状态和控制输入不确定时滞系统基于观测器的鲁棒H_∞控制

研究一类同时存在状态和控制输入不确定性的时滞系统基于观测器的鲁棒Ｈ∞控制问题。系统的不确定性参数是时变的,但其结构已知。通过构造观测器并利用观测器状态进行反馈控制,使系统不仅鲁棒镇定,而且具有一定的Ｈ∞性能。鲁棒Ｈ∞控制器的设计可通过求解两个代数Ｒｉｃｃａｔｉ方程得到     

带有大型挠性网状天线航天器的鲁棒H∞控制方法

针对带有大型挠性网状天线航天器存在的挠性结构不确定性问题,提出了基于比例微分(PD)结构滤波器的鲁棒H∞双层反馈控制方法,第1层采用经典的PD+结构滤波器,确保刚体部分双积分环节稳定,第2层在提取第1层标称模型后,给出通用加权函数,通过构造增广模型得到鲁棒H∞控制器.该控制器结构简单,适合工程应用.通过仿真表明,本方法相对于传统PID+结构滤波器方法能够快速稳定三轴姿态;当结构参数变化较大且三轴姿态偏置为动态时变时,有可能导致传统方法失稳,而本方法具有较强的鲁棒适应性,仍能完成航天器天线的指向任务.     

执行机构部分失效的挠性航天器多界依赖容错控制

针对挠性航天器在轨运行时受到的外部干扰,输入时滞以及执行机构部分失效问题,本文提出了一种基于不确定参数的鲁棒H_∞容错控制方法.首先,将执行机构部分失效容错控制问题转化为不确定参数的鲁棒控制问题.然后,设计了一个新型的多界依赖状态反馈鲁棒H_∞控制算法.此算法不仅依赖时滞积分不等式分割参数和时滞界信息,还依赖部分失效因子.因此,本文设计的控制器能同时实现对输入时滞的敏感,对部分失效故障的容错及对外部干扰的抑制.最后,通过一系列的仿真验证本文方法的有效性.     

具有冲击影响的宏观经济系统H_∞控制

应用系统分析方法研究了宏观经济系统中的冲击作用 ,认为冲击是一种能量有限的扰动 ,进而应用 H∞ 控制理论研究了宏观经济系统的控制问题 ,并针对一个政府政策和公众预期的宏观经济系统求出 Riccati不等式的 H∞ 控制解。仿真结果表明 ,该 H∞ 控制策略具有较好的扰动衰减效果。     

不确定离散时滞系统具有H_∞干扰抑制的保成本控制

针对一类用矩阵凸多面体形式表示的不确定线性离散时滞系统 ,提出一种通过无记忆状态反馈实现的具有 H∞ 干扰抑制的保成本控制。当对象存在不确定性以及外部干扰统计特性未知时 ,该控制器能保证闭环系统稳定和一定的线性二次型性能指标上界 ,同时具有 H∞ 范数下的干扰抑制作用。基于L yapunov稳定性理论 ,控制器设计可转化为线性矩阵不等式的可解性问题。数值仿真表明 ,该控制器实际是对最优保成本上界和干扰抑制能力的一种折衷     

具有闭环极点位置约束的H_2／H_∞混合控制

主要研究系统具有闭环极点位置约束的Ｈ２／Ｈ∞混合控制问题．通过引人一个辅助性能函数，将具有极点位置和Ｈ∞性能约束的系统Ｈ２性能优化问题转化成有一个矩阵方程约束的辅助性能函数优化问题，并给出这个问题静态输出反馈解的表达式．     

一类关联时滞组合系统的H_∞滤波

针对当输入噪声为有限能量信号时的渐近稳定的线性滤波器的设计问题,基于Lyapunov稳定性理论,结合线性矩阵不等式技术,提出了一类关联时滞组合系统的H_∞滤波器的设计方案,并利用有界实引理给出了滤波器存在的一个充分条件。为了使得滤波器具有良好的稳态性能,考虑了LMI的优化问题。并将滤波器的设计问题转化为具有线性矩阵不等式约束的凸优化求解问题。通过求解一组LMI,可以得到最优滤波器。     

一类挠性航天器的变结构控制

本文研究在控制器能量受限条件下，一类挠性航天器的姿态控制问题。考虑刚笥主体上带有挠性梁的航天器，并假定系统在一平面内作旋转运动。本文针对航天控制工程中执行机构的工作模式，基于系统的地 维模型，设计了简单易行的变结构控制方案，并证明了相应的闭环系统的渐近稳定性。     

广义时滞系统的时滞相关型H∞控制

研究了广义时滞系统的时滞相关型H_∞控制问题.首先通过引入一个新的Lyapunov-Krasovskii泛函,以严格线性矩阵不等式的形式,得到了广义时滞系统的一个新的有界实引理.在此基础上,设计了使得闭环系统正则、无脉冲和稳定,且满足H_∞性能界的时滞相关型H_∞控制器,并给出了控制器增益的显式表示.最后的算例表明了本文方法具有更小的保守性.     

