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.     

不确定非线性系统的时滞依赖保性能控制

针对一类基于T-S模糊模型表示的具有时变状态时滞和范数有界不确定性非线性系统,研究了时滞依赖保性能模糊控制器设计问题。对于用T-S模糊模型表示的非线性时滞系统,已知系统的时变时滞本身及其变化率的上界,采用并行分散补偿技术,通过选取合适的Lyapunov函数,推导了依赖时滞上界及变化率上界的时滞保性能模糊控制器存在的充分条件,进而通过建立和求解LMI（线性矩阵不等式）约束的凸优化问题,给出了保性能控制律的设计方法。数值算例表明了该方法的有效性。     

不确定广义系统的弹性H∞保性能控制

利用线性矩阵不等式(LMI)方法,研究被控对象与控制器同时存在摄动的H∞保性能控制问题.针对控制器存在加法式摄动情形,以线性矩阵不等式约束条件给出了广义系统弹性H∞保性能的充分条件,并以线性矩阵不等式的可行解给出了相应的控制器设计方法.通过求解具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,给出了弹性H∞最优保性能及最优H∞性能控制器的设计方法.仿真表明了方法的可行性.     

一类不确定广义时滞系统的弹性保性能控制

研究同时具有状态时滞和控制输入时滞的一类不确定广义系统的弹性保性能控制。基于线性矩阵不等式（LMI）方法,给出广义系统弹性保性能的充分必要条件及相应控制器的设计方法,数值例子验证该方法的可行性。     

不确定广义系统的弹性H∞保性能控制

利用线性矩阵不等式（LMI）方法，研究被控对象与控制器同时存在摄动的H∞保性能控制问题。针对控制器存在加法式摄动情形，以线性矩阵不等式约束条件给出了广义系统弹性H∞保性能的充分条件，并以线性矩阵不等式的可行解给出了相应的控制器设计方法。通过求解具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题，给出了弹性H∞最优保性能及最优H∞性能控制器的设计方法。仿真表明了方法的可行性。     

不确定变时滞系统的鲁棒非脆弱H∞控制

针对一类参数不确定时变时滞线性系统,研究了鲁棒非脆弱H∞控制器的设计问题。首先利用积分不等式和引入自由权矩阵的方法,得到了系统稳定及非脆弱控制器存在的一个充分条件;然后将其转化为线性矩阵不等式(LMI)表示,通过线性矩阵不等式的可行解构造非脆弱控制器,保证了闭环系统渐近稳定且满足一定的H∞干扰抑制水平,得到的稳定化条件是依赖时滞大小且不要求时滞函数的导数信息,即适用于时滞快速变化的系统。仿真实例表明了该方法的有效性和可行性。     

时滞复杂动态网络的保性能控制

针对具有时滞的复杂网络,研究了此类系统的保性能控制问题。利用Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式工具,得到了时滞复杂网络保性能控制存在的充分条件。设计的具有增益摄动的状态反馈控制器,既可以保证系统渐近稳定,又可使系统的性能指标满足一定的要求,最后通过数值算例验证了设计方法的可行性。     

基于Delta算子的永磁直线同步电机非脆弱保性能速度控制器设计

利用Delta算子离散化系统采样周期是显式参数的特点,基于Delta算子方法对永磁直线同步电机(PMLSM)不同采样周期下的非脆弱保性能速度控制器的统一化设计问题进行研究.以线性矩阵不等式(LMI)给出该控制器的存在条件.通过对PMLSM闭环系统极点的分析,表明所设计的非脆弱保性能速度控制器不但能保证PMLSM在其对象参数和控制器参数同时发生范数有界摄动时闭环系统仍保持渐近稳定,而且系统的二次型性能指标上界的数学期望值不超过某个给定的上界,而不考虑控制器参数摄动情况所设计的控制器在其参数摄动时闭环系统将无法保持稳定.     

不确定时滞系统保性能弹性控制器的设计

研究了一类不确定时滞系统的保性能控制问题, 其不确定性不仅存在于系统矩阵, 而且存在于控制器的增益中. 在控制器增益摄动具有加法和乘法两种结构形式下, 讨论了系统的弹性保性能控制器设计问题, 给出了弹性保性能控制器存在的充分必要条件. 数值算例说明了设计的可行性和有效性.     

线性不确定离散时滞系统的鲁棒非脆弱H∞控制

基于线性矩阵不等式(LMI)方法,研究了线性不确定离散时滞系统的鲁棒非脆弱H∞状态反馈控制器的设计问题.系统的不确定项参数和控制器的增益变化都是时变的且满足线性分式形式的范数有界.考虑了控制器增益存在加性和乘性摄动的2种情形,以LMI形式给出了非脆弱H∞控制器存在的充分条件,保证了闭环系统的鲁棒稳定性和一定的H∞衰减水平.实例表明了该设计方法的有效性.     

Robust non-fragile guaranteed cost control of uncertain large-scale systems with time-delays in subsystem interconnections

In this paper, the robust non-fragile guaranteed cost-control problem is studied for a class of uncertain linear large-scale systems with time-delays in subsystem interconnections and given quadratic cost functions. The uncertainty in the system is assumed to be norm-bounded and time-varying. Also, the state-feedback gains for subsystems of the large-scale system are assumed to have norm-bounded controller gain variations. The problem is to design a state feedback control law such that the closed-loop system is asymptotically stable, and the closed-loop cost function value is not more than a specified upper bound for all admissible uncertainties. Sufficient conditions for the existence of such controllers are derived based on the linear matrix inequality (LMI) approach combined with the Lyapunov method. A parameterized characterization of the robust non-fragile guaranteed cost controllers is given in terms of the feasible solutions to a certain LMI. A numerical example is given to illustrate the proposed method.     

