不确定系统鲁棒容错H∞控制的LMI设计方法

针对不确定线性系统,研究了执行器失效情况下鲁棒容错H_∞控制问题.基于连续增益故障模式.利用线性矩阵不等式LMI推导了系统H_∞指标约束下鲁棒容错镇定的充要条件,分别给出了输出反馈和状态反馈H_∞控制器的设计方法.通过引入变量代换,将求解输出反馈H_∞指标约束的鲁棒容错控制器的可解条件转化为标准的LMI所获得的控制器不仅能使故障系统鲁棒定,并且能达到给定的H_∞性能指标.仿真实例验证了所提出设计方法的有效性.

     

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.

     

时滞相关不确定随机系统的鲁棒H∞控制

针对具有时变时滞和范数有界不确定性的随机系统,研究其随机镇定和鲁棒H_∞控制问题.设计状态反馈控制器,使得对所有可容许的不确定性,闭环系统随机稳定且满足给定的H_∞性能指标.利用线性矩阵不等式(LMI)及自由权矩阵技术得到系统镇定的一个充分条件,该充分条件由一组时滞相关的矩阵不等式表达.最后通过仿真数例表明了所提出方法的有效性.

     

基于连续故障模型的Ｄｅｌｔａ算子系统可靠鲁棒H∞ 控制

研究具有执行器故障的Ｄｅｌｔａ算子线性不确定系统的可靠鲁棒H_∞ 问题．设计控制器,确保在执行器发生故障时闭环系统仍能保持鲁棒稳定,且满足给定的H_∞ 指标．针对执行器连续故障模型,运用线性矩阵不等式方法,得到Ｄｅｌｔａ算子系统α-次优可靠鲁棒H_∞ 状态反馈控制器的存在条件和设计方法,并进一步给出了Ｄｅｌｔａ算子系统最优可靠鲁棒H_∞ 控制器的设计方法．数值算例表明,该设计方法是有效而可行的．

     

具有时延和丢包的网络控制系统H∞状态反馈控制

研究了具有时延和数据包丢失的网络控制系统H_∞状态反馈控制问题.考虑了网络控制系统中同时存在时延和数据包丢失的情况,将丢包过程建模为有限状态的马尔可夫过程.在此模型的基础上,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出了保持系统均方稳定且满足H_∞性能的控制器存在的充分条件,并给出了相应的设计方法.最后数例仿真结果表明了控制器设计方法的有效性.

     

一类不确定时滞系统的非线性H∞控制

利用Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式工具,讨论了一类不确定时滞系统的非线性H_∞控制问题.设计的非线性H_∞控制器可由线性矩阵不等式的解给出.进一步,建立一个具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,得到了不确定时滞系统的最优状态反馈H_∞控制律.仿真示例表明了该方法的可行性.

     

基于分片线性函数逼近的非线性观测器设计

综合分片线性函数模型辨识/逼近和鲁棒观测器设计方法,研究了一大类非线性鲁棒观测器设计方法.所提出的算法能有效解决非线性系统的辨识/建模问题,并保证在一定的逼近精度下观测误差可以控制在一定的范围内,且观测误差随着逼近精度的提高而减小.

     

Delta算子不确定系统扩展参数依赖H∞控制

研究了含有多面体参数摄动Delta算子系统的参数依赖H∞控制问题.基于Delta算子系统有界实引理"提出了扩展参数依赖H∞性能准则.利用该准则,以参数化的线性矩阵不等式形式给出了参数依赖H∞控制器存在的充分条件,并通过求解优化问题设计控制器.研究结果表明该方法保守性较低,且物理概念清晰.数值示例验证了所提方法的有效性.

     

基于观测器的非线性互连系统的自适应模糊控制

针对一类不确定非线性MIMO互连系统,提出一种自适应模糊控制算法.通过设计观测器来估计系统的状态,因此不要求假设系统的状态是可测的.给出的自适应律只对不确定界进行在线调节,从而大大减轻了在线计算负担.该算法能够保证闭环系统的所有信号是一致有界的,并且跟踪误差指数收敛到一个小的零邻域内.仿真结果表明了算法的可行性.

     

多项式非线性系统局部镇定控制

针对多项式非线性系统,提出一种用于验证二次型候选Lyapunov函数的数值计算方法.在该方法中,多项式系数被分解成带自由变量的系数矩阵,将正定性验证问题转化为矩阵不等式问题求解.对于局部稳定性分析,采用多个Lyapunov函数来趋近吸引域.每个Lyapunov 函数均在各指定方向上进行最大半径优化.在稳定性分析基础上,提出保收敛率的局部镇定控制器设计方法以扩大吸引域.

