一般广义离散系统动态输出反馈H∞控制器设计

提出一种用于一般广义离散系统的严格真动态输出反馈H∞控制器设计方法。首先,构造辅助广义离散系统,给出该系统的状态反馈H∞控制器设计方法,在此基础上,用两组矩阵不等式给出使一般广义离散系统是允许的且满足H∞范数限制的控制器存在的充分条件,并给出了控制器的解析表达式。通过解这两组矩阵不等式,即可获得所需的控制器。控制器的可解性条件由系统的系数矩阵表达,因此不需要矩阵分解,可避免由矩阵分解产生的数值问题。仿真结果证实算法的有效性。     

一类含有随机输入时延和故障的离散系统H∞控制

研究了一类具有控制输入时延的离散系统H_∞可靠性控制问题,提出了具有实际意义的服从某种概率分布的随机故障模型。假设输入时延符合齐次Markov分布,在控制器的设计中利用了控制器的历史信息, 把系统转换为无时延的Markov 跳变系统,根据Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(linear matrix inequality, LMI)方法,给出了故障分布依赖的H_∞均方稳定且具有H_∞范数界γ的容错控制器解的存在条件。最后, 通过算例验证了本方法的有效性。     

离散广义系统基于动态输出反馈的H∞控制

考虑离散广义系统的动态输出反馈H∞ 控制问题。利用广义代数Riccati不等式 (GARI) ,给出离散广义系统存在正常动态输出反馈H∞ 控制器、使得闭环系统是容许的 ,且其从外界干扰输入到受控输出的传递函数矩阵具有H∞ 范数约束的充分必要条件。在适当的假设下 ,得到了正常动态输出反馈H∞ 控制器存在的必要条件以及一个充分条件 ,同时给出了相应的控制器构造 ,以算例说明了定理的可行性     

时滞广义系统的状态反馈H∞控制

研究了时滞广义系统的稳定性与H∞控制问题。给出时滞广义系统正则、无脉冲且稳定的充分条件,基于带有约束的广义Riccati不等式给出系统的状态反馈H∞控制器设计方法。所得的控制器保证闭环系统是正则、无脉冲、稳定的且满足给定的H∞性能指标。算例说明了该控制器设计方法的有效性。     

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。     

不确定广义离散系统的鲁棒H-infinity控制

研究E矩阵,确定其它系数矩阵都存在满足范数有界条件的参数不确定性广义离散线性系统的鲁棒H∞控制问题。利用线性矩阵不等式方法,导出广义离散线性系统正则、因果、稳定且传递函数满足给定的范数界的等价条件。在此基础上,可以将广义不确定离散线性系统的状态反馈鲁棒H∞控制问题和输出反馈鲁棒H∞控制问题,分别转化为辅助广义确定性离散线性系统的状态反馈H∞控制问题和输出反馈H∞控制问题。     

不确定离散广义时滞系统的静态输出反馈控制

针对一类不确定离散时滞广义系统,给出了静态输出反馈控制器的设计方法.首先基于标称离散广义时滞系统的稳定条件,以受限线性矩阵不等式形式,得到闭环离散广义时滞系统正则、因果且渐近稳定的充分条件,同时利用受限矩阵不等式的可行解给出静态输出反馈控制器的设计方法;然后采用矩阵的正交补,把求受限线性矩阵不等式的可行解问题转化为求严格线性矩阵不等式的可行解;最后的数值实例说明了所给方法的有效性和正确性.     

