2-D Roesser模型状态反馈特征结构配置

基于Sylvester矩阵方程的显示通解提出了上(下)块三角的状态反馈特征结构配置的参数化方法。给出了状态反馈控制律及闭环特征向量的参数化表达式,它们都依赖于参数向量{f1ijk}及{f2ijk},这组参数向量表征了系统的设计自由度,通过合理地选择这些自由度可以满足系统的其它性能指标,为系统的进一步设计提供了方便。数值例子显示了其有效性。     

二阶动力学系统部分特征结构配置设计的完全参数化方法

考虑了一类二阶动力学系统的部分特征结构配置问题,其目的是设计比例加微分状态反馈律,该控制律只配置开环系统的部分特征值及其特征向量,而保持其余特征值及其特征向量不变.在可控条件下,给出了状态反馈增益阵和闭环系统部分特征向量矩阵的一种简单、完全参数化表达式,其所含自由参数向量和待配置的特征值均可看作该方法提供的设计自由度.该参数化方法直接基于原系统矩阵,故其简单性为系统设计提供了便利.数值例子表明了所提部分特征结构配置参数化方法的有效性.     

二阶线性系统特征结构配置的完全参数代分法

考虑二阶线性系统q-Aq-cq=Bu在比例加微分反馈控制下的特征结构配置问题,在[A B]能控的条件下,给出了闭环特征向量矩阵及反馈增益矩阵的一种非常简单的完全参数表达式.所提出的方法无须进行系统增方或变换,直接基于原系统的数据A,B,C,因而主要涉及n-维矩阵的运算,两个例子说明了有效性.     

鲁棒保性能切换控制器设计在BTT导弹中的应用

研究一类离散切换系统的鲁棒保性能状态反馈控制器设计问题.利用切换Lyapunov函数和线性矩阵不等式方法,得到了鲁棒保性能控制器存在的一个充分条件,给出了控制器的参数化表示,并将次优保性能控制器的设计问题转化为基于线性矩阵不等式约束下的凸优化问题.最后将所提理论应用于某型BTT导弹自动驾驶仪设计中,说明了所提设计方法的有效性.     

二阶动力学系统的P-D反馈鲁棒极点配置

考虑二阶动力学系统中比例加微分反馈的鲁棒极点配置问题,即求取一比例加微分反馈控制器,在满足闭环系统特性要求的前提下,使得闭环系统特征值关于参数摄动具有最小的灵敏度.基于特征结构配置参数化结果,该问题可转化为含有约束条件的优化问题.给出求解该控制问题的算法,直接基于二阶动力学系统原型,只涉及n-维矩阵计算,便于工程应用.三级质量弹簧系统的仿真表明所提方法的有效性.     

增益调度设计的参数化方法及其在导弹控制系统中的应用

根据参数化特征结构配置方法,针对传统的增益调度设计采用了一种新的插值技术,即特征向量插值.该方法充分利用了特征结构配置的全部自由度,通过合理选择特征值和自由参量,不仅使局部控制器达到了系统的设计指标,而且实现了控制器间的平滑切换.最后,将该方法应用于某BTT导弹自动驾驶仪的设计.仿真结果表明,该方法不仅保证了闭环系统的稳定性,而且能够有效地抑制抖动.     

基于观测器输出反馈奇异时滞系统的同时H_∞控制（英文）

讨论了单个控制器同时镇定一组时滞奇异系统的问题.通过引入Lyapounv-Krasovskii泛函,给出所设计的同时镇定控制器的充分条件,保证了奇异时滞闭环系统的正则、无脉冲、稳定且具有H∞性能.利用基于观测器的状态反馈和状态反馈控制相结合的方法得到闭环时滞奇异系统同时H∞控制的充分条件,明确地给出了输出反馈控制律的表达式.所得控制器可由一组线性矩阵不等式求解得出,避免了矩阵分解.最后,由仿真算例说明该方法的可行性.     

不确定多状态变时滞线性切换系统的H■记忆输出反馈控制

基于公共Lyapunov泛函、Schur补引理及矩阵不等式方法,讨论了一类不确定多状态变时滞线性切换系统的输出反馈问题.在切换状态输出反馈策略下,得到了鲁棒H■控制性能要求下可行解存在的充分性判据,为系统的综合提供了可行性判据.设计了有记忆的输出反馈控制器以及切换规则,为系统的稳定性分析及控制器的综合提供了更多自由度.通过数值仿真,验证了所得结论的有效性和实用性.     

不确定离散广义时滞系统的鲁棒H2控制

基于线性矩阵不等式法讨论了不确定离散广义时滞系统的鲁棒H2控制问题.目的是设计一个可容许的状态反馈控制律,对系统所有容许的不确定参数,使得闭环系统是容许的且满足所要求H2性能,即闭环系统的H2范数小于一个给定的正数γ.在分析的基础上,给出了该问题可解的一个矩阵不等式的充分条件及控制器的一个代数表达式.     

一种基于优化的参数化鲁棒极点配置方法

研究时不变线性系统状态反馈鲁棒极点配置问题,首先提出了一种新的衡量系统鲁棒性的目标函数,该目标函数定量考虑了不确定性对闭环系统特征值的影响.然后通过对某些矩阵进行奇异值分解得到闭环特征向量和状态反馈矩阵的参数表达式.基于提出的目标函数和闭环特征向量矩阵的参数解,给出了目标函数梯度的显式表达式,从而可以用成熟的基于给出梯度信息的优化方法对目标函数进行优化而得到最优解.通过实际例子和现有方法的比较,结果显示了本方法的有效性.     

高超声速跳跃式飞行器的鲁棒控制

主要考虑高超声速飞行器的控制问题。飞行器将实现跳跃式机动飞行,并在较低的高度和超声速范围内释放载荷,实现对目标的精确打击。基于鲁棒参数化方法,采用特征结构配置和模型参考跟踪理论设计飞行器姿控系统的鲁棒控制器,完成对于制导信号的快速跟踪,使飞行器以高超声速进行飞行。给出了高超声速飞行器的六自由度仿真结果,验证了设计方法的有效性。     

基于特征结构配置的二阶动力学系统模型匹配问题

考虑一类二阶动力学系统的模型匹配问题。基于Jordan标准分解将二阶动力学系统的模型匹配问题转化为特征向量匹配问题,即设计一比例加微分控制律,使闭环系统的特征向量与目标系统的特征向量充分接近。利用二阶动力学系统的特征结构配置参数化结果,给出了匹配问题的最小二乘解及求解该匹配问题的算法。数值例子表明了该算法简单且有效。     

鲁棒状态反馈特征结构配置

在文献[8]的基础上提出鲁棒状态反馈特征结构配置问题。以矩阵Sylvester方程的显式通解为基础,将问题转化为含有系统自由参数的带有约束条件的优化问题。给出求解优化问题的所有梯度公式。本方法可使闭环极点在一定的希望区域内参与优化,这样既可有效地顾及到系统的性能又适用于单输入或单输出系统,仿真例子说明了设计方法的有效性。     

导弹俯仰通道制导与控制一体化设计

对导弹制导与控制一体化进行了研究。首先建立了俯仰通道的制导控制一体化状态模型,然后利用特征结构配置方法,设计了导弹制导与控制一体化状态反馈控制律,所设计的控制器一方面保证导弹打击精度,另一方面保证导弹的控制回路的稳定。最后,进行了导弹非线性数值仿真,验证了所提的制导控制一体化策略的有效性,从仿真结果上看,打击精度是很高的。