精细积分在时滞车辆悬架最优控制中的应用

针对车辆悬架系统中状态和输入存在时滞的最优控制问题,结合科茨求积分和线性插值的精细积分法,将系统的状态方程引入到Hamilton体系下进行研究.依据最优滤波问题和带有时滞的观测器的双重准则,将时滞问题转换成非时滞问题,从而在全状态下对其方程进行精细积分求解.对带有时滞的114车辆悬架模型进行数值仿真,并与经典的数值算法进行比较分析.仿真结果表明,该方法具有很高的计算精确度和稳定性,并为车辆悬架系统的动力学分析提供了新的方法和手段.     

一类不稳定时滞过程的最优控制

本文对控制能量存在约束条件下一类不稳定时滞过程的最优控制问题进行了探讨. 首先基于不稳定过程的互质分解, 由敏感度函数和控制敏感度函数定义了一个包含跟踪误差和控制能量在内的性能指标, 然后应用谱分解最小化该性能指标, 从而为一类不稳定时滞过程导出了一种最优的控制器设计方法, 可使系统在控制能量存在约束时获得最优的控制性能. 仿真研究进一步说明了该方法的有效性.     

广义系统的时滞依赖静态输出反馈控制

针对一类不确定线性广义时滞系统,给出了静态输出反馈控制器的设计方法.首先基于标称广义时滞系统的稳定条件,以受限线性矩阵不等式形式,给出闭环广义时滞系统正则、无脉冲且渐近稳定的充分条件,同时利用受限矩阵不等式的可行解给出静态输出反馈控制律的一个参数化表示;其次,利用矩阵的正交补,把求受限线性矩阵不等式的可行解问题转化为求严格线性矩阵不等式(LMIs)的可行解;最后应用数值实例说明了所给方法的有效性和正确性.     

基于谱分解的中立型时滞系统观测器

针对线性中立型时滞系统, 利用线性算子半群的谱分解理论进行观测器设计. 在中立型项的范数小于一的条件下, 利用谱理论并结合投影算子, 将无穷维系统解的相空间分解为有限维不稳定广义特征子空间和无限维稳定广义特征子空间的直和. 进而利用线性算子半群的无穷小生成元得到具有积分微分形式的观测器方程, 并证明了观测器误差方程的渐近稳定性. 数值实验证实了所提设计方法的有效性.     

一类不确定离散切换模糊时滞系统的鲁棒非脆弱控制

针对一类不确定离散切换模糊时滞系统,研究了在控制器增益存在摄动情况下的稳定性问题.利用切换技术和多Lyapunov函数方法,并以矩阵不等式形式给出了非脆弱状态反馈控制器存在的充分条件和切换律设计.最后通过数值仿真算例验证了设计方法的有效性和可行性.

     

基于模糊T-S模型的非线性系统的H∞鲁棒容错控制

研究一类具有不确定和时滞的非线性系统的H鲁棒容错控制问题.采用T-S模糊模型来描述非线性系统,在系统执行器失效的情况下,建立故障矩阵模型;通过引进自由加权矩阵,基于Lyapunov稳定性理论和LMI(线性矩阵不等式)方法,给出系统H鲁棒容错控制器存在的充分条件,保证了系统的鲁棒稳定性,仿真实例验证了该方法的有效性.     

不确定时滞系统执行器故障模式下的满意容错控制

针对含有不确定参数的离散时滞系统,在执行器增益故障情况下,研究了含时滞记忆的状态反馈满意容错控制器的设计问题.在采用合理的执行器故障描述条件下,分别给出了无外界扰动输入时含有时滞记忆和无时滞记忆状态反馈鲁棒容错控制器的存在条件,进一步给出了在H_∞扰动衰减指标约束下,含有时滞记忆和无时滞记忆状态反馈鲁棒容错控制器的设计方法.仿真算例验证了该方法的有效性.

     

基于观测器的不确定广义时滞系统鲁棒预测控制

针对一类不确定广义时滞系统,讨论了其基于观测器的鲁棒预测控制问题,给出了系统观测器型预测控制器的设计方法.通过构造带有误差项的Lyapunov函数,应用线性矩阵不等式,将无穷时域二次性能指标"min-max"优化问题转化为凸优化问题,得到了鲁棒预测控制器存在的充分条件和显式表达式.证明了优化问题在初始时刻的可行解能保证广义闭环系统渐近稳定且正则无脉冲.仿真实例验证了所提出方法的有效性.

     

一类含有输入时滞的不确定切换系统的鲁棒指数镇定

针对一类含有输入时滞的不确定切换系统,讨论了鲁棒指数镇定问题,提出了可行的切换控制器和切换信号的设计方法．首先,运用还原法将具有时滞的切换系统转化为无时滞的切换系统;然后,基于线性矩阵不等式,给出了系统在切换控制器和切换信号作用下鲁棒指数可镇定的充分条件,并利用多Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数方法给出了定理的详细证明;最后,利用数值仿真例子验证了该方法的有效性．

     

时滞依赖不确定线性系统的鲁棒H∞控制

针对一类不确定性不满足匹配条件的具有时滞依赖不确定线性系统,研究了鲁棒H∞控制器的设计问题。基于线性矩阵不等式方法,通过构造合适的Lyapunov函数,给出了鲁棒H∞状态反馈控制器存在的充分条件,并通过求解相应的线性矩阵不等式完成了控制器的设计。仿真结果表明,所设计的控制器对所有容许的不确定性不仅使闭环系统渐近稳定,又能保证闭环系统满足一定的H∞性能指标,具有较好的抑制扰动的效果。