连续多时滞系统的保成本H∞容错控制

针对状态具有多个时滞的线性连续系统,基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,研究了在执行器发生故障的情况下,连续多时滞系统的保成本H_∞容错控制问题。首先,在无外部扰动时,得到了系统存在容错控制器的一个充分条件|其次,得到了系统存在保成本容错控制器的一个充分条件|最后,在有外部扰动时,得到了系统存在H_∞容错控制器的一个充分条件。进一步,得到了系统存在保成本H_∞容错控制器的一个充分条件以及该控制器的设计方法。仿真结果证明了该方法的正确性和有效性。     

随机时延网络控制系统的鲁棒H∞状态反馈控制

研究了含有双随机时延的不确定网络控制系统的鲁棒H_∞状态反馈控制问题。将传感器到控制器和控制器到执行器的网络时延建模为相互独立的连续时间离散状态的马尔可夫随机过程。基于此网络环境,构造时延依赖的控制器,将不确定网络控制系统转化为马尔可夫跳变系统。通过Lyapunov Krasovskii泛函方法和新的矩阵不等式技术,给出了系统随机稳定且满足H_∞性能的充分条件,并以矩阵不等式形式给出了相应的控制器设计方法。最后,给出了仿真算例,验证了该方法的有效性。     

参数不确定的广义T-S模糊系统的最优保成本控制

研究参数不确定的广义T-S模糊系统的最优保成本控制问题.对给定系统所容许的所有不确定参数,设计了状态反馈最优保成本控制器,使得闭环系统不仅渐近稳定而且具有最小性能指标上界.基于LMI处理方法,给出了该控制器存在的充分条件.通过矩阵分解把广义系统的非严格矩阵不等式约束转化为严格矩阵不等式,从而可以像正常系统那样使用LMI工具箱求解控制器.算例显示了所给方法的简洁、有效;所得的性能指标的不同,也说明了最优保成本控制器的良好性能.     

区间离散广义系统输出反馈鲁棒H∞控制

讨论了区间离散广义系统的静态输出反馈鲁棒H∞控制问题,在给出区间离散广义系统的等价描述之后,基于系统参数矩阵不等式,得到了问题可解的充分条件,并给出了输出反馈控制器显式表示,所得控制器保证闭环系统是容许的,且满足给定的H∞性能指标,数值例子说明了该方法的可行性。     

非线性扰动离散广义时滞系统的鲁棒H∞控制

研究了扰动是满足Lipschitz条件的一类非线性离散广义时滞系统的鲁棒H_∞控制和鲁棒H_∞保性能控制问题。目的是设计系统的鲁棒H_∞控制器和鲁棒H_∞保性能控制器。应用线性矩阵不等式方法,分别给出了系统的鲁棒H_∞控制器和鲁棒H_∞保性能控制器存在的充分条件;并在这些条件可解时,分别给出了鲁棒H_∞控制器和鲁棒H_∞保性能控制器的表达式。最后用例子说明了所给方法的应用。     

无人直升机局部H∞最优LPV 速度控制器设计

针对无人直升机的大范围鲁棒控制问题, 提出局部H_∞最优线性变参数(liner parameter varying, LPV)速度(local H_∞optimal LPV velocity, LHOV)控制方法。首先将无人直升机系统简化成含有干扰的LPV 系统，接着针对各个固定飞行模式独立设计H_∞静态输出反馈（H_∞static output feedback, HSOF）控制器，然后采用插补控制技术，针对每一种飞行模式下的线性系统设计一个只含有不可控部分和不可观部分的插补控制器，进而将所有模式下的控制器融合成一个LHOV控制器，从而既保证模式之间鲁棒转换，又使得系统进入任意一个模式后能达到H_∞性能最优。最后，仿真结果表明，采用此方法设计的控制器能够获得大范围良好的稳定性和鲁棒性。     

基于观测器的一类不确定时滞采样系统的非脆弱H∞控制

为一类不确定时滞采样系统提出了基于观测器的非脆弱H_∞控制问题。针对不确定性均存在于被控对象、控制器和观测器的情形,运用Lyapunov 稳定性理论和线性矩阵不等式方法,得到了非脆弱H_∞控制器和观测器存在的充分条件与设计方法。最后,数值仿真结果表明了所提算法的有效性。     

不确定T-S模糊广义系统基于观测器的无源控制

针对一类范数有界不确定性T-S模糊广义系统,研究了其在满足不确定性的基于观测器的无源控制器的设计问题.在状态不可测的情况下给出了使得闭环系统广义二次稳定且无源的基于观测器的控制器存在的充分条件和设计方法.通过求解若干线性矩阵不等式,获得系统的观测增益与控制增益.最后通过数值仿真例子,说明所提出的设计方法可行、有效.     

