一类非线性系统的基于观测器的H~∞输出反馈设计

某些非线性系统可以通过全局线性化方法 ,转化为线性时变系统 ,因而可通过研究全局线性化后的线性时变系统来处理非线性系统的相关问题 .基于这一思路 ,利用线性微分包含的概念 ,对一类可化为多胞型线性微分包含的非线性系统 ,给出其基于观测器的 H∞输出反馈设计方法 ,得到的反馈控制律能使闭环系统内稳且具有 H∞干扰衰减 .文中对双边投影引理和 Finsler引理进行了扩展 ,从而可以处理基本矩阵不等式中块对角矩阵的消去问题 .利用这一结果 ,把基于观测器的 H∞ 输出反馈设计的一充分条件化为线性矩阵不等式 (L MI) ,进而利用已有的L MI工具箱对控制律进行求解 .从而避免了采用非线性系统设计的一般方法时必须面对的求解 Ham ilton- Jacobi不等式或等式方程的困难 .     

非线性系统H_∞模糊输出反馈容错控制

研究了一类含有执行器故障的非线性系统的H∞模糊输出反馈容错控制问题.采用T-S模糊模型对非线性系统进行建模,用模糊观测器重构系统状态.针对设计过程中的双线性矩阵不等式问题,采用相似变换法将其转化为线性矩阵不等式(LMI)问题.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出了H∞模糊输出反馈容错控制器存在的充分条件.通过求解由一组LMI所表示的凸优化问题可以得到次优H∞模糊反馈容错控制器.所设计的控制器可保证系统在故障时满足给定H∞性能约束下,使正常情况下的H∞性能最优.最后通过对小车倒立摆系统的仿真验证了该设计方法的有效性.     

不确定广义时变时滞系统的鲁棒H_∞控制

针对具有时变时滞和线性分式参数不确定性广义系统,研究基于状态反馈的鲁棒H∞控制问题.利用增广Lyapunov泛函并结合自由权矩阵方法,保留了Lyapunov泛函导数中的时滞上界信息,得到时变时滞广义系统的一个新的有界实引理(BRL).在此基础上,给出不确定广义时变时滞系统H∞状态反馈控制律的一个直接设计方法.所给结果均以严格线性矩阵不等式(LMI)表示.数值实例表明了结果的有效性和较小保守性.     

一类非线性中立型时滞系统的鲁棒H∞控制

研究了一类带有非线性摄动的中立型时滞系统的鲁棒H∞控制问题,时滞是时变的,非线性摄动满足全局Lipschitz条件.通过所构造的新的Lyapunov-Krasovskii泛函,依据Lyapunov稳定性定理,设计一个线性无记忆的状态反馈控制器,使得相应的闭环系统在非线性摄动存在情况下是稳定的,且满足H∞性能指标,并基于线性矩阵不等式(LMI)方法,求解相应问题.     

不确定大系统分散鲁棒H∞控制的LMI方法

针对一类由N个子系统构成且存在参数不确定性的大系统,研究其分散鲁棒H∞控制器的设计方法.目标是分别设计状态反馈控制器和基于状态观测器的输出反馈控制器,使大系统在允许的参数不确定时鲁棒稳定,并且满足H∞性能指标.采用线性矩阵不等式(LMI)的方法,分别给出了状态反馈和输出反馈分散H∞控制器存在的充分条件,利用LMI控制工具箱可方便地求解.仿真结果表明了该方法的有效性和优越性.     

基于观测器的非线性广义马尔科夫跳变时滞系统的鲁棒H_∞控制

研究了非线性广义Markov跳变时滞系统的H∞控制问题.得到了增广系统全局指数稳定且具有H∞性能指标的基于观测器的反馈控制器存在的充分条件.通过求解线性矩阵不等式得到了控制器和观测器的增益矩阵.最后用数值算例验证了所提出设计方法的有效性.     

连续时间正系统的静态输出反馈鲁棒H∞控制

利用有界实引理和线性矩阵不等式技术,得到了连续时间正系统静态输出反馈H_∞控制问题可解的一个充要条件。在此基础上给出了连续时间正系统存在静态输出反馈鲁棒H_∞控制器的一个充分条件,所得条件均由带有矩阵等式约束的线性矩阵不等式给出。H_∞控制器增益矩阵可利用锥补线性化技巧来求解。最后,作为静态输出反馈的一种特殊情形,得到了状态反馈控制器存在的一个充分条件,并通过数值仿真验证了结论的正确性。     

时变时滞的Lurie控制系统的 H∞状态反馈控制器的设计

针对一类状态和控制输入同时存在的具有时变的Lurie控制系统,利用Lyapunov泛函和线性矩阵不等式(LMI),研究了该系统的渐近稳定性及H∞状态反馈控制器的设计问题,给出系统无记忆渐近稳定且具有H∞性能的一个LMI条件.通过对受条件约束的线性矩阵不等式的描述,给出系统存在γ次优状态反馈H∞控制律的设计方法.利用Matlab工具箱给出一个算例,验证了设计方法的优越性和有效性.     

