一类离散不确定系统的状态反馈控制问题

研究了一类离散不确定系统的状态反馈控制问题。通过将系统的鲁棒控制器解存在的充分条件转化为一类极小极大的优化命题，给出了一种简便而有效的最优鲁棒控制器的设计方法。为了克服最优鲁棒控制器设计的保守性，还通过定义最小状态反馈系数矩阵将反馈控制器的系数矩阵的增益设计到最小的程度。     

具有跟踪鲁棒性能的H∞最优预见控制

研究了一类不确定离散时间系统的鲁棒H∞预见控制问题。其中采用一种新的方法构造扩大误差系统,避免对时变的系数矩阵取差分,从而成功构造简化的扩大误差系统。然后针对所求得的不确定系统的扩大误差系统,通过引入带有预见作用的状态反馈,研究鲁棒H∞保成本控制问题,得到确保鲁棒H∞控制器存在的充分条件及H∞状态反馈控制器的设计方法。该条件可以通过求解一个线性矩阵不等式优化问题而实现。所得控制器回到原系统就得到带有预见作用的最优预见控制器。而且,通过引入积分器,实现闭环系统对目标值信号的鲁棒无静差跟踪。最后的数值算例说明了本文理论的有效性。     

分散鲁棒H∞输出反馈控制器设计

针对一类状态矩阵、控制矩阵及关联矩阵存在数值界不确定性关联大系统,研究其分散鲁棒H∞输出反馈控制器设计问题.基于有界实引理将存在鲁棒分散H∞输出反馈控制器的条件归结为一组含有非线性矩阵不等式的求解问题,采用同伦思想和舒尔补引理,提出了在每一步通过固定不同参数将非线性矩阵不等式转化为线性矩阵不等式的迭代求解控制器的方法.所得控制器能使闭环关联大系统鲁棒稳定,并且满足给定的H∞性能指标.最后通过一个数值例子说明该设计方法的有效性.     

一类不确定脉冲时滞系统的指数镇定

针对一类不确定脉冲时滞系统的鲁棒控制问题,通过设计鲁棒状态反馈控制器以消除脉冲扰动和时滞对系统的影响,从而使系统稳定.为此基于Lyapunov稳定性理论,选取适当的Lyapunov函数并结合Riccati方程以及线性矩阵不等式技术,设计状态反馈控制器,使得闭环系统实现鲁棒指数稳定.通过求解线性矩阵不等式给出鲁棒控制器的设计方法,最后通过数值例子说明方法的有效性.     

线性区间系统的鲁棒非脆弱H∞控制

讨论了一类区间系统的鲁棒非脆弱H∞状态反馈控制问题．考虑的非脆弱控制器其控制器参数在未知的区间内波动但波动幅度已知,该形式的控制器等效描述类似于范数有界摄动形式的非脆弱控制器,基于线性矩阵不等式方法,给出了鲁棒非脆弱H∞状态反馈控制方案,所设计的控制器在给定区间内波动时保证闭环系统稳定且满足给定的H∞性能指标,数值例子表明了H∞上述设计方法的有效性。     

基于观测器的一类Lipschitz非线性系统鲁棒控制器的设计

讨论了一类Lipschitz非线性系统基于观测器的鲁棒镇定问题,所考虑的系统具有非线性时变扰动项,设计了状态观测器与状态反馈控制器使得其能够镇定一类Lipschitz非线性系统.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMIs)方法,给出了该系统基于观测器的鲁棒镇定的充分条件,并通过求解LMIs构造了系统鲁棒稳定的基于观测状态反馈的控制器,所得结果减少了控制器设计的盲目性.最后,通过仿真实验证明了该方法的可行性.     

一类非线性不确定系统的鲁棒镇定

由于实际中的一类非线性不确定系统可以建模为具有状态矩阵和输入矩阵不确定性并受非线性摄动的线性系统,将这类系统的鲁棒镇定问题转化为求解一个线性系统的H∞状态反馈控制问题。结果表明:若该H∞状态反馈控制问题有解,则原系统可以通过状态反馈实现鲁棒镇定。给出了状态反馈矩阵,还进一步给出了具体的仿真实例。仿真结果表明:该理论是可行的,且控制器实现了对这类非线性不确定系统的鲁棒镇定。     

区域极点和多重输出约束下的离散时间系统保性能控制

对于范数有界参数不确定线性离散时间系统,设计鲁棒状态反馈控制器,使得对所有允许的不确定性,闭环系统极点均落在给定的圆形稳定区域中,系统的某些输出指标满足给定的约束,且系统的性能指标具有最小上界.基于Lyapunov稳定性理论及线性矩阵不等式(LMI)方法,给出鲁棒次优保性能状态反馈控制器存在的充分条件,进而提出最优保性能控制器的设计方法.通过数值算例验证该方法的可行性.     

