基于观测器的网络切换模糊时滞系统鲁棒控制

针对带有随机时变时滞的非线性网络切换系统稳定控制问题进行研究,在系统状态不可测且存在不确定性的情况下,采用T-S模型将非线性网络切换系统建模为网络切换模糊系统。然后,采用平均驻留时间法（ADT）,设计出基于观测器的控制器及系统切换律,并给出网络切换模糊系统指数稳定的平均驻留时间条件。结合李雅普诺夫（LKF）方法给出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。最后通过MATLAB数值仿真验证了该设计方法的有效性和优越性。     

基于T-S模糊模型的多时滞非线性网络切换控制系统非脆弱H∞控制

针对一类控制器增益存在摄动的不确定非线性网络切换系统,在系统同时存在随机时变时滞和数据包丢失的情况下,研究系统的非脆弱H_∞控制问题.首先,利用T-S模型,将非线性网络切换系统建模为网络切换模糊系统;其次,将数据包丢失作为时滞处理,并采用Bernoulli分布的随机序列描述该时滞;再次,采用平均驻留时间的方法(ADT)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;最后,结合李雅普诺夫(LKF)方法给出系统均方指数稳定且满足H_∞性能指标的充分条件.仿真结果验证了所提出设计方法的有效性.     

一类不确定网络切换模糊系统的非脆弱控制

针对一类参数不确定的网络切换模糊系统,在控制器增益存在摄动以及状态不可测的情况下,研究系统的非脆弱控制问题.采用平均驻留时间法、Lyapunov函数法以及线性矩阵不等式技术等,给出网络切换模糊系统指数稳定的平均驻留时间条件以及系统切换律设计,并给出基于观测器的反馈控制器设计方法和使系统指数稳定的矩阵不等式条件,并将此条...     

网络环境下连续切换系统观测器和控制器设计

研究具有随机时变时滞和系统不确定性的网络化切换控制系统基于观测器的鲁棒H_∞控制器设计问题.首先,采用满足Bernoulli分布的随机序列来描述数据传输过程中的时变时滞现象;然后,在具有平均驻留时间(ADT)的切换信号下,设计基于观测器的控制器,目的是估计系统的状态以及衡量系统对扰动的鲁棒性;最后,基于李雅普诺夫(LKF)方法给出系统均方指数稳定且具有满意的H_∞性能指标的充分条件,并以线性矩阵不等式(LMI)形式给出观测器和控制器的求解方法.仿真结果验证了所提出方法的有效性.     

一类非线性网络控制系统镇定的新方法

研究了一类非线性网络控制系统(Networked control systems, NCSs)的镇定问题. 在一般的网络环境中, 通过平行分布补偿技术, 将非线性NCS建模为包含一个稳定子系统和一个可能不稳定子系统的模糊时滞切换系统. 利用分段Lyapunov泛函方法和平均驻留时间方法, 得到了非线性NCS指数稳定的充分条件, 并以线性矩阵不等式(Linear matrix inequality, LMI) 形式给出了模糊控制器的设计方法. 最后通过数值例子说明了所给方法的有效性.     

基于网络的离散切换时滞系统故障检测和控制器协同设计

针对带有时变时滞和数据包丢失的离散网络切换控制系统,提出在任意切换信号下的闭环故障检测和控制器协同设计策略;基于平均驻留时间和李雅普诺夫(LKF)方法,给出并证明离散切换时滞动态系统指数均方稳定且具有满意的H_∞性能指标的充分条件;将离散网络切换时滞系统的控制器和故障检测滤波器的参数求解转化为可行的凸优化问题,确保残差和故障估计误差尽可能小.仿真实验结果验证了所提出方法的有效性.     

一类不确定切换中立型系统的鲁棒滑模控制

针对一类不确定切换中立型系统, 设计相应的积分型滑模面. 基于平均驻留时间方法和线性矩阵不等式技术, 给出滑模动力学系统鲁棒指数渐近稳定的时滞相关性判据. 通过设计滑模控制器, 使闭环系统的状态满足到达条件. 数值仿真表明, 所提出的方法是有效可行的.

