时变非线性不确定系统H∞鲁棒模型预测控制

针对输入受限的时变不确定非线性系统,提出一种H∞鲁棒模型预测控制策略。假设线性化系统矩阵一致有界,将非凸的无穷时域优化问题转化为带有单个线性矩阵不等式(LMI)约束的凸优化问题,降低控制量求解难度。结合滚动优化原理与H∞控制方法在线极小化性能指标,使得闭环系统满足控制性能和约束。在LMI框架下给出H∞NMPC的求解方法及其鲁棒稳定性充分条件。仿真实验对比验证了该策略的有效性。     

一类离散不确定系统的Tube不变集离线鲁棒模型预测控制

针对一类输入和状态受限的离散线性不确定系统,提出了一种基于Tube不变集的离线鲁棒模型预测控制方法.首先针对输入和状态约束线性时不变标准系统,设计了改进的基于多面体不变集的离线模型预测控制算法,并证明了稳定性.其次对于存在未知有界干扰的实际不确定系统,引入了Tube不变集策略,通过设计对应标准模型的最优控制序列和状态轨迹,给出了实际不确定系统的离线Tube不变集控制策略,保证系统状态鲁棒渐近稳定,并收敛于终端干扰不变集.仿真结果验证了该控制方法的有效性.     

一类具有非线性扰动的多重时滞不确定系统鲁棒预测控制

针对一类具有非线性扰动且同时存在多重状态和输入时滞的不确定系统, 提出 一种鲁棒预测控制器设计方法. 基于预测控制滚动优化原理, 运用Lyapunov稳定性 理论和线性矩阵不等式 (Linear matrix inequalities, LMIs)方法, 首先近似求解无限时域二次性能指标优化问题, 然后优化非 线性扰动项所应满足的最大上界, 定量地研究鲁棒预测控制在范数有界意义下的扰动抑制 问题, 并给出了鲁棒预测控制器存在的充分条件. 最后通过仿真验证了所提方法的有效性.     

基于Tube不变集的鲁棒模型预测控制北大核心CSCD

针对具有持续有界扰动的线性变参数系统,设计一种基于Tube不变集的鲁棒模型预测控制算法。离线算法结合系统多胞体模型参数变化的影响,构建系统的Tube不变集。在对应标称模型状态变量的多面体不变集算法基础上,得到系统的多面体状态允许不变集序列。在线算法通过强控制优化得到标称模型系统的控制量,以得到符合实际控制过程的系统控制量,给出本算法的详细步骤和系统稳定性证明。仿真结果验证了本算法的有效性,表明本算法将持续有界扰动对系统的影响限制在Tube不变集中,实现了系统的快速稳定控制。     

可变多胞体结构的鲁棒模型预测控制

针对一类具有输入输出约束的线性变参数系统,提出了一种可变多胞体结构的多面体不变集鲁棒模型预测控制算法,算法分为在线和离线两个部分。离线算法构建系统的未知但有界误差描述模型,根据状态的变化得到可变参数的多胞体结构,并转化为状态空间模型的多胞体形式,然后采用线性矩阵不等式的优化方式得到一系列离线嵌套多面体不变集。在线算法根据状态变量在嵌套多面体不变集中的位置,结合可变多胞体结构,通过线性插值的优化方式得到系统的实际控制律。给出算法的详细步骤和系统闭环稳定性证明。仿真结果验证了该算法的有效性,表明该算法使系统的闭环响应更为快速和稳定。     

采用鲁棒容许集对有约束的不确定系统作鲁棒模型预测控制

针对输入和状态受约束的干扰有界多胞不确定线性系统,提出了基于鲁棒容许集的扩大吸引域鲁棒模型预测控制(RMPC)方法.首先给出了多面体不变集的鲁棒容许集计算方法,并推导了鲁棒容许集存在的充分必要条件.其次,为了拓展Tube不变集鲁棒模型预测控制算法的适用范围,讨论了干扰有界多胞不确定线性系统的Tube不变集控制策略.之后为了扩大约束系统吸引域,提出了干扰有界多胞不确定系统的鲁棒容许集模型预测控制策略.通过采用鲁棒容许集和Tube不变集RMPC,该方法不仅扩大了吸引域,而且降低了在线计算量;同时,采用基于最小鲁棒正不变集的Tube不变集策略保证了算法的鲁棒性.最后仿真结果验证了算法的有效性.     

