基于LMI三级倒立摆系统的H∞鲁棒控制

倒立摆系统为典型的快速、多变量、非线性、绝对不稳定系统,且存在不确定因素。针对三级倒立摆系统中所受摩擦的不确定性,采用LMI方法,设计了H∞鲁棒控制器,给出了控制器的求解方法。仿真实验证明,控制方法具有很好的鲁棒稳定性。     

环形二级倒立摆H_∞鲁棒控制器设计及仿真

研究了环形二级倒立摆的平衡控制,首先利用拉格朗日动力学方法建立了环形二级倒立摆的数学模型,分析了系统的稳定性及能控能观性;接着引入H∞回路成形鲁棒方法设计其控制器,但考虑到H∞控制器阶次过高的问题,因此采用最小信息损失方法对设计的控制器进行了降阶。通过仿真验证,证实了降阶后的H∞回路成形控制器对于环形二级倒立摆平衡控制有良好效果。     

具有结构不确定性系统的鲁棒H∞控制器设计

研究了具有结构不确定性系统的鲁棒H∞状态反馈控制,给出了该类系统一种鲁棒H∞控制器的设计方法,把任意能量有界的干扰信号,结构不确定性系统的控制问题转化成了鲁棒H∞控制问题,控制器可以通过解修正的代数黎卡提方程得到。设计例子证明了所给方法的有效性。     

鲁棒H∞控制律在直线伺服系统中的应用

鲁棒H∞控制律用于具有时变不确定性的直线伺服系统控制中，将时变参数不确定系统的鲁棒H∞控制问题，转化成一个等价的、不包含任何参数不确定性的线性时不变系统的标准H∞控制问题；对标准H∞控制问题，可通过求解代数Riccati矩阵方程的对称正定解求得控制器，也就是不确定系统的鲁棒H∞控制器。仿真结果表明，用该方法设计的直线伺服系统，既能保证系统对外部扰动具有良好的抑制作用，又能保证对参数不确定性的鲁棒性。     

一类时滞系统的鲁棒H∞保代价控制

研究一类带随机扰动的时滞系统的鲁棒H∞保代价控制问题.基于线性矩阵不等式给出状态反馈鲁棒H∞保代价控制器存在的充分条件,并设计了满足H∞代价指标的鲁棒H∞保代价控制器,且给定的代价函数存在上界.最后,通过数值算例说明方法的有效性和可行性.     

一类线性串联系统的鲁棒H∞控制

对于单级线性系统的鲁棒H∞ 控制器设计 ,只需求解一个代数Riccati方程就能得到其状态反馈阵 .运用这样的状态反馈控制 ,既能保证整个闭环系统是鲁棒稳定的 ,又能达到抑制干扰的效果 .在设计单级线性系统的鲁棒H∞ 控制器的基础上 ,设计出具有串联结构的线性系统的鲁棒H∞ 控制器 ,证明了对于具有两级串联结构的线性系统 ,可分别设计两个简单的单级系统的鲁棒H∞ 控制器 ,通过求解两个Riccati方程 ,得到整个系统的控制器 ,此分段设计方法能保证整个系统在H∞ 范数界约束下二次型稳定     

参数不确定性一般奇异周期系统的鲁棒H_∞控制

针对状态矩阵带有不确定性的一般奇异周期系统的鲁棒H∞控制问题,采用广义Lya-punov不等式和线性矩阵不等式(LMI)分析方法,提出了参数不确定的一般奇异周期系统鲁棒H∞稳定和鲁棒H∞可镇定概念,获得了该类系统鲁棒H∞稳定的充要条件.通过对系统引入一个状态反馈,得到了该类系统鲁棒H∞可镇定条件,并给出了一个鲁棒H∞控制器的设计方法,所得结论是奇异系统鲁棒H∞控制研究成果向一般奇异周期系统的自然推广.最后,通过数值算例验证了设计方法的有效性.     

基于连续故障模型的不确定线性系统的鲁棒容错H∞控制

针对线性不确定系统执行器故障时鲁棒容错H∞控制.对参数不确定线性系统的鲁棒容错H∞控制控制器的设计.利用线性矩阵不等式(LMI),给出了不确定线性系统对执行器故障保持渐进稳定,且满足给定干扰衰减指标的鲁棒容错H∞控制器存在的充分条件.数值例子表明了该设计方法的有效性.     

随机网络控制系统的H∞控制

目的 建立更加符合实际的网络控制系统模型,探讨随机网络控制系统的随机鲁棒均方指数稳定和鲁棒H∞控制问题.方法 运用随机控制、Ito微分、线性矩阵不等式(LMI)和Lya-punov稳定性理论,推导出改进的网络控制系统鲁棒均方指数稳定且满足H∞性能的充分条件及H∞控制器的设计方法.结果 提出了同时具有网络诱导时延、数据包丢失和随机扰动等各因素下的网络控制系统模型,分析了该模型随机鲁棒均方指数稳定且满足H∞性能的充分条件,并给出相关控制器的设计方法.结论 通过控制器的设计,使具有扰动的网络控制系统性能有很大的改善,通过Matlab仿真证明该推导方法和结果行之有效,并且结果具有更小的保守性.     