     

基于观测器的切换模糊时滞系统的反馈控制

针对状态不可测的切换模糊时滞系统, 根据平行分布补偿算法(PDC), 设计了切换模糊观测器和反馈控制器, 应用共同Lyapunov函数方法使观测误差系统在任意切换下渐近稳定, 应用多Lyapunov函数方法, 使系统状态在设计切换律下渐近稳定, 并给出了时滞相关的切换模糊系统渐近稳定的矩阵不等式条件. 仿真结果表明结论的有效性.     

时变时滞连续切换奇异系统的一致有限时间稳定分析

讨论一类含有时变时滞的连续时间切换奇异系统的一致有限时间稳定、有限时间有界和状态反馈镇定问题. 在给定任意的切换规则下, 运用多Lyapunov 函数和平均驻留时间方法设计使得闭环系统一致有限时间稳定和有限时间有界的状态反馈控制器, 同时给出基于线性矩阵不等式表示的控制器存在的充分条件. 最后通过数值算例表明了所提出方法的合理性和有效性.

     

非线性切换系统基于观测器的容错控制器设计

针对一类具有执行器故障的非线性切换系统,研究基于系统状态估计和故障重构的容错控制问题.首先,在具有平均驻留时间(ADT)的切换信号下,设计一种切换PI观测器作为状态-故障估计器,以达到对系统状态和故障同时渐近估计的目的;其次,基于线性矩阵不等式,给出非线性切换系统观测器存在的充分条件;再次,基于PI观测器给出的状态和故障估计,提出一种非线性切换系统的容错控制器设计方法;最后,以一个电子电路为仿真实例进行分析,验证了所提出方法的可行性和适用性.     

含时变时延的多智能体的包容控制器设计

针对一类含时变通讯时延的多智能体系统,基于时滞依赖法提出了其在有向网络拓扑下的一类包容控制器设计的方法,该设计能有效地驱使多智能体系统中所有跟随者的状态渐近一致地收敛到领导者运动过程中形成的几何凸包．结合李亚普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式（LMI）方法,推导了多智能体系统包容控制率存在的充分条件,并将包容控制器的设计最终转化成求解线性矩阵不等式可行解的问题．结果表明,该方法对多智能体系统中的时变通讯时延具有良好的补偿效果．最后通过仿真算例验证了此方法的有效性和可行性．     

Static Output Feedback Stabilization of a Class of Switched Linear Systems with State Constraints

This paper will research the problem of static output feedback (SOF) stabilization of state-constrained switched linear systems via an improved average dwell time method (ADT). Firstly, an improved ADT method is adopted to establish sufficient conditions for SOF of the state-constrained switched linear systems in the form of matrix inequality. It has been shown that this method is less conservative than traditional ADT, which in view of different decay rates of a Lyapunov function related to an active subsystem on the basis of whether the saturations occur or not. Then, a new iterative algorithm is designed to solve the matrix inequality and a SOF controller can be added. In the iterative linear matrix inequality (ILMI) algorithm, it is important not only to overcome the typical bilinear matrix inequality (BMI) problem of SOF, but also to solve the non-convex problem caused by state constraints. Finally, the availability and the applicability of the proposed method is shown by the application of a boost converter.     

分数阶时变切换系统有限时间异步控制

针对一类时变切换系统,当考虑子系统具有分数阶(Fractional Order)特性时,提出了一种基于模型依赖平均驻留时间方法的有限时间稳定性条件及异步切换控制策略.借助Caputo分数阶导数引理和切换Lyapunov函数,利用矩阵不等式技术提出了分数阶时变切换系统有限时间稳定的充分条件.将有限时间稳定的结果进一步推广到有限时间有界的情形,利用平均驻留时间思想提出了分数阶时变切换系统有限时间有界的充分条件,基于该条件设计了系统的异步切换控制器.所给出的设计方法将系统异步切换控制问题转化为矩阵不等式组的求解问题.通过数值仿真验证了所提控制方法的有效性.     