不确定广义系统的输出反馈鲁棒预测控制

针对一类具有范数有界不确定性的广义系统,当系统状态不可测时,提出了一种基于输出反馈的鲁棒预测控制器综合算法．采用ＬＭＩ方法以及变量变换思想,将无限时域“最小最大”优化问题转化为线性规划问题．确定出一组分段连续的输出反馈控制序列,给出了输出反馈控制律存在的充分条件,证明了优化问题在初始时刻的可行解可以保证广义闭环系统是渐近稳定且正则无脉冲的．仿真实例验证了所提出方法的有效性．     

非线性不确定随机多重时滞系统的鲁棒H_∞控制

研究一类非线性不确定随机多重时滞系统的鲁棒 H∞ 控制问题。运用线性矩阵不等式方法 ,导出了满足系统随机鲁棒稳定的充分条件 ,提出实现系统在一定概率意义下干扰衰减鲁棒镇定的鲁棒无记忆控制器设计方法     

一类线性时变不确定周期奇异系统的鲁棒镇定

讨论了一类线性时变不确定周期广义系统的鲁棒镇定问题．基于线性时变不确定周期广义系统的鲁棒稳定的概念, 提出鲁棒稳定的充分必要条件, 并基于对偶系统的等价性得到鲁棒镇定的充分必要条件. 通过引入自由矩阵, 所得结果表示为线性矩阵不等式, 验证过程更简单、可靠.     

运用区间算法的约束非线性系统鲁棒模型预测控制

针对一类具有输入和状态约束的干扰有界非线性系统,提出了基于区间分析的约束非线性鲁棒模型预测控制,以降低计算量并扩大系统吸引域.首先,在集合运算的基础上,利用区间运算和函数区间扩展,给出了一种计算效能更好、保守性更低的非线性系统鲁棒一步集计算方法;其次,构造重叠的多面体控制不变集序列并以此计算约束非线性系统的鲁棒多步集,并通过设计基于集合的在线优化策略,提出了基于鲁棒一步集的单步优化非线性模型预测控制,有效降低了非线性优化的在线计算量;最后,仿真实例验证了算法的有效性.     

时变轨迹下工业过程鲁棒模糊预测控制

针对具有不确定性、外界未知干扰和跟踪轨迹变化的非线性工业过程,提出一种时变轨迹鲁棒模糊预测控制方法。该方法将非线性工业过程根据模糊规则表示为Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型,并扩展输出跟踪误差到模糊模型中得到新型多自由度状态空间模型。针对扩展模型设计控制器,并给出基于线性矩阵不等式形式的稳定性充分条件,通过求解稳定性条件中参数计算对应子模型的控制律,并根据当前时刻的系统状态确定每个子模型和控制律的权值。同时,由于在实际生产过程中被控变量需要根据外界变化来实时调节,在设计控制器时充分考虑跟踪轨迹变化的影响。在啤酒发酵罐温度系统仿真研究结果表明设计的控制器能够满足控制需求,保证系统的稳定性和最优性能。     

