统。     

从逆问题指定闭环极点设计最优调节器

本文提出了矩阵主导和的概念;给出了从逆问题指定闭环极点设计最优调节器的方法,试 图从工程角度解决单输入线性定常系统最优调节器的极点配置问题.     

用输出反馈配置鲁棒极点*

本文讨论了线性定常多变量系统在时域上用输出反馈配置鲁棒极点的问题。用输出反馈配置极点时,有一些自由度,可以利用这些自由度指定特征向量。本文给出一种数值方法,它用于选择一组尽可能正交的特征向量,使闭环系统矩阵A+BKC尽可能接近正规,从而使闭环极点对于矩阵的系数变化是鲁棒的。     

部分扇形区域极点配置的可靠控制

针对线性定常系统,采用连续增益故障模型提出了考虑执行器故障的部分扇形区域极点配置的可靠控制问题.当系统发生故障时,正常控制的闭环系统极点可能跳出所给定的复平面区域,而可靠控制的闭环系统仍然保持极点在指定的区域内。本文利用线性矩阵不等式(LMI)给出了部分扇形区域极点配置的可靠控制器存在的充分条件。研究成果的仿真,不仅验证所提出方法的可行性;而且比较了部分扇形区域极点配置正常控制器和可靠控制器的控制效果。进一步看出对系统进行可靠极点配置的必要性。     

一种新的离散系统最优闭环极点配置方法

分析了LQ逆问题解的存在条件,以便合理选择期望的闭环极点,使之成为一组最优极点．提 出了一种以离散系统LQ逆问题分析为基础的新的最优控制系统设计方法,得到了开环、闭环 特征多项式系数与加权矩阵之间的解析关系,只要给定一组期望闭环极点,即可确定与 之对应的加权矩阵Q和R,从而得到一个具有指定极点的最优控制系统．     

二阶离散系统最优闭环极点配置

本文采用逆方法分析二阶离散系统最优闭环极点配置问题,只要所指定的闭环特征方程的系数满足文中推导出的条件式,就可以通过状态反馈法构成具有希望闭环极点配置的最优闭环系统,无需进一步验证其它最优条件。     

极点约束不确定系统非脆弱滤波器的设计

针对一类具有参数不确定性的线性系统,研究其闭环极点区域约束下的鲁棒非脆弱滤波器的设计问题．在对象及滤波器同时存在不确定性的情况下,控制目标要求闭环系统鲁棒稳定,干扰抑制性能指标小于给定的上界,并且闭环极点配置于复平面上指定的圆盘内．针对系统和滤波器具有乘法增益摄动的情况,以线性矩阵不等式的形式给出了非脆弱滤波器的可解性条件．数值算例表明了该方法的有效性．

     

考虑执行器故障圆盘极点可靠配置

针对线性定常系统,本文提出考虑执行器故障的圆盘极点可靠配置问题．在更一般、更实际的执行器故障模型的基础上,给出了将极点配置到指定圆盘内可靠控制存在的充分条件．通过求解LMI（线性矩阵不等式）完成状态反馈可靠控制器的设计．仿真不仅验证了本文提出设计方法的可行性,而且也说明了可靠配置的必要性。     

多变量极点配置自校正控制器

本文讨论了一种新的具有指定极点的多变量自校正控制器的设计方法。它改进了文献所提出的算法。该算法能够控制非最小相位系统,开环不稳定系统和B_0阵为奇异的不同时延系统,即可在线配置闭环极点又可离线配置闭环极点。同时,本文还表明文献给出的算法可以认为是本文结果的特例。最后给出计算机仿真结果,说明这种控制器的实用性和有效性。     

具有指定闭环极点的次最优控制系统设计

本文利用多变量系统极点配置的结果,提出了一种具有指定闭环极点,并使二次型指标达到极小的次最优控制系统的设计方法,这种设计方法与标准线性二次型调节器(LQR设计方法的不同之点,就在于设计中引入了闭环极点约束,使闭环系统能具有希望的动态特性,本文还给出了在计算机上易于实现的设计算法和计算过程,以及设计实例。     

