基于T-S模糊模型的混沌系统鲁棒控制器设计

研究具有参数不确定混沌系统基于T S(Takagi Sugeno)模糊模型的鲁棒控制器设计。首先利用IF THEN模糊规则把不确定非线性系统的状态空间分成不同的区域,构建具有参数不确定性的T S模糊模型;然后提出使得系统在平衡点渐近稳定的鲁棒模糊控制器设计。该方法通过解一组线性矩阵不等式分别设计局部控制器,通过并行分布补偿的方法设计T S模糊系统的鲁棒控制器,渐近稳定性的条件更为宽松,能够有效降低鲁棒控制器设计的保守性。最后以Lorenz混沌系统为例,研究混沌系统的鲁棒控制器设计,仿真研究结果表明所设计的鲁棒控制器对参数不确定Lorenz混沌系统具有良好的控制效果。     

T-S模糊系统的鲁棒局部稳定

研究一类不确定T-S模糊系统的鲁棒局部稳定及鲁棒局部镇定问题。首先给出T-S模糊系统局部稳定的定义,并利用一种非二次Lyapunov函数得到T-S模糊系统鲁棒局部稳定的充分条件,然后给出一种新的非PDC控制器,进而利用非二次Lyapunov函数得到基于这种非PDC控制器的局部鲁棒镇定控制器设计方法。该方法基于线性矩阵不等式(LMI),结构简单,且具有较低的保守性。仿真算例证明了所提方法的可行性。     

基于速度线性化的变体飞行器鲁棒LPV控制

针对大包线下变体飞行器在翼型快速变化过程中的姿态控制问题,提出了一种基于速度线性化的鲁棒线性变参数(linear parameter varying, LPV)控制方法。所提方法将状态量的微分增广至状态方程,得到系统任意状态下的线性化模型,解除了传统小扰动线性化方法要求系统处于平衡点邻域的限制。建立了具有凸多胞形式的变体飞行器LPV模型,给出了参数依赖鲁棒H∞状态反馈控制器存在的充分条件,依据顶点控制器和变参数进行凸插值得到鲁棒LPV控制器。仿真结果表明,设计的控制器在飞行器快速变形和参数大范围快速变化的情况下仍具有良好的控制性能和鲁棒性。     

T-S模糊时滞系统的鲁棒无源控制

基于Lyapunov稳定性理论,时具有参数不确定性的T-S模糊时滞系统的鲁棒稳定性和无源性进行了研究.具有参数不确定性的T-S模糊模型可以任意精度近似连续非线性不确定系统.假设系统中的参数不确定性是范数有界的.运用Lyapunov稳定性理论给出了鲁棒无源控制器存在的充分条件.通过解一组线性矩阵不等式(LMIs),可直接获得鲁棒无源控制器.所设计的鲁棒无源控制器能够保证对于T-S模糊时滞系统中所有的参数不确定性,闭环系统都是鲁棒稳定的并且是严格无源的.并且,通过求解带有约束条件的线性矩阵不等式问题,可以设计出具有最大耗散率的鲁棒无源控制器.数值例子验证了所提出设计方法的有效性.     

Robust passive control for discrete-time T-S fuzzy systems with delays

This article deals with the robust stability analysis and passivity of uncertain discrete-time Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy systems with time delays. The T-S fuzzy model with parametric uncertainties can approximate nonlinear uncertain systems at any precision. A sufficient condition on the existence of robust passive controller is established based on the Lyapunov stability theory. With the help of linear matrix inequality (LMI) method, robust passive controllers are designed so that the closed-loop system is robust stable and strictly passive.  urthermore, a convex optimization problem with LMI constraints is formulated to design robust passive controllers with the maximum dissipation rate. A numerical example illustrates the validity of the proposed method.     

