不确定时滞系统鲁棒镇定的优化方法

对一类含有时滞不确定的线性系统,考虑了鲁棒镇定问题。系统中的不确定性假设满足范数有界备件,通过用改进的Razmikhin-type定理,给出了鲁棒镇定控制器存在的充分条件。通过对Lyapunov矩阵方程的完全参数化求解,得到了鲁棒镇定控制器的参数化形式,鲁棒镇定问题转化为一类优化问题。基于这一条件与参数化特征结构配置结果,得到了状态反馈镇定控制器的设计算法。数值例子说明了该方法的有效性。     

鲁棒镇定区间系统族的一个充分条件

讨论了区间系统族的鲁棒镇定问题,给出存在控制器鲁棒镇定区间系统族的一个充分条 件,并且当这个条件成立时,得到了鲁棒镇定区间系统族的控制器的参数化公式.     

具有输入饱和的非线性关联大系统的分散控制

考虑了一类具有输入饱和的不确定非线性关联大系统的分散输出反馈鲁棒镇定问题,利用Riccati方程的方法和矩阵的Moore-Penrose逆给出了这类系统的一种分散输出反馈鲁棒镇定控制器的设计方法.同时,考虑了一类具有输入饱和的不确定非线性相似关联大系统,利用相似系统的结构特点,简化了分散输出反馈鲁棒镇定的条件.     

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.     

一类参数不确定性系统的鲁棒控制

讨论了带有分母多项式摄动的参数不确定性系统的鲁棒镇定问题,给出了这类参数 不确定性系统存在鲁棒控制器的一个充分条件,并且当这个条件被满足时,得到了部分鲁棒 控制器的一个参数化公式.     

不确定广义大系统有限时间鲁棒分散控制

研究不确定连续广义大系统的有限时间鲁棒分散控制问题,设计系统的有限时间鲁棒分散状态反馈控制器.首先应用广义Lyapunov 函数法,给出不确定广义大系统有限时间鲁棒稳定的充分条件;其次,给出不确定广义大系统应用分散状态反馈控制器鲁棒镇定的充分条件和有限时间鲁棒分散控制器的设计方法;最后,通过仿真例子验证所提出方法的有效性.     

一类离散时间切换混杂系统鲁棒控制

由于切换规则的存在使得切换混杂控制系统的稳定性研究变得极为复杂,如何针对给定的系统设计适当的控制器和切换规则没有统一的方法.本文考虑一类线性不确定离散时间切换混杂系统的鲁棒二次镇定和渐近镇定问题.利用公共李雅普诺夫函数方法和多李雅普诺夫函数方法,分别设计了切换混杂系统鲁棒状态反馈控制器和鲁棒输出反馈控制器,保证了切换混杂系统的二次稳定性和渐近稳定性.仿真结果验证了所提算法的正确有效性.     

具有滞后输入的不确定系统的鲁棒镇定

本文研究具有滞后输入的不确定系统的鲁棒镇定问题，导出了系统可以用一个无记忆状态反馈控制律鲁棒镇定的条件，据此，提出了一个鲁棒稳定化控制器的设计方法．     

参数不确定马尔可夫跳变系统的鲁棒适应控制

针对具有参数不确定的线性马尔可夫跳变系统的鲁棒适应控制问题进行了研究.分析了切换系统切换律的可观测和不可观测情形.对于可观测的切换律,利用线性矩阵不等式和共同二次Lyapunov函数方法,得出的具有参数不确定的切换系统是鲁棒可镇定的;对于切换律符合不可观测的马尔可夫随机过程的情况,通过设计恰当的采样适应控制器得到系统随机可镇定的充分条件.并通过例子给出适应镇定控制器的算法.     

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.     

Robust performance for both fixed and worst‐case inputs

We consider the problem of robust performance analysis when some of the exogenous inputs acting on the system are assumed to be fixed and known, while others are unknown but bounded. In particular, we consider the case where performance is measured by the ?_∞ norm of the output signals, and the uncertainty on the nominal model is described by LTV perturbations of bounded ?_∞‐induced norm. We first address the special case when all the exogenous inputs are fixed and known. We propose upper and lower bounds for the measure of robust performance. Two upper bounds are derived, which trade off accuracy versus computational expense. Both conditions are much less conservative than what one would obtain from assuming a worst‐case exogenous input. We then generalize the conditions to the more general case, where both fixed and worst‐case inputs act on the system. All these conditions are readily computable, and yield much less conservative results than one would obtain from applying standard worst‐case analysis methods. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于二阶运动学模型的移动机器人主从跟踪系统的鲁棒控制

In this paper, we study the problem of modeling and controlling leader-follower formation of mobile robots. First, a novel kinematics model for leader-follower robot formation is formulated based on the relative motion states between the robots and the local motion of the follower robot. Using this model, the relative centripetal and Coriolis accelerations between robots are computed directly by measuring the relative and local motion sensors, and utilized to linearize the nonlinear system equations. A formation controller, consisting of a feedback linearization part and a sliding mode compensator, is designed to stabilize the overall system including the internal dynamics. The control gains are determined by solving a robustness inequality and assumed to satisfy a cooperative protocol that guarantees the stability of the zero dynamics of the formation system. The proposed controller generates the commanded acceleration for the follower robot and makes the formation control system robust to the effect of unmeasured acceleration of the leader robot. Furthermore, a robust adaptive controller is developed to deal with parametric uncertainty in the system. Simulation and experimental results have demonstrated the effectiveness of the proposed control method.     

