一类控制器摄动系统的H∞强鲁棒控制

为了解决在被控对象和控制器同时摄动时控制系统的设计问题,提出了一般控制系统的强鲁棒性能概念。通过数学模型转换,将控制器的摄动转化为被控对象的摄动。给出了一类可采用H∞混合灵敏度求解强鲁棒控制器的一种设计方法。提高了在被控对象和控制器同时摄动时系统的性能。研究了不确定性权函数和性能权函数权函数的选取。考虑到SISO系统的特点,给出了求解强鲁棒PI控制器的简单算法,设计了强鲁棒控制的PI控制器参数。通过仿真示例验证了设计方法的有效性和可行性。     

VTOL直升机的鲁棒非脆弱H∞控制

针对含有飞行时滞的垂直起飞着陆(VTOL)直升机系统,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,设计了考虑加性控制器增益摄动的时滞相关鲁棒非脆弱H∞控制器.利用描述系统变换,得到了状态反馈鲁棒非脆弱H∞控制器存在的充分条件.在无控制增益摄动的情形下,读控制器能够允许更大的飞行时滞.引入凸优化算法,求解使闭环系统渐近稳定且干扰抑制水平最小的最优控制器参数.仿真结果表明所设计的控制器具有良好鲁棒性和非脆弱性.     

基于状态观测器的不确定时滞系统非脆弱$H_\infty$控制

研究了基于状态观测器的一类不确定时滞线性系统的非脆弱H∞ 鲁棒控制问题. 考虑被控对象、状态观测器以及控制器均存在不确定性,采用Lyapunov 稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了非脆弱状态观测器和非脆弱鲁棒控制器的存在条件与设计方法. 仿真实例表明了所提方法的有效性和可行性.     

四轮转向直接横摆力矩鲁棒集成控制仿真研究

将四轮转向与直接横摆力矩相结合,考虑模型摄动优化权函数抑制外扰,基于模型跟踪设计μ综合鲁棒集成控制器.采用J-turn操纵方式高速下验证控制器的鲁棒性,比较前轮转向直接横摆力矩,四轮转向与四轮转向直接横摆力矩三种车辆控制系统的操纵性能,仿真表明设计的四轮转向直接横摆力矩集成μ综合控制器更能有效地提高车辆闭环系统的鲁棒性,抵制外部扰动的鲁棒稳定性,且避免了H∞控制器的保守性.     

基于LMI的直升机鲁棒飞行控制及仿真研究

研究了直升机在低速飞行时的鲁棒飞行控制器设计及直升机飞行控制系统的仿真验证问题,以ADS－33D水平1操纵品质要求为设计目标,通过选择适当的加权函数矩阵,采用基于线性不矩阵等式（LMI）的H∞控制器设计方法,设计了UH－60A直升机在低速飞行时的鲁棒控制器。仿真结果表明,所设计的直升升机飞控制的系统具有鲁棒性,达到给定的ADS－33D水平1操纵品质要求。     

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.     

自适应反演滑模转台鲁棒控制器设计

针对未知非线性、外界干扰和参数摄动等不确定因素对实际转台控制系统的影响,提出了自适应反演滑模神经网络的转台鲁棒控制器设计。自适应反演滑模控制作为主控制器,RBF神经网络实现了不确定上界值的在线辨识。仿真结果表明,基于RBF神经网络的自适应反演滑模控制很好地克服对象的不确定性,实现控制系统的较强鲁棒性,适于高精度飞行仿真转台系统的实时鲁棒控制。     

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。     

基于鲁棒观测器结构的直升机飞控系统设计

针对直升机复杂的动力学特性和日益严格的操纵品质要求,应用二自由度H∞回路成形法设计了直升机鲁棒飞行控制系统。该方法有效地将定量操纵品质指标结合到设计中,使控制系统能同时满足性能及稳定鲁棒性的要求,而且还具有明确的观测器加状态反馈控制结构,便于进行增益调节以实现大飞行包线控制。最后以某型直升机为设计对象,在典型的飞行状态点各自设计了鲁棒控制器,并进行了大飞行包线仿真验证,取得了满意的仿真结果,证明了该方法的有效性。     

带钢热连轧活套系统的H∞控制及仿真研究

针对一类线性不确定系统,基于Riccati方程,给出了系统的鲁棒H∞控制器存在的条件。并采用H∞控制对热连轧活套多变量控制系统进行设计。通过建立了相应的数学模型,在存在参数摄动的情况下,设计了鲁棒H∞控制,使得系统在参数摄动和外界干扰下仍具有鲁棒性能好,抗扰动强等优点。最后,通过与LQ控制仿真结果比较,验证了分析、设计以及控制的有效性。     

基于MATLAB上肢康复机械臂鲁棒控制研究

以穿戴上肢康复机械臂(RuPERT)的人体手臂为研究对象,对被控对象建立数学模型,推导鲁棒控制器,基于simMechanics建立仿真模型,实现上肢康复机械臂鲁棒控制系统.考虑到上肢康复机械臂是辅助上肢偏瘫患者进行康复训练并最大限度地诱发患肢的主动作用,控制器中加入上肢偏瘫患者的主动作用,在MATLAB/Simulink的环境下运行.仿真结果表明,控制器能适应各种损伤程度的患者,在存在信号传输时延时,仍能保持响应速度和精度,具有很强的鲁棒}生和自适应性.     