一类线性系统区域极点配置静态输出反馈可靠控制

考虑连续线性系统,在连续增益故障模型的前提下,提出带有执行器故障的圆形区域极点配置的静态输出反馈的可靠控制问题。本文利用线性矩阵不等式(LMI) 在考虑执行器故障模型的基础上,给出圆形区域极点配置的静态输出反馈的可靠控制器存在的充分条件。通过成果的仿真,并进一步说明当系统发生故障时,正常控制的闭环系极点可能离开所给定的圆形区域,而可靠控制的闭环系统仍然会保持极点在给定的圆形区域内。从而看出对系统进行极点配置的静态输出反馈的可靠控制的必要性。     

基于高阶干扰观测器的极点配置控制器及应用

本文设计了一种可以对外部干扰进行估计的高阶干扰观测器,并针对一类具有外部干扰的单输入单输出离散时间线性系统,提出了一种基于高阶干扰观测器的极点配置控制方法.该方法由常规极点配置控制器和高阶干扰观测器组成.常规极点配置控制器用来保证闭环系统稳定,并将闭环系统的极点配置到理想位置,高阶干扰观测器用来补偿外部干扰对闭环系统的影响.理论分析以及仿真和水箱液位系统中的实验结果表明了所提方法的有效性和优越性.     

On constraints in pole assignment by static feedback

A design method based on pole assignment considerations for an nth order linear time-invariant single-input p-output system by means of static (constant gain) feedback is presented for the case in which the rank p of an output matrix C is less than the number of system states n. The constraints in pole assignment are described in the form of linear relationships between the coefficients of the closed-loop characteristic polynomial and some open-loop system parameters. It has been shown that the problem of pole assignment is equivalent to the problem of solving a set of n linear equations with p unknowns in such a way that n – p equations are made linearly dependent by proper choice of coefficients of the closed-loop characteristic polynomial. As a result, all n system poles can be shifted to selected locations which satisfy the constraints. Of particular interest are the design methods for the cases when the number of arbitrarily assigned poles are equal to p and p – I.     

A robust periodic pole assignment algorithm

In this note a robust periodic pole assignment algorithm is proposed for linear, time-invariant, discrete-time systems. The condition numbers of the eigenvector matrices of the closed-loop system are assumed as a robustness measure and a periodic state-feedback law is deduced by the minimization of the condition numbers associated to the eigenvectors of the monodromy matrix of the closed-loop system. The proposed periodic pole assignment algorithm has been tested on a number of examples, giving satisfactory results     

Inverse interactorizing and triangularizing with an arbitrary poleassignment using the state feedback

A simple method is presented on how to generate the state feedback which makes the closed-loop transfer matrix the inverse of the interactor matrix. This can be regarded as a generalization of decoupling control using state feedback. An arbitrary pole assignment which preserves the lower left triangular form of the inverse of the interactor matrix is also considered     

线性离散周期系统输出反馈参数化极点配置

采用周期输出反馈的途径, 考虑了线性离散时间周期系统的极点配置问题. 通过将闭环单值性矩阵进行一系列转化, 周期输出反馈律的求解问题可以转化为一类Sylvester矩阵方程的求解问题. 利用Sylvester矩阵方程的最新结果, 可以将输出反馈增益表示为参数化形式, 从而得到了能够实现极点配置的所有输出反馈控制器. 数值算例验证了方法的有效性.     

矩阵二阶系统的鲁棒极点配置

直接在矩阵二阶框架下,利用特征结构配置参数化方法,研究矩阵二阶线性系统的鲁棒极点配置问题.将两种测量闭环特征值灵敏度方法有机地结合起来,给出一个新的优化性能指标,此指标的优化过程完全依赖于特征结构配置中的设计自由度.为进一步提高闭环系统的鲁棒稳定性,闭环极点也作为设计自由度的一部分参与优化.数值例子分析结果表明了该方法的有效性.     

Comments, with reply, on `Computational algorithms for poleassignment' by N.K. Nichols

Some points of the paper by N.K. Nichols (see ibid., vol.AC-31, p.643-5, 1986), concerning the robust pole assignment of linear multiinput systems, are clarified. It is stressed that the minimization of the condition number of the closed-loop eigenvector matrix does not necessarily lead to robustness of the pole assignment. It is shown why the computational method, which Nichols claims is robust, is in fact numerically unstable with respect to the determination of the gain matrix. In replying, Nichols presents arguments to support the choice of the conditioning of the closed-loop poles as a measure of robustness and to show that the methods of J Kautsky, N. K. Nichols and P. VanDooren (1985) are stable in the sense that they produce accurate solutions to well-conditioned problems