模型跟踪广义预测鲁棒自适应控制器

本文采用滤波CARMA模型,基于内模原理,提出了一种新的广义预测鲁棒自适应控制器,并分析了闭环系统性能,在新的控制器中,引入适当的前馈作用,使得跟踪和调节问题解耦,利用部分状态跟踪、模型参考以及极点配置方法解决跟踪问题,利用多步预测滚动优化方法解决调节问题;适当选择滤波器可以保证对平稳随机扰动有满意的响应,减少可调参数对闭环系统响应的影响,增强系统对未建模动态的鲁棒性,仿真结果表明:该控制器对确定性和非平稳随机扰动具有不变性,对系统时延和阶次变化具有鲁棒性,适用于非最小相位和开环不稳定系统。     

鲁棒辨识问题评述

本文综述了一类新的辨识问题－鲁棒辨识问题的研究进展，首先介绍了鲁棒辨识问题产生的背景，然后对各种不同的辨识方法进行了评述，并指出了各自的特点，最后总结了今后的研究方向。     

On the separation theorem of stochastic optimal control†

This paper presents an application of results proved elsewhere for linear control problems formulated as minimum norm problems in Hilbert space, to extend the classical separation theorem to a larger class of systems. This larger class is not required to have gaussian statistics, and the observables are allowed to depend in an arbitrary linear fashion on present and past values of the state vector. The results obtained are a consequence of the Hilbert space projection theorem, and the separation theorem is proved without appeal to either the explicit form of the estimator or dynamic programming and the principle of optimality.     

A QFT SUBSONIC ENVELOPE FLIGHT CONTROL SYSTEM DESIGN

An aircraft's response to control inputs varies widely throughout its full flight envelope. Furthermore, the aircraft configuration impacts control response through variations in centre of gravity and moments of inertia. Quantitative feedback theory (QFT) is a robust control system design method which provides a full-envelope flight control system design and gives the engineer direct control over compensator order and gain. A full subsonic flight envelope FCS is designed for using QFT for four representative aircraft configurations. Flying qualities are embedded in the longitudinal design by using a control variable which varies with the aircraft's energy state throughout the flight envelope. Linear simulations with realistically large control inputs are used to validate the design. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd. This paper was prepared under the auspices of the US Government and it is therefore not subject to copyright in the US.     

具有鲁棒调节性能的H-鲁棒次优控制系统设计

本文研究的问题如下，对于具有构造型不确定性的被控对象，设计一动态反馈控制器，使得闭环系统满足Ｈ∞鲁棒次优性能要求。同时，对于满足给定微分方程的参考输入信号，具有鲁棒调节性能。研究结果表明，通过解一适当的Ｈ∞标准设计问题可以得到理想的控制器。基于黎卡提不等式的正定解，给出了控制器的具体设计方法。最后，还给出了该设计方法在二自由度机械手上应用的实验结果。     

具结构不确定性的卫星姿态控制问题探讨

本文对弱阻尼特性的卫星姿态的鲁棒控制问题进行了研究。先采用加权办法将对象参数不确定性转化成未建模动态,然后用 H~∞方法进行设计,最后编制了 Safonov 鲁棒稳定裕度k_m 的软件,并对所设计控制系统的鲁棒性能进行了检验和分析。     

不确定线性系统的鲁棒切换函数变结构控制

针对工程领域中常见的一类不匹配不确定系统,即不确定性不是发生在控制通道中的系统,如工程中具有执行器的控制系统,提出了一种建立鲁棒切换函数的方法,进面设计滑模变结构鲁棒控制策略,该策略可确保整个闭环系统的轨迹是一致最终有界并具有稳定性,最后以船舶减摇鳍控制系统为例,进行了变结构鲁棒控制器设计。     

精馏塔H_∞非脆弱鲁棒控制的研究

指出了对精馏塔采用高阶常规鲁棒设计的控制器进行降阶所得控制器具有脆弱性,不能保证设计要求的鲁棒性,精馏塔在设计范围内摄动时,系统出现渐扩发散现象。提出将精馏塔控制器摄动转化为被控对象摄动。给出了不需要控制器降阶的精馏塔H∞非脆弱鲁棒PI控制器设计方法。对MIMO精馏塔系统,给出了可简化求解过程的PI控制器形式。讨论了精馏塔非脆弱鲁棒控制不确定性权函数和性能权函数的选择,求解了H∞非脆弱鲁棒PI控制器。仿真结果表明,该精馏塔控制系统具有较好的适应性。