采用同伦算法的分散输出反馈控制器设计

针对一类状态矩阵和输入矩阵中存在数值界不确定性的时滞关联大系统,研究其分散鲁棒输出反馈控制器设计问题.基于一个时滞依赖有界实引理,将系统鲁棒分散H∞动态输出反馈控制器的解归结为一个非线性矩阵不等式的求解问题;选取适当的同伦函数来表示该非线性矩阵不等式,采用同伦迭代算法及Schur补引理,将求解非线性矩阵不等式转化为线性矩阵不等式的迭代求解问题.所得的控制器能使闭环大系统鲁棒稳定,并满足给定的H∞性能指标.仿真算例验证了该方法的有效性.     

不确定关联大系统的自适应H_∞控制

研究一类具有时滞的非线性不确定关联大系统的鲁棒控制问题.假设不确定时变参数为半线性系统结构的有界输出,通过对时变不确定参数设计自适应律,从而对不确定参数进行估计,并且使系统满足H∞扰动衰减度.利用线性矩阵不等式(LMI)方法设计出鲁棒自适应H∞控制器.数值实例及仿真结果表明了该方法的有效性和可行性.     

不确定非线性时滞系统的鲁棒H∞控制

目的分析一类不确定非线性变时滞系统,探讨该系统具有H∞性能的条件以及如何设计其H∞控制律。方法构造了Lyapunov泛函,通过适当地放大不等式,利用矩阵Schur-补的性质,将问题转化为线性矩阵不等式的求解问题。结果对给定的若干常数,若线性矩阵不等式有可行解,则系统具有H∞性能,并由线性矩阵不等式的解阵得到状态反馈H∞控制律,进一步给出了H∞控制律的设计方法。结论通过线性矩阵不等式来判断系统是否具有H∞性能和设计其H∞控制律,方法简便,并且得到的结果比已有结果更具有一般性。     

多状态时变时滞的不确定系统的鲁棒H∞控制器的设计

针对一类多状态时变时滞的不确定系统,采用求解Riccati不等式的方法,给出闭环系统二次稳定的一个充分条件.使用LMI方法研究了该系统H∞反馈控制器的分析与设计,给出系统无记忆二次能镇定且具有H∞性能的一个LMI条件,并通过对受条件约束的线性矩阵不等式的描述,给出系统存在γ-次优状态反馈H∞控制律的设计方法.利用Matlab工具箱给出一个算例,验证了设计方法的优越性和有效性.     

不确定关联大系统的自适应H∞控制

研究一类具有时滞的非线性不确定关联大系统的鲁棒控制问题．假设不确定时变参数为半线性系统结构的有界输出，通过对时变不确定参数设计自适应律，从而对不确定参数进行估计，并且使系统满足H∞扰动衰减度．利用线性矩阵不等式(LMI)方法设计出鲁棒自适应H∞控制器．数值实例及仿真结果表明了该方法的有效性和可行性．     

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.     

广义离散线性系统动态输出反馈H∞控制分析

研究了广义离散线性系统的动态输出反馈H∞控制问题.基于线性矩阵不等式和一个线性矩阵等式约束,导出动态输出反馈H∞控制器存在的一个充分条件,并指出所需要动态输出反馈H∞控制器的过程设计.     

一类不确定切换系统的鲁棒H∞动态输出反馈控制器设计

研究了一类具有未知时变但有界的结构不确定性和输入通道不确定性的切换系统的鲁棒H∞动态输出反馈控制器设计问题.利用完备性条件和共同李亚谱诺夫函数方法,设计了相应子系统的H∞动态输出反馈控制器和相应的切换策略,得到了切换系统动态输出反馈鲁棒H∞控制器存在的充分条件.采用变量替代法,将非线性矩阵不等式转化为一组易于求解的线性矩阵不等式(LMIs).最后通过仿真例子表明系统在所设计的H∞控制器作用下得到的闭环系统,在相应的切换策略下,满足鲁棒H∞性能.     

相容性指标下的鲁棒H∞容错控制器设计

该文基于线性矩阵不等式(LMI)，研究时变不确定系统在线性分式变换模型下的鲁棒H∞容错控制问题。通过引入H∞性能指标，考虑系统的被控输出对外干扰信号的抑制能力。利用LMI方法，分析了相容指标的取值范围，鲁棒H∞容错控制器存在的充分条件，并给出了控制器的构造性设计方法。     

时变不确定广义周期系统的保性能H_∞控制

研究了时变不确定广义周期系统的保性能H∞控制问题,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,由Lyapunov稳定性理论给出了不确定广义周期系统保性能控制与保性能H∞控制的充分条件,并给出了鲁棒H∞控制律与鲁棒H∞控制律的设计方法.     

一类非线性系统的H∞观测器的设计方法

研究了一类非线性系统(T-S模糊系统)的H∞观测器设计向题.在对象初始状态不确定情形下,提出一个改进的H∞性能指标,并以线性矩阵不等式(LMI)形式给出了观测器设计方法.     

非线性模糊脉冲系统的输出反馈模糊控制

研究了非线性模糊脉冲系统的静态输出反馈鲁棒模糊控制问题.基于线性矩阵不等式(LMI)方法提出了一种静态输出反馈模糊控制新方案.采用并行分布补偿(PDC)的基本思想设计输出反馈控制器,并利用Lyapunov方法理论证明闭环系统以全局指数稳定.最后基于LMI方法,将鲁棒模糊控制器的设计问题转化为线性矩阵不等式问题(LMIP).仿真表明了本方法的有效性.