基于观测器的不确定时滞Markov跳变系统H∞控制

讨论了一类线性不确定时滞Markov跳变系统的控制问题,针对能量有界的输入噪声,设计了基于观测器的优化鲁棒H∞控制器。基于鲁棒控制理论,通过对重构