增益调度积分型切换项滑模控制器设计

针对一类不确定离散系统,提出了一种增益调度积分型滑模控制器,并分析其鲁棒H_∞性能。首先,通过状态扩维,得到含有输出误差积分项的离散模型,并利用理想滑模运动性质得出滑模等效控制律,利用输出误差积分项设计增益调度滑模补偿控制律。然后,将滑模闭环控制系统等效为切换系统,基于切换系统相关理论推导了滑模控制参数与闭环控制系统的二次稳定性、鲁棒H_∞性能指标的关系。最后,通过对不确定项和非线性项的处理得到线性矩阵不等式(linear matrix inequality, LMI),再求解该不等式,得出满足控制性能要求的滑模控制参数。仿真实验中分析了控制算法的暂态性能和扰动抑制能力,证明了该方法的有效性。     

离散模糊双线性关联大系统的广义H2分散控制

基于分段二次Lyapunov函数稳定性理论,研究了一类离散模糊双线性关联大系统广义H₂分散控制问题。模糊双线性关联大系统由J个相互关联的离散T-S模糊双线性系统组成。通过构造分段Lyapunov函数,给出了系统二次稳定的充分性条件。在此基础上,设计了广义H₂分散状态反馈控制器,使闭环系统广义H₂稳定,控制器的设计可以通过序列线性规划矩阵方法求解得到。仿真结果表明所提方法的有效性。     

T-S模糊广义系统输出反馈无源控制

考虑一类T-S模糊广义系统的无源控制问题。在状态空间下,基于线性矩阵不等式(LMI)的方法,给出了使得闭环系统满足无源性的动态输出反馈无源控制器存在的充分条件,在此基础上给出了动态输出反馈无源控制器的设计方法,该方法与现有结果相比,不需要状态完全可测并且充分考虑了模糊子系统之间的相互作用。动态输出反馈无源控制器的设计方法归结为求解一组线性矩阵不等式。最后通过数值仿真例子,说明所给设计方法的有效性。     

参数不确定广义时滞系统的保性能控制

针对状态时滞的参数不确定性广义系统,讨论了它的保性能控制问题。目的是对状态时滞的参数不确定广义系统,提出它的时滞无关保性能鲁棒控制器的一个设计方法。首先给出了广义时滞系统正则、脉冲自由且稳定的严格线性矩阵不等式表示的时滞无关充分条件;然后采用线性矩阵不等式方法,给出参数不确定性广义时滞系统的时滞无关保性能控制问题可解的一个严格线性矩阵不等式表示的充分条件,在此条件可解时,给出了时滞无关保性能鲁棒控制器表达式,以及相应的可保性能指标。最后给出了所提出方法的应用。     

线性不确定随机系统时滞相关的H∞滤波

研究了一类带有时变状态时滞和参数不确定性的连续时间线性随机系统的鲁棒H_∞滤波问题。目的是设计一个线性滤波器使滤波误差动态系统是指数均方稳定的,并满足给定的H_∞性能指标。应用描述符系统模型转换,建立了新的Lyapunov-Krasovskii 函数。通过引入自由加权矩阵,消除了Lyapunov矩阵和系统矩阵的乘积项,从而无需在滤波器设计过程中对Lyapunov矩阵作任何约束,这在很大程度上降低了滤波器设计的保守性。基于LMI方法,针对精确已知随机系统和带有结构不确定性的随机系统,分别提出了时滞相关的鲁棒H_∞滤波器存在的充分性条件。仿真结果表明所提出的设计方法是有效的。