具有时变不确定性的线性时滞系统的鲁棒H_∞控制

研究具有一般形式的不确定线性时滞系统的鲁棒 H∞ 状态反馈控制器设计问题 .基于二次 H∞ 性能概念 ,首先证明了若存在鲁棒 H∞ 动态状态反馈控制器 ,则必存在鲁棒 H∞ 静态状态反馈控制器 ,然后利用线性矩阵不等式给出了鲁棒 H∞ 静态状态反馈控制器存在的充分条件和构造方法 ,最后给出一个算例验证本文方法的有效性     

具有输入时滞多智能体系统的鲁棒H∞趋同控制

讨论了同时受外部扰动,输入时滞以及网络模型不确定的多智能体系统的趋同控制.通过定义一个适当的控制输出,我们将这个问题转化一个鲁棒H∞控制问题.基于此,我们给出了两个判断闭环多智能体系统趋同的准则,并且运用锥补线性化算法得到状态反馈控制器的参数.最后,给出一个仿真用以验证我们趋同算法的有效性.     

挠性航天器大角度机动的模糊跟踪控制

本文研究一类挠性航天器平面大角度旋转机动的控制问题，考虑构形为中心刚体带挠性梁的航天器，基于系统的非线性无穷维模型，只利用对中心刚体旋转角和角速度的测量数据，设计了一种模糊跟踪控制方案，并证明了闭环系统的渐近稳定性，数值仿真和物理实验结果显示了所设计的控制算法的有效性。     

H_∞最优性能指标的连续性问题

对 Gahinet提出的 H∞ 最优性能指标的不连续性进行了分析 ,指出这不连续性是由于 H∞ 控制器的存在条件不同和可能的零极点对消造成的 .还指出 ,方法不同并不能改变设计中存在的问题 ,对奇异 H∞ 问题 ,还需要采用另外的措施才能解决     

干扰环境下的挠性航天器姿态跟踪控制

挠性航天器在姿态机动过程会受环境干扰力矩的作用,研究有扰情况下挠性航天器的姿态跟踪控制问题.首先,设计了干扰观测器在线估计频率已知的外部干扰信号,然后,基于干扰观测器设计了非线性反馈姿态跟踪控制器以跟踪目标姿态,并且该控制器只需要误差四元数和角速度的反馈信息.其次,采用Lyapunov方程和Barbalat引理证明了控...     

具有H_∞跟踪性能的机器人自适应PID控制

针对非线性不确定机器人系统的轨迹跟踪控制问题,提出一种鲁棒自适应PID控制算法.该控制器由主控制器和监督控制器组成.主控制器以常规PID控制为基础,基于滑模控制思想设计PID参数的自适应律,根据误差实时修正PID参数.基于Lyapunov函数设计的监督控制器补偿自适应PID控制器与理想控制器之间的差异,使系统具有设定的H_∞的跟踪性能.最后,两关节机器人的仿真实验结果表明了算法的有效性.

Abstract：

A robust adaptive PID control algorithm is proposed for trajectory tracking of robot manipulators with nonlinear uncertainties.The controller is composed of a main controller and a supervisory controller.The main controller is designed based on the traditional PID controller.The parameters of the PID controller are updated online according to the system running errors with the adaptation law based on the sliding mode control.The supervisory controller is proposed to compensate the error between the adaptive PID controller and the ideal controller in the sense of the Lyapunov function with the specified H_∞ tracking performance.Finally, the simulation results based on a two-joint robot manipulator show the effectiveness of the presented controller.     

一类时滞广义非线性系统H_∞可靠跟踪控制

讨论一类Lipschitz时滞非线性广义系统的H∞可靠跟踪控制问题.分别给出了执行器失效和传感器失效两种模型下可靠控制器存在的充分条件,使得闭环系统正则无脉冲并且指数稳定,同时系统输出跟踪预先给定的可测参考模型的输出,且满足H∞性能指标,并利用线性矩阵不等式技巧给出了可靠控制器的设计方法.最后给出了一个数值例子,说明了本文所给出方法的有效性.     

具有时滞的奇异系统H∞控制

针对具有时滞的奇异系统H∞输出反馈控制问题,利用Lyapunov泛函方法,得到闭环系统稳定且具有H∞-范数界γ的充分条件,基于相应的LMI可行解给出了动态控制器显式表示.最后,数值例子表明了该方法的正确性.     

状态和控制输入不确定时滞系统基于观测器的鲁棒H∞控制

研究一类同时存在状态和控制输入不确定性的时滞系统基于观测器的鲁棒Ｈ∞控制问题。系统的不确定性参数是时变的,但其结构已知。通过构造观测器并利用观测器状态进行反馈控制,使系统不仅鲁棒镇定,而且具有一定的Ｈ∞性能,鲁棒Ｈ∞控制器的设计可通过求解两个代数Ｒｉｃｃａｔｉ方程得到。     

时滞线性系统的H^∞控制

基于Ｒｉｃｃａｔｉ方程方法,采用带时滞的状态反馈控制阵,研究了线性时滞控制系统的Ｈ＾∞控制器设计问题,并给出其可解的充分条件,仿真实例说明了结论的有效性。     

基于模糊双曲正切模型的H_2和H_∞控制

针对模糊双曲正切模型提出一种非线性二次性能指标 ,并给出使该性能指标最小的最优控制器的设计方法。同时扩展了线性 H∞ 控制的概念 ,给出基于模糊双曲正切模型的 H∞ 控制器的设计方法。