一类时滞系统的模糊跟踪控制及其仿真

研究了一种基于模糊T-S模型的非线性时滞系统模糊跟踪控制问题。首先利用模糊T-S模型对不确定非线性系统进行模糊建模,然后在此基础上研究了模糊系统在状态可测与不可测的情况下的模糊跟踪问题。控制器的设计避开了复杂的精确反馈线性化与自适应方法。采用本方法,可将控制器的设计问题转化为求解线性矩阵不等式问题,再利用凸优化技术可将其有效地解决。因此该方法既简单又实用,并且通过仿真实例说明了它的有效性与正确性。     

一种规则简化的模糊神经网络控制器

构造了一种实时模糊神经网络控制器，为解决模糊规则组合爆炸问题提供一个新方案。控制器基于T-S模糊模型，由前后件分离的网络结构实现。前件参数通过移动小论域法创建，每个变量仅在工作小论域上生成两个模糊子集，有效减少模糊规则，增强实时性；后件参数通过有ki,kp,kd修正因子的BP改进算法在线更改，控制意义明确，确保系统动态性能。仿真结果证实该控制器实时性好，控制性能优，鲁棒性强。     

基于T-S模糊模型的非线性自适应逆控制系统

现在非线性自适应逆控制系统中，由于对象模型和逆控制器均采用非线性自适应滤波器，自适应过程需要同时训练至少两个串联的非线性自适应滤波器，从而造成自适应学习过程过于复杂。利用一组自适应LMS滤波器建立非线性对象的T-S模糊模型，它为逆控制器的学习提供了准确的解析的对象模型Jacobian信息，从而有效简化了自适应逆控制学习过程。仿真结果表明，无论是离线建模还是在线建模，该非线性自适应逆控制方法均能取得理想的控制效果。     

一种新型模糊控制器设计与稳定性分析

基于T-S模糊动态模型，采用模糊模型相除补偿(CDF)技术和线性矩阵不等式(LMI)方法，设计了一种新型模糊控制器，并进行了稳定性分析。非线性质量弹簧阻尼系统的仿真结果表明了该方案的有效性．与传统的并行分配补偿法(PDC)相比，所设计的控制器具有更小的保守性。     

基于T-S模型的非线性系统离散时间滑模控制

基于T-S模糊模型,讨论了一类非线性离散时间系统的控制问题。采用T-S模糊模型来描述非线性系统的动态模型,再将非线性系统的全局T-S模糊模型转化为线性不确定系统的模型。这样复杂的非线性系统的稳定问题就转化为线性不确定系统的鲁棒镇定问题。采用离散时间滑模控制方法实现线性不确定系统的鲁棒镇定。利用用线性矩阵不等式技术设计稳定的滑动模面,以降低非匹配不确定对系统的影响。给出了线性矩阵不等式形式的稳定滑动模面存在的充分条件。此外还给出了滑模控制律的设计方法。所给设计方法可保证系统鲁棒镇定,并且在滑动模面附近的抖振可明显减弱。最后,给出了truck-trailer的仿真算例,证明了所给方法的可行性和有效性。     

基于T-S模糊模型的网络控制系统鲁棒H∝容错控制

针对同时存在网络时延和数据包丢失的网络环境,研究了执行器故障下一类非线性网络控制系统的鲁棒H_∞容错控制问题。基于不确定T-S模糊模型描述的非线性网络控制系统模型,考虑了更实际、更常见的执行器部分失效情况。通过引入一个积分不等式,获得了此类系统的时滞相关鲁棒稳定性条件,且采用锥补线性化算法给出了此类系统的鲁棒H_∞容错控制器设计方法。仿真算例表明,对于任意容许的不确定性以及执行器故障,所设计的控制器能使系统鲁棒渐近稳定,且具有H_∞范数界。       

采用模糊控制方法实现混沌同步

研究了混沌系统的同步问题。采用T-S模糊动态模型描述混沌系统，用Lyapunov稳定性理论设计出全局渐近稳定的模糊变结构同步控制器。应用到两Lorenz混沌系统的同步控制中，仿真验证了方案的有效性，模糊控制器结构简单，规则少，有实用价值。     

一类参数不确定性混沌系统的T-S模糊控制

针对一类参数不确定性混沌系统,首次提出利用区间矩阵理论描述其不确定性,进而用T-S模糊模型对其进行精确描述的新方法.在此T-S模糊模型的基础上,给出一种基于并行分布补偿(PDC)技术的状态反馈控制器设计方法,并用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的鲁棒稳定性.该方法充分考虑了模糊子系统之间的相互作用.状态反馈控制器增益矩阵可以通过求解一组线性矩阵不等式(LMIs)获得.仿真结果验证了所提方法的有效性.     