具有最小相位的非线性时变不确定系统的鲁棒镇定

讨论了含有时变未知参变数或扰动的非线性不确定系统的鲁棒镇定问题。     

不确定线性时变时滞系统的非脆弱鲁棒H￥控制器设计

基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,研究一类时滞区间已知且下限不为零的不确定时变时滞系统的非脆弱鲁棒 H￥控制器设计问题,通过构造合理的Lyapunov-Krasovskii函数,结合一种新的积分不等式的方法,得到该类时滞系统渐近稳定且满足H￥性能指标的时滞相关充分条件,并基于改进的锥补线性化迭代算法（Im-proved Cone Complementary Linearization,ICCL）给出一种具有低保守型的非脆弱鲁棒H￥状态反馈控制器的设计方法,仿真结果说明了该控制器设计方法的有效性。     

多面体不确定系统时滞依赖鲁棒预测控制

将线性状态变换引入连续时间多面体不确定时滞系统中,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,设计时滞相关型鲁棒预测控制器;通过适当选择Lyapunov函数,推导出闭环系统渐近稳定的充分条件,并且该条件是时滞相关的.仿真算例验证了该方法的有效性.     

基于鲁棒一步集的Tube不变集鲁棒模型预测控制

针对一类干扰有界的输入和状态受约束线性离散系统,提出了一种基于鲁棒一步集的Tube不 变集鲁棒模型预测控制方法.首先采用多面体不变集离线设计方法得到基于多面体不变集序列的扩 展终端约束集;然后为了扩大鲁棒模型预测控制的初始状态允许区域,并提高系统的鲁棒性,在扩展终端约束集的基础上,通过引入鲁棒一步集并借助Tube不变集控制策略,设计了基于鲁棒一步集的鲁棒模型预测控制方法,并给出了算法的存在性和稳定性证明. 该方法不仅极大地扩大了初始状态允许区域,而且对有界干扰具有有效的抑制作用,使得受扰系统收敛到以原点为中心的最小鲁棒正不变集内.最后仿真验证了算法的有效性.     

饱和约束系统的鲁棒模型预测控制

针对饱和约束系统提出了一种鲁棒模型预测控制算法,分别考虑了多面体不确定性和结构反馈不确定性.考虑无穷时域的最坏二次性能指标,通过采用带有饱和特性的反馈控制结构,将控制律的求解转化为一个在线的线性矩阵不等式优化问题.初始时刻优化问题的可行性保证了闭环控制系统的鲁棒稳定性.最后的仿真结果说明了算法的优越性.     

时变不确定切换广义系统的鲁棒最优保性能控制

针对一类时变参数不确定切换广义系统,对其鲁棒最优保性能控制问题进行研究,假定其中的时变不确定性项是范数有界的,但不需要满足匹配条件。通过构造广义Lyapunov函数和线性矩阵不等式方法,给出系统鲁棒最优保性能控制器存在的充分条件。进一步,建立一个具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,得到鲁棒最优保性能控制律及闭环性能指标上界。最后用示例说明该方法的有效性。     

离散不确定系统的鲁棒预测控制

对预测控制中模型不确定性的处理一直是预测控制算法亟待解决的问题.考虑一类包含模型不确定性的控制对象模型,提出一种极大极小预测控制器设计方法.在滚动优化的每一步,考虑了状态变量不完全可测的情况,引入动态输出反馈的思想得到一个最坏条件下的性能指标的最优解,以最坏条件下的性能指标为求解优化问题的上界,通过线性矩阵不等式的方法求解凸优化问题.并从理论上证明了所设计的鲁棒预测控制器对不确定模型是稳定的.通过仿真算例的分析,证明了极大极小鲁棒预测控制器设计的有效性.     

带有参数不确定的线性时变系统的鲁棒H∞滤波

本文讨论了带有参数不确定的线性时变系统的鲁棒Ｈ∞滤波问题，同时给出了一种鲁棒Ｈ∞滤波器的设计方法。     

一类不确定非线性系统的鲁棒自适应控制

针对一类输入带有一定的不确定性的非线性系统 ,设计了一种鲁棒自适应控制器。该控制器作用与系统 ,能保证闭环系统信号的全局有界性 ,又能使闭环系统输出任意小。