     

基于观测器的非线性时变时滞系统自适应重复控制

针对一类未知时变时滞非线性系统,提出一种基于观测器的重复控制方案．采用线性矩阵不等式设计非线性观测器,所设计的控制律含有ＰＩＤ 反馈项,常值参数自适应律是微分 差分型的,时变参数学习律是差分型的．在假设未知时变时滞、时变参数和参考输出的周期有已知的最小公倍数下,通过构造一个Ｌｙaｐｕｎｏｖ-Ｋｒａｓｏｖｓｋｉｉ型复合能量函数,证明了所有闭环信号有界且输出跟踪误差收敛．仿真实例表明了算法的有效性．

     

一类非线性系统的模糊可靠H2/H∞混合控制器设计的LMI方法

基于T-S模糊模型,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,研究一类非线性系统的模糊可靠 H2/H∞混合控制器设计问题.首先,分别以LMI形式给出了系统模糊可靠H2及 H∞ 控制器存在的充分条件和控制器设计方法;然后,给出系统混合 H2/H∞性能的可靠控制器设计方法,所设计的控制器使得故障闭环系统二次稳定,同时满足 H∞ 性能,且优化系统的H2性能指标;最后,通过数值例子验证了结论的正确性和控制器设计方法的有效性.

     

具有传感器故障的网络控制系统保性能可靠控制

基于存在时延和丢包的网络传输环境,针对具有参数不确定性的网络化控制系统,研究了其在传感器故障条件下的保性能可靠控制问题.根据Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,推导出使闭环网络控制系统在传感器故障条件下渐近稳定且保证综合性能指标满足要求的充分条件,并利用LMIs提出了保性能可靠控制率的设计方法.该控制算法在提高网络化控制系统可靠性的同时有利于系统综合体性能的优化.数值仿真验证了该方法的可行性和有效性.

     

不确定关联网络系统分散H∞ 量化控制

研究同时具有状态和控制输入的两量化器的不确定关联网络系统分散H_∞ 状态反馈控制器和量化器参数的设计问题．由于状态在传送到控制器之前,以及控制器输入到系统时信号需要被量化,使系统的性能不能得到保证．为此,提出了一种依赖于状态调节量化器参数的策略,使得所得的闭环系统渐近稳定,并且能获得在没有量化器情况下相同的H_∞ 扰动抑制水平．控制器的设计和量化器的参数都是根据子系统信息以分散的方式构造的．

     

交通诱导预测控制仿真研究

将动态交通分配实施过程纳入预测控制框架下以满足实时交通诱导的目的,提出一种交通诱导预测控制算法．该算法是在滚动时域基础上进行的,包括实时交通分配、交通流模拟运行及评价以及进化最佳路径３ 个重要环节．仿真结果表明,交通诱导预测控制是一种良好的计算机控制方法学,其优化过程预先考虑了目前交通分配对未来路网的影响,因而可有效地防范交通拥堵,实现考虑反馈的路网交通流实时分配优化,同时为出行者提供最佳路径．

     

基于观测器的不确定广义时滞系统鲁棒预测控制

针对一类不确定广义时滞系统,讨论了其基于观测器的鲁棒预测控制问题,给出了系统观测器型预测控制器的设计方法.通过构造带有误差项的Lyapunov函数,应用线性矩阵不等式,将无穷时域二次性能指标"min-max"优化问题转化为凸优化问题,得到了鲁棒预测控制器存在的充分条件和显式表达式.证明了优化问题在初始时刻的可行解能保证广义闭环系统渐近稳定且正则无脉冲.仿真实例验证了所提出方法的有效性.

     

一类非线性时滞广义系统的状态反馈控制

利用线性矩阵不等式（ＬＭＩ）,讨论了一类非线性时滞广义系统的状态反馈控制问题．通过对非线性映射Ｆｒｅｃｈｅｔ导数的逆矩阵的估计,给出了系统渐近稳定的充分条件．这一条件与时滞相关,可归结为一个线性矩阵不等式的可解性．在ＬＭＩ有解的条件下,可得到系统状态反馈控制器的参数表示．数值实例表明该方法是有效的．

     

线性控制系统窗口频域分析与设计

针对局部频率范围提出了窗口H_∞范数的新概念,指出传统H_∞范数是窗口H_∞范数的特例.利用GKYP引理证明了广义界实定理,研究了线性控制系统在窗口频域的性能分析问题.基于近似模型匹配原则和广义界实定理,将控制器设计问题转化为窗口H_∞范数优化问题.仿真实例表明,窗口H_∞范数适于窗口频域的线性控制系统分析和设计.

     

基于对象的扩展Petri网协同设计过程分析

针对协同设计中任务的执行流程缺乏柔性,不利于分析实际设计过程的现状,提出一种单元调用变迁对与决策变迁相集成的基于对象的扩展Petri网,扩展了Petri网的可达图以适应分析OEPNs模型.采用OEPNs中的过程网和单元网对协同设计过程建模,利用模型中的单元调用变迁对和决策变迁对过程本身和可能状态进行分析.最后与相关的研究工作进行比较并给出了结论.