Observer‐Based Reliable Control for Discrete‐Time Switched Linear Systems with Faulty Actuators

This paper deals with the issue of reliable control for discrete‐time switched linear systems with faulty actuators by utilizing a multiple Lyapunov functions method and estimate state‐dependent switching technique. A solvability condition for the reliable control problem is given in terms of matrix inequality with an extra matrix variable. This condition allows the reliable control problem for each individual subsystem to be unsolvable. For each subsystem of such a switched system, we design an observer and an observer‐based controller. A switching rule depending on the observer state is designed which, together with the controllers, can guarantee the stability of the closed‐loop switched system for all admissible actuator failures. The observers, controllers, and switching law are explicitly computed by solving linear matrix inequalities (LMIs). The proposed design method is illustrated by two numerical examples.     

Finite-time boundedness and control design of uncertain switched systems with time-varying delay under new switching rules

In this article, the finite-time boundedness and control problem for time-delay switched systems with uncertainties are studied. The delay is considered as time-varying delay rather than constant delay, which is more suitable for practical engineering. First, the property of finite time boundedness for uncertain switched system without control input is researched by constructing a proper Lyapunov–Krasovskii functional (LKF) with three integral terms and the minimum LKF switching rules. Then, a state feedback controller with switching is designed. By utilizing Finsler's Lemma and singular value decomposition (SVD), sufficient conditions for finite-time boundedness of time-delay switched systems with control input and controller gain are presented. Additionally, a filter system is designed. The finite time boundedness and filter parameters of the closed-loop error system are obtained by using the auxiliary matrix method. Finally, the feasibility of the proposed methods and the significance of switching rule are demonstrated through two numerical examples.     

等式约束的网络化控制系统的稳定性设计

研究了等式约束的网络化控制系统的稳定性问题．在假设网络时滞是随机变化的，并且假设网络化控制系统的被控对象为一个具有等式约束的时滞系统的情况下，将网络化控制系统模型化为一个混合系统．然后采用李亚普诺夫函数、线性矩阵不等式的方法推导出了该混合系统渐近稳定的一个充分条件．根据此充分条件，通过求解一个线性矩阵不等式，较容易地获得系统的最大允许网络时滞以及此时的控制器．最后给出一个具体的数值和仿真实例说明了此设计方法是有效的．     

切换状态反馈控制系统的稳定性分析

研究了一类切换控制系统的稳定性分析问题,切换控制器由多个线性状态反馈控制器组成。运用Lyapunov方法得出了稳定性的时域判据,通过求解一个线性矩阵不等式的方法分析切换控制系统的稳定性,利用KYP引理得到了等价的频域判据;并且研究了一类含有参数不确定性的切换控制系统的鲁棒稳定性分析问题,给出了稳定性时域判据和频域判据。稳定性分析的主要结果是基于公共二次Lyapunov函数的,适用于切换系统任意切换的情形,该方法在工程实例中的应用表明了其有效性。     

A novel control design for delayed teleoperation based on delay-scheduled Lyapunov–Krasovskii functionals

This paper addresses the controller design problem for bilateral teleoperation over unreliable networks. The stability and tracking performance analyses are presented for a novel force-reflecting emulator control scheme. The performance (stability, synchronisation, transparency) is guaranteed by H_∞ control theory and delay-scheduled Lyapunov–Krasovskii functionals (LKF), which could improve the existing stability criterion. The design is achieved by using linear matrix inequality optimisation. For the simulation, first, numerical examples are given to demonstrate the effectiveness and benefits of the delay-scheduled LKF-based stability results; second, the proposed controller design solution is illustrated by various simulations and compared with other recent approaches under different working conditions, e.g. abrupt tracking motion and wall contact.