时滞不确定关联大系统的鲁棒镇定问题

基于一类时滞不确定关联大系统的鲁棒镇定问题，设计了一种鲁棒控制器；通过线性矩阵不等式分别对子系统设计了无记忆分散状态反馈控制器，从而使得整个时滞不确定关联大系统渐近稳定．文中通过数值举例说明了本定理的可行性。     

一类不确定非线性系统的鲁棒稳定控制器的设计

运用微分流形的分布为工具，先将一类多输入多输出不确定非线性系统通过对角状态反馈变换为一个状态矩阵为区间矩阵的不确定线性系统，把非线性系统的不确定性和对角状态反馈变换误差转化为区间矩阵。再对区间矩阵系统应用实对称矩阵集合的最小上界定理进行鲁棒控制器设计，从而达到对原非线性系统的鲁棒稳定控制。最后通过一个算例验征了该方法的有效性。     

具有时变不确定性的广义系统的鲁棒H∞控制

研究具有一般形式的不确定广义系统的鲁棒H∞状态反馈和动态输出反馈控制器的设计问题·基于广义二次H∞性能概念,利用线性矩阵不等式,首先证明了如果存在鲁棒H∞动态状态反馈控制器,则必存在鲁棒H∞静态状态反馈控制器,然后给出鲁棒H∞静态状态反馈控制器存在的充要条件及构造方法,最后给出鲁棒H∞动态输出反馈控制器存在的充分条件以及相应的控制器构造·     

Delay-dependent robust H∞ control for a class of uncertain switched systems with time delay

For linear switched system with both parameter uncertainties and time delay, a delay-dependent sufficient condition for the existence of a new robust H infinity feedback controller was formulated in nonlinear matrix inequalities solvable by an LMI-based iterative algorithm. Compared with the conventional state-feedback controller, the proposed controller can achieve better robust control performance since the delayed state is utilized as additional feedback information and the parameters of the proposed controllers are changed synchronously with the dynamical characteristic of the system. This design method was also extended to the case where only delayed state is available for the controller. The example of balancing an inverted pendulum on a cart demonstrates the effectiveness and applicability of the proposed design methods.     

一类离散奇异Markovian跳变系统的非脆弱H∞控制

本文研究了一类离散奇异Markovian跳变系统的非脆弱H∞问题．首先针对标称离散奇异Markovian跳变系统,得到考虑控制器参数摄动后不确定闭环系统的关于鲁棒随机可容许性及H。扰动衰减性能分析的结论;然后推导出标称离散奇异Markovian跳变系统非脆弱H∞控制器的设计方法,该方法表明可通过求解一组耦合线性矩阵不等式来构建非脆弱H∞控制器;最后将标称系统的结果进一步推广到考虑系统不确定性的鲁棒非脆弱H∞控制器设计．     

不确定时滞线性系统的鲁棒镇定问题

针对过程控制中普遍存在的时滞和不确定现象,应用Lyapunov稳定方法和Riccati方程方法研究了存在滞后的不确定线性系统的鲁棒镇定问题,其中的不确定性是时变有界的,不要求满足“匹配条件”;获得了一类不确定线性时滞系统用状态反馈控制器进行鲁棒镇定的充分条件.该充分条件以线性矩阵等式存在对称正定解的形式给出,通过求解代数Riccati方程的对称正定解构造线性状态反馈稳定化控制器.最后给出了算例,结果证明了对于不确定线性时滞系统,应用该方法构造的线性状态反馈稳定化控制器,可使闭环系统渐近稳定.     

不确定模糊系统的有限时间鲁棒H_∞控制

讨论了一类不确定非线性模糊系统的控制问题,针对能量有界的输入干扰,设计了基于状态反馈的有限时间鲁棒H∞控制器。基于鲁棒控制理论,通过对状态反馈系统的分析,提出了使得系统既符合有限时间稳定又满足H∞控制指标的控制器存在条件。结合构造的Lyapunov-Krasovskii函数和线性矩阵不等式理论,给出了控制器存在的可行性描述。基于有限时间稳定性理论设计的鲁棒H∞控制器,使系统具有有限时间稳定,抑制干扰强,满足给定范数指标的特点。仿真实例说明了该设计方法的有效性。     

线性时滞不确定系统的时滞相关鲁棒镇定

讨论了同时具有输入时滞与状态时滞的不确定线性系统的时滞相关鲁棒镇定问题.运用矩阵分解思想和Lyapunov-Karsovskii泛函方法,在处理V的导数时添加一个恰当的0项,引入自由权矩阵,基于LMI方法获得了系统经无记忆状态反馈后可鲁棒镇定的时滞相关充分条件,同时获得了具体的控制器设计方法.数值例子说明所得结论具有较小的保守性.     

不确定广义系统鲁棒容错控制

针对一类不确定性广义系统,运用线性矩阵不等式方法,给出了一种鲁棒容错控制器设计方法。利用该方法设计的闭环系统,对执行器发生故障具有完整性,而且对所有的容许的参数不确定性具有鲁棒性。最后用一个数值例子验证了该设计方法的有效性。