时滞系统的鲁棒二自由度Smith预估控制

针对时滞过程控制对象 ,提出了一种鲁棒二自由度Smith预估控制方法。在常规Smith预估控制系统中 ,引入基于内模控制原理的鲁棒控制器 ,构成一种二自由度控制结构 ,能有效地抑制被控过程参数变化和干扰对系统的影响 ,使系统同时获得良好的控制性能和鲁棒性 ,克服了常规Smith预估控制的不足 ,而且控制算法简单 ,便于实际系统应用。理论分析和仿真结果表明了这种方法的有效性     

基于模糊逻辑的一类复杂系统全息控制设计

针对一类结构上具有相似性的非线性不确定复杂系统,利用模糊逻辑系统可以充分逼近连续函数的性质,研究这类复杂系统的鲁棒镇定问题,设计出了系统的全息鲁棒控制器和模糊逻辑系统参数估计的自适应律。为了简化控制器结构,在构造模糊逻辑系统时对被控系统的不确定性进行了归一化处理。在较弱的假设条件下,证明了这种控制器使被控系统的状态及参数估计误差一致终极有界,同时给出了误差的严密的数学分析。仿真实例表明所提出的方法是有效的。     

基于扰动补偿的伺服系统H∞优化设计与仿真

针对双轴伺服系统中存在较强的内部不确定性和外部干扰的特点,建立了系统的不确定性数学模型.在此基础上,提出基于扰动补偿的鲁棒两自由度H∞控制器的设计方法,并利用MATLAB软件对系统进行优化设计与仿真.设计与仿真结果表明:该控制器具有好的鲁棒性,解决了伺服系统性能要求和鲁棒稳定性要求两者之间的综合平衡问题,并获得了良好的扰动解耦效果.     

鲁棒增益调度结构化火箭弹控制系统设计

发动机推力是影响火箭弹模型时变特性的重要因素。首先,基于122 mm火箭弹推导了俯仰、偏航动力学线性化模型,并以线性分式变换来描述。然后,基于鲁棒增益调度设计了结构化的控制器。这种控制器具有矩阵形式的比例-积分结构,在续航段将速度和时间作为调度变量,在无动力飞行段将速度作为调度变量,按照线性控制综合方法整定各特征点的控制器参数,并用结构奇异值验证闭环系统的局部稳定性。最后,对设计的控制器做了仿真分析,结果表明,该控制器对火箭弹模型因推力、飞行状态变化等引起参数摄动的情况具有鲁棒稳定性。     

时滞广义区间系统的H∞鲁棒弹性控制

研究了一类时滞广义区间系统的H∞鲁棒弹性控制问题。研究该问题的目的是设计状态反馈弹性控制器,使得闭环系统是鲁棒稳定的,同时具有H∞范数界。分别对控制器增益具有加法式摄动和乘法式摄动研究了弹性控制器的设计问题。该问题通过对系统进行广义二次能稳定且具有H∞范数界的研究而得到解决。控制器的设计可以通过求解一组线性矩阵不等式(LMI)得到。最后,数值例子说明了方法的有效性。     

基于遗传算法的鲁棒H_∞控制系统设计

提出了一种基于遗传算法的H∞ 控制系统设计方法 ,把控制系统的多个设计目标转化成不等式约束 ,将H∞ 控制器设计中加权阵的选取表示成一个多目标优化问题 ,通过遗传算法优化加权阵参数 ,进而找到同时满足给定的频域和时域性能指标要求的H∞ 控制器。以UH - 6 0A直升机为对象 ,采用此方法设计出了直升机的鲁棒飞行控制器 ,使得所设计的直升机飞行控制系统不仅具有鲁棒性 ,而且满足所有给定的性能指标要求。     

不确定广义系统的弹性保性能控制

将弹性控制器的设计思想引入到一类不确定广义系统中,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,研究被控对象与控制器同时存在摄动的弹性保性能控制问题。针对控制器存在加法式摄动情形,以线性矩阵不等式约束条件给出了广义系统弹性保性能的充要条件,并以线性矩阵不等式的可行解给出了相应的控制器设计方法,通过求解具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,给出了性能上界最小意义下弹性控制器的设计。数值仿真表明了该设计方法的可行性。     

直升机航向鲁棒保性能控制

针对具有时变不确定性且不确定性界为椭球的线性系统提出了一种新的具有自适应机制的鲁棒保性能控制器设计方法.首先,引入一个具有可由自适应律在线调整的可调参数的目标模型,通过该参数来保证由目标模型与被控模型所获得的误差系统渐近稳定.结合保证目标模型稳定性的设计,最终形成保证闭环系统稳定且控制器增益仿射依赖于可调参数的鲁棒保性能跟踪控制器.应用于安装在试验平台上的小型直升机航向控制中,仿真试验表明了该方法的有效性.     

网络化控制系统鲁棒H∞观测器-控制器设计

研究一类网络化控制系统的鲁棒H∞观测器-控制器的设计问题。假设网络化控制系统的网络诱导时滞是时变的、不确定的,且小于一个传感器采样周期,将此类网络化控制系统的广义被控对象建模为一类不确定离散系统,进而对此不确定离散系统构造了观测器以及控制器。然后利用鲁棒H∞控制理论以及线性矩阵不等式(LMI)方法,推导出了该不确定离散系统渐近稳定并且满足给定的H∞性能指标的充分条件。根据此充分条件,通过求解一个代数Riccati方程以及线性矩阵不等式,很容易设计出了系统的观测器以及控制器。最后给出一个具体的数值和仿真实例说明了此设计方法是有效的。