Delay-dependent robust H∞ control for uncertain discrete time-delay fuzzy systems

The robust H∞ control problem of norm bounded uncertain discrete Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy tems with state delay is addressed. First, by constructing an appropriate basis-dependent Lyapunov-Krasovskii function, a new delay-dependent sufficient condition on robust H∞-disturbance attenuation is presented, in which both robust stability and prescribed H∞ performance are guaranteed to be achieved. Then based on the condition, a delay-dependent robust H∞ controller design scheme is developed in term of a convex algorithm. Finally, examples are given to illustrate the effectiveness of the proposed method.     

高层建筑风振反应的T-S模糊控制

研究了高层建筑在顺风向脉动风荷载激励下T—S模糊控制问题。受控结构为拟建于澳大利亚Melboume的一幢钢筋混凝土结构办公楼，高306米，总共76层，控制设备为安装于结构最顶层的主动调谐质量阻尼器，主动控制力由T—S型模糊控制器求得。选取LQG控制的仿真结果为T—S模糊控制器的学习样本，采用减法聚类法和混合学习算法对T—S模型进行结构与参数辨识，通过改变结构刚度束检验模糊控制器的鲁棒性。仿真结果表明：T—S模糊控制器鲁棒性好，控制效果能够满足高层建筑风振舒适度的要求；与Mamdani型控制器相比，在线计算时间短，无计算时滞问题。     

基于Niche的间接T-S模糊自适应控制

提出了新的基于生态系统的Niche间接T-S(Takagi-Sugeno)自适应模糊控制,将含有参数的生态位贴近度函数作为模糊规则的后件,从而构成零阶的T-S模糊控制模型。采用Lyapunov合成方法设计控制器,并使用梯度下降法优化后件参数,最后得到了后件参数的自适应律,体现了生物个体的自适应能力,引入了生态位的模糊系统具有生物个体始终朝着有利于自身方向发展的特性。因此,所建立的模糊T S系统具有更好的自适应性,可以获得更小的变动跟踪误差,并保证整个闭环系统全局稳定性。通过对生态系统的二维捕食系统的仿真验证了本方法的可行性。     

离散模糊时滞系统的鲁棒LQ/H∞非脆弱控制

针对一类由T-S模糊模型描述的不确定离散非线性时滞系统,讨论其在控制器存在可加性摄动情形下的鲁棒LQ/H_∞非脆弱控制问题。通过构造适当的Lyapunov函数,给出以线性矩阵不等式形式表示的系统时滞依赖稳定的充分条件以及相应的鲁棒LQ/H_∞非脆弱控制器设计方法。数值仿真表明,所构造的控制器不仅能够保证闭环模糊时滞系统的鲁棒渐近稳定性,还能使系统达到一定的H_∞干扰抑制水平。     

一类非线性时滞系统的模糊预测控制

利用模糊T-S模型对一类输入受限的非线性时滞系统进行建模;在此基础上,提出了模糊预测控制,推导了预测性能指标上界,将稳定性约束,输入约束变换成容易求解的线性矩阵不等式形式。采用了并行分布补偿预测控制器,基于李雅普诺夫函数和线性矩阵不等式方法给出滚动时域优化的充分条件,证明了闭环系统的稳定性,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于模糊Lyapunov-Krasovskii函数的模糊系统的鲁棒H∞控制

针对公共Lyapunov-krasovskii函数(LKF)方法判断离散时滞模糊系统鲁棒稳定性的保守性,构造了模糊LKF,并给出了系统鲁棒稳定的充分条件.应用并行分布补偿算法(PDC),设计了全局鲁棒稳定的模糊控制器.多个附加矩阵变量的引入,使控制器可以通过求解一系列线性矩阵不等式(LMI)获得.最后,通过一个仿真例子验证了方法的有效性.     

Delay-dependent robust H∞ control for uncertain discrete time-delay fuzzy systems

The robust H∞ control problem of norm bounded uncertain discrete Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy systems with state delay is addressed. First, by constructing an appropriate basis-dependent Lyapunov-Krasovskii function, a new delay-dependent sufficient condition on robust H∞-disturbance attenuation is presented, in which both robust stability and prescribed H∞ performance are guaranteed to be achieved. Then based on the condition, a delay-dependent robust H∞ controller design scheme is developed in term of a convex algorithm. Finally, examples are given to illustrate the effectiveness of the proposed method.