梯形区域极点配置静态输出反馈可靠控制

针对线性系统,考虑连续增益故障模型,研究了具有执行器故障的梯形区域极点配置的静态输出反馈可靠控制问题。首先,在执行器无故障的前提下,给出使极点能够配置在梯形区域内的充分条件,进而得出系统的静态输出反馈可靠控制率。然后,基于执行器故障,重新设计静态输出反馈可靠控制器,利用求解线性矩阵不等式的方法,完成静态输出反馈可靠控制器的设计。由此可靠控制器构成的闭环系统,使得当执行器发生故障时,也可使闭环系统的所有极点保持在梯形区域内。最后的数值仿真验证了结果的有效性和可行性。     

不确定线性系统区域极点配置静态输出反馈可靠控制

对含有状态不确定项的线性系统,在连续增益故障模型的基础上,提出带有执行器故障的圆形区域极点配置的静态输出反馈的可靠控制问题.首先给出了在不考虑故障时设计控制器使系统保持渐近稳定的充分条件;然后讨论了对于同一系统同一控制器在考虑执行器故障时系统出现不稳定;接下来,针对同一故障模型重新设计静态输出反馈控制器使系统在发生故障后仍保持渐近稳定.利用线性矩阵不等式(LMI),在考虑执行器故障模型的基础上,给出了圆形区域极点配置的静态输出反馈的可靠控制器存在的充分条件.仿真结果进一步说明当系统发生故障时,正常控制的闭环系统极点可能离开所给定的圆形区域,而可靠控制的闭环系统仍然会保持极点在给定的圆形区域内,从而看出对系统进行极点配置的静态输出反馈的可靠控制的必要性.     

基于扇形区域极点配置的静态输出反馈H_∞控制

针对线性定常系统,研究了扇形区域内极点配置的静态输出反馈H_∞控制问题。设计能够达到H_∞性能指标且符合区域极点配置要求的静态输出反馈控制器,以解决外部的扰动和区域对极点的限定问题;利用求解线性矩阵不等式组的方法,将具有H_∞指标约束和区域极点配置要求的静态输出反馈控制器设计问题转化成求一组线性矩阵不等式的可行解问题,借助MATLAB-LMI工具箱进行有效求解,得到了符合要求的可靠控制率,完成了扇形区域内H_∞静态输出反馈控制器的设计(其中的H_∞控制器为次优H_∞控制器)。所得结论不仅能使极点配置在给定的扇形区域内,也能够使闭环系统保持稳定性且达到给定的H_∞性能指标,从而保证了系统的性能,实现了期望的闭环极点。最后的数值仿真验证了本文结果的有效性和可行性。     

一类不确定线性系统区域稳定的可靠控制

针对具有不确定性的线性定常系统,提出了考虑执行器故障的圆盘极点可靠配置问题·在更一般、更实际的执行器故障模型的基础上,给出了将极点配置到指定圆盘内可靠控制存在的充分条件·通过求解LMI完成状态反馈可靠控制器的设计·利用仿真实例验证了本文提出设计方法的可行性,并且通过与不考虑故障和不确定因素的系统比较,进一步说明对系统进行可靠极点配置的必要性·     

基于输出反馈的区域极点配置

该文研究输出反馈情形下线性定常连续及离散系统区域极点配置的统一代数刻划问题,即利用完全参数化方法,设计输出反馈控制器,使闭环极点配置于指定圆形区域内。     

基于动态输出反馈的时滞T-S模糊系统无源可靠控制

目的研究一类时滞T-S模糊系统执行器部件发生故障情况下动态输出反馈的无源可靠控制问题.方法运用Lyapunov稳定性理论、故障替换和线性矩阵不等式(LMI)方法研究了时滞T-S模糊系统的无源可靠控制.结果给出了动态输出反馈无源可靠控制器存在的充分条件,给出了控制器的设计方法,通过求解线性矩阵不等式可以获得输出反馈控制器的系数矩阵.结论采用所设计的可靠控制器,在执行器部件出现故障或状态不完全可测时,均能保证闭环时滞T-S模糊系统鲁棒稳定,保持原有的无源性能指标.最后通过求解数值算例,绘制出闭环模糊系统状态响应曲线,验证了所设计方法的有效性.     

具有动态输出的不确定系统椭圆区域极点配置

针对线性系统,基于Lyapunov稳定性理论,讨论了考虑执行器具有混合故障的系统存在可靠控制器的充分条件,并结合闭环极点配置和线性矩阵不等式完成状态反馈可靠控制器的设计.数值仿真验证了控制器设计方法的可行性.     