一类分布时滞不确定系统的鲁棒非脆弱保性能控制器设计

研究了一类具有分布时滞的线性不确定系统的鲁棒非脆弱保性能控制问题.考虑分布时滞系统和状态反馈控制器均具有时变不确定性,通过构造新的含三重积分项的Lyapunov-Krasovskii泛函,并结合不等式推导技巧,以线性矩阵不等式形式给出了系统鲁棒非脆弱保性能控制器存在的充分条件.该方法保证了给定的二次性能函数不超过一个确定的界并且是分布时滞相关的.仿真实例表明了该方法的可行性和有效性.     

基于T-S模型的非线性时滞系统非脆弱保性能模糊控制

针对一类用T-S模糊模型描述的非线性时滞系统,采用状态反馈的并行分布补偿方法,研究其保守性较小的非脆弱保性能模糊控制问题,使闭环系统在控制器存在加性摄动的情况下,其闭环性能指标值低于确定的上界.利用线性矩阵不等式处理方法,导出了非脆弱保性能模糊控制律的存在条件,通过建立和求解一个线性矩阵不等式问题,给出了非脆弱保性能模糊控制律的设计方法.仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

网络环境下切换模糊时滞系统的非脆弱控制

针对一类控制器增益存在摄动的非线性网络切换系统,在系统同时存在随机时变时滞和不确定性的情况下,采用T-S模型建模,研究系统的稳定控制问题。利用平均驻留时间(ADT)法设计系统的切换律及非脆弱状态反馈控制器,并给出网络切换模糊时滞系统指数稳定的平均驻留时间条件。结合李雅普诺夫函数(LKF)法,推导时滞相关的网络切换模糊系统指数稳定的矩阵不等式条件,并将此条件转化为线性矩阵不等式形式。通过数值仿真对比系统在采用ADT法与传统LKF法下的状态曲线,结果表明,ADT法可以使系统收敛速度更快,性能指标更好。     

Delay-dependent robust and non-fragile guaranteed cost control for uncertain singular systems with time-varying state and input delays

This paper considers the design problems of a delay-dependent robust and non-fragile guaranteed cost controller for singular systems with parameter uncertainties and time-varying delays in state and control input. The designed controller, under the possibility of feedback gain variations, can guarantee that a closed-loop system is regular, impulse-free, stable, an upper bound of guaranteed cost function, and non-fragility in spite of parameter uncertainties, time-varying delays, and controller fragility. The existence condition of the controller, the controller’s design method, the upper bound of guaranteed cost function, and the measure of non-fragility in the controller are proposed using the linear matrix inequality (LMI) technique. Finally, numerical examples are given to illustrate the effectiveness and less conservatism of the proposed design method. Recommended by Editorial Board member Guang-Hong Yang under the direction of Editor Young Il Lee. Jong-Hae Kim received the B.S., M.S., and Ph.D. degrees in Electronics from Kyungpook National University in 1993, 1995, and 1998, respectively. He was with STRC at Kyungpook National University from Nov. 1998 to Feb. 2002. He has been with Sun Moon University since March, 2002. His research interests focus on robust control, signal processing, and industrial application systems.     

不确定多时滞系统非脆弱鲁棒保代价控制

针对一类含有多时滞的不确定线性系统，在控制器增益存在乘性和加性两种摄动形式时分别设计了非脆弱具有鲁棒性能的保代价控制器．利用构造的Lyapunov函数和线性矩阵不等式，证明并给出了非脆弱鲁棒保代价状态反馈控制问题有解的充分条件，仅通过求解相应的线性矩阵不等式就可得到非脆弱鲁棒保代价控制器．所设计的控制器不仅使闭环系统具有鲁棒性，能满足所给的的鲁棒保代价性能指标，而且当控制器增益参数变化时，系统性能指标同样能够满足要求．该系统对环境参数的变化具有更好的适应能力。     

Robust guaranteed cost control of uncertain fuzzy systems under time-varying sampling

In practice, the system is often modeled as a continuous-time fuzzy system, while the control input is applied only at discrete instants. This system is called a sampled-data control system. In this paper, robust guaranteed cost control for uncertain sampled-data fuzzy systems is discussed. A guaranteed cost control where a quadratic cost function is bounded by a certain scalar, not only stabilizes a system but also considers a control performance. A typical sampled-data control is the zero-order input, which can be represented as a piecewise-continuous delay. Here we take a delay system approach to the sampled-data guaranteed cost control problem. The closed-loop system with a sampled-data state feedback controller becomes a system with time-varying delay. First, guaranteed cost control performance conditions for the closed-loop system are given in terms of linear matrix inequalities (LMIs). Such conditions are derived by using Leibniz–Newton formula and free weighting matrix method for fuzzy systems under the assumption that sampling time is not greater than some prescribed scalar. Then, a design method of robust guaranteed cost state feedback controller for uncertain sampled-data fuzzy systems is proposed. Examples are given to illustrate our robust sampled-data guaranteed cost control design.     

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。     

变采样网络控制系统的最优保性能控制

针对具有时变有界采样周期和时延的网络控制系统,首先将其建模成一类离散动态区间系统.在此基础上,对一个给定的二次型性能指标,研究了系统的保性能控制问题,基于线性矩阵不等式(LMI)给出最优保性能控制器设计方法.利用LMI工具箱,求解十分方便.仿真结果表明该方法的有效性.