混合PID/H∞鲁棒最小能量飞行控制系统设计

针对系统矩阵和控制矩阵参数不确定性控制问题,提出满足二次稳定和二次性能指标的H∞鲁棒控制器设计方法。以此方法为基础,采用区间模型描述飞行器动力学参数变化特征,给出一种能够满足二次稳定和二次性能指标要求的混合PID/H∞鲁棒最小能量飞行控制系统方案,仿真验证了控制器设计方法和混合PID/H∞鲁棒最小能量飞行控制系统的可行性。     

一类线性离散系统H∞鲁棒容错控制器设计

从不确定线性离散控制系统的传感器或/和执行器等部件极易发生故障的实际情况出发,对这类控制系统的鲁棒容错控制器设计问题作了研究.在假设传感器和执行器同时发生故障的情况下,基于状态反馈思想和H∞鲁棒控制理论,通过求解一个代数Riccati方程得到H∞鲁棒容错状态反馈控制律.因此,由该设计方法得到的控制律同样适用于传感器和执行器分别出现故障的情况.并通过仿真实例来验证该H∞鲁棒容错控制律不仅对不确定性和扰动具有H∞鲁棒性能,而且对传感器或/和执行器故障具有容错性能,从而说明该控制器设计方法的正确性和有效性.     

基于Rodrigues参数的飞行器姿态鲁棒控制

利用修正的Rodrigues参数对刚体姿态和姿态误差的构形空间进行参数化，在非线性H∞控制的框架内，研究了飞行器姿态的鲁棒控制问题，设计了一个用于飞行器姿态控制的鲁棒跟踪控制器。数值仿真结果表明，本文所设计的控制器对飞行器结构参数的不确定性具有鲁棒性。     

不确定离散切换系统的鲁棒D-稳定性与H_∞控制

针对一类子系统为不确定离散时间系统的切换系统,研究系统的鲁棒D-稳定性与H∞控制.根据多李亚普诺夫函数法,以LM I的形式给出了在任意切换信号作用下,不确定离散切换系统同时具有鲁棒D-稳定性和H∞性能的充分条件.进而给出了保证闭环不确定系统具有鲁棒D-稳定性和H∞性能的状态反馈控制器的设计方案.仿真算例说明控制器设计方案的可行性与有效性.     

一类线性离散系统H∞鲁棒容错控制器设计

从不确定线性离散控制系统的传感器或／和执行器等部件极易发生故障的实际情况出发，对这类控制系统的鲁棒容错控制器设计问题作了研究。在假设传感器和执行器同时发生故障的情况下，基于状态反馈思想和H∞鲁棒控制理论，通过求解一个代数Riccati方程得到H∞鲁棒容错状态反馈控制律。因此，由该设计方法得到的控制律同样适用于传感器和执行器分别出现故障的情况。并通过仿真实例来验证该H∞鲁棒容错控制律不仅对不确定性和扰动具有H∞鲁棒性能，而且对传感器或／和执行器故障具有容错性能，从而说明该控制器设计方法的正确性和有效性。     

具有不确定和时变时滞的离散切换系统的鲁棒H_∞可靠控制

针对执行器可能发生失效情形,研究一类具有不确定及时变时滞的离散切换系统鲁棒H∞可靠控制问题。假定每个单一的子系统都不能使系统实现鲁棒H∞可靠控制,利用多Lyapunov函数理论,得到切换状态反馈策略下问题可解的充分条件及相应的切换律、鲁棒H∞可靠切换控制器的设计方案。最后使用仿真算例以验证设计方法的有效性。     

一类离散广义时滞系统的鲁棒控制问题

基于LMI方法,对离散广义时滞系统的鲁棒H2控制问题及鲁棒H∞控制问题进行了研究,寻找一个可容许的控制器使得闭环系统是容许的且H2性能指标的上界达到最小,及H∞范数小于一个给定的常数。     

一类离散Markov跳跃系统基于状态观测器的鲁棒H_∞控制

研究了具有不确定性的模式依赖时滞离散Markov跳跃系统基于状态观测器的鲁棒H∞控制问题。目的是构建依赖于系统模式的观测器和控制器,使得闭环系统是随机稳定的且具有较好的H∞干扰抑制性能。通过选取合适的随机Lyapunov函数,利用线性矩阵不等式,给出了鲁棒H∞控制器存在的时滞依赖条件。基于锥补线性化算法对控制器进行求解,得到了模式依赖观测器和控制器。最后通过数值仿真证明了本文方法的可行性。     

非线性动态系统的模糊神经网络自适应H∞鲁棒控制

针对非线性动态系统不稳定性,提出了一种基于模糊神经网络的H∞鲁棒直接自适应控制方法,通过设计非线性动态系统的H∞控制器,采用模糊神经网络在线学习对动态系统的建模不确定性产生的误差,可保证不确定闭环稳定并具有H∞性能,并证明了模糊神经网络H∞鲁棒直接自适应控制系统的稳定性,仿真算例也表明了该方法具有较好的抗干扰性能、鲁棒性较好.     

直线伺服系统鲁棒H∞控制器设计

对具有时变不确定性的直线伺服系统提出鲁捧H∞控制器的设计方法．将时变参数不确定系统的鲁棒H∞控制问题转化成一个等价的、不包含任何参数不确定性的线性时不变系统的标准H∞控制问题；对标准H∞控制问题，可通过求解代数Riccati矩阵方程的对称正定解求得控制器，也就是不确定系统的鲁捧H∞控制器．用该方法设计了直线伺服系统控制器．     

一类多时延网络控制系统的稳定性分析和鲁棒H_∞控制

针对一类具有外加扰动的多时延网络控制系统(NCSs),讨论了其稳定性条件和鲁棒H∞控制器设计问题。将采样率、网络诱导时延和丢包转化成系统的时变状态时延,建立系统在连续时域里的多输入多输出(MIMO)数学模型;再利用Lyapunov稳定性定理和自由权矩阵的方法,通过求解若干线性矩阵不等式(LMI),得到该网络控制系统的最大允许时滞上界(MADB)和稳定性条件,然后利用这一条件和非线性最小化方法,导出基于迭代算法的鲁棒H∞状态反馈控制器的设计方法;最后,通过小车倒立摆系统对所推导的稳定性条件和鲁棒H∞控制器设计方法进行了仿真验证,结果表明该方法有效。