抵御执行器故障扰动的二次性能指标可靠控制

针对线性不确定系统,在设计不确定系统保性能问题的基础上,提出了带有执行器故障的二次性能指标可靠控制问题。第一,设计静态输出反馈控制器给出了系统渐近稳定的充分条件,且满足二次性能指标。第二,考虑执行器连续增益故障,此时系统在原静态输出反馈控制器下无法维持原性能甚至是稳定性。第三,利用LMI给出了静态输出反馈可靠控制器且满足二次性能指标的设计方法。此控制器可使线性不确定系统在发生执行器故障后满足二次性能指标且依然保持稳定。最后,根据MATLAB仿真结果证明了该可靠控制器的科学性和严谨性。     

梯形区域极点配置静态输出执行器的容忍区间

可靠控制的理论出现后,有些关于可靠控制器的设计方法也随之而来,一般会考虑假设系统可能出现故障的情况下设计控制器,使系统可靠的同时满足一定性能指标,但此方法不仅增加了系统的保守性,同时也增加了系统的能源消耗,导致成本浪费,所以系统容忍区间的提出就很有必要。若系统受到故障部件影响引起的信号在容忍区间内波动,则系统保持稳定,所以针对线性系统将梯形区域极点配置与静态输出反馈相结合,研究容忍区间的算法。根据执行器的某一条通道的增益偏差模型,利用LMI,提出了梯形极点约束下的执行器容忍区间算法的充要条件,给出各条通道的增益偏差容忍区间的概念。设计者们可以根据给出的定理,经计算得到执行器各个通道的增益偏差容忍区间,减少系统设计的成本。最后利用数值仿真证明了结果的有效性和可行性。     

抵御传感器故障的圆盘极点可靠配置

对于线性系统,研究了考虑传感器故障的圆盘极点可靠控制设计问题.使用了比离散故障模型更实用和一般的连续故障模型,给出了将极点可靠配置在指定圆盘内可靠控制存在的充分条件.通过求解线性矩阵不等式完成动态输出反馈可靠控制器的设计.仿真例子不仅说明了可靠控制的有效性,而且说明了可靠配置的必要性.     

抵御传感器故障的静态输出反馈可靠控制

针对线性系统,研究了考虑传感器增益故障情况下,静态输出反馈可靠控制设计问题。首先,在不考虑故障时,设计控制器,给出了系统保持渐近稳定的充分条件;然后,基于传感器故障,在原有反馈控制器作用下系统无法保持稳定;接下来,利用凸组合方法处理故障,及采用求解LMI不等式的方法对静态输出反馈可靠控制器进行重新设计,使闭环系统在发生传感器增益故障时仍能保持渐近稳定;最后,通过数值仿真验证设计方法的有效性和可行性。     

线性不确定系统具有方差约束的可靠控制

在指定极点区域和状态方差约束的前提下,研究了线性不确定系统的可靠控制问题·采用比离散故障模型更实际和一般的连续增益故障模型,利用LMIs方法在不附带保守性的情况下,给出了可靠控制存在的条件·在执行器故障的情况下,保证一个可接受的方差上界,同时优化无故障情况下系统的性能·仿真例子说明了本文设计方法的有效性,进一步比较正常控制与可靠控制的效果,说明了本文提出方法的必要性·     

时滞不确定系统静态输出反馈可靠控制

针对时滞不确定线性系统,提出了具有执行器故障的静态输出反馈控制问题.首先给出了系统无故障时设计控制器使系统保持渐近稳定的充分条件;然后讨论了对于同一系统同一控制器在执行器发生故障时系统出现不稳定的情况;下一步,针对同一故障模型重新设计静态输出反馈控制器使系统在发生故障后仍保持渐近稳定;最后,数值仿真验证了结果的有效性.     

网络控制系统的输出反馈控制

将网络控制系统描述为具有输入延迟和测量输出延迟系统,给出了系统渐近稳定的定义.提出了零输入系统渐近稳定存在的充分条件,并基于一个李雅普诺夫泛函,提出了输出反馈镇定控制器存在的充分条件,通过输出反馈控制使闭环系统达到二次稳定.采用锥面互补方法,将不具有严格线性矩阵不等式(LMI)条件的非凸可行解问题转化为具有严格LMI条件的非线性最小化问题,得到了求解输出反馈控制器增益参数的静态输出反馈镇定(SOFS)算法.通过一个仿真实例,验证了该算法的有效性.     

Buck变换器线性参数变化模型的增益调度控制

针对开关变换器的输出电压极易受到输入电压或者负载波动的影响,提出一种建立在Buck变换器线性参数变化(LPV)模型基础上的增益调度控制策略.首先,将Buck变换器的小信号模型转换成以负载电阻和输入电压作为变参数的LPV模型,基于LPV的凸分解方法,利用线性矩阵不等式(LMI)技术对凸多面体各顶点分别设计满足H∞和闭环极点配置的反馈控制器,再插值各顶点所设计的反馈控制器,综合得到具有多面体结构的LPV控制器.该方法在线计算量小,容易实现.最后,通过仿真验证了设计方法的有效性,与传统的鲁棒控制策略的控制器相比,所设计的LPV控制器受Buck变换器中输入电压和负载电阻波动影响较小,具有更好的控制性能.     

一类中立时滞系统的带记忆输出反馈H_∞控制

利用Lyapunov-Krasovskii稳定性定理和线性不等式方法,研究了一类线性中立时滞系统的无记忆与带记忆相结合的静态输出反馈H∞控制器的设计问题.基于LMI正定解的存在性,首先对标称系统建立了一个时滞独立型渐近稳定性准则,然后提供了一个使系统达到渐近稳定且满足给定H∞干扰的抑制上界充分条件,最后给出满足设计要求的静态输出反馈控制器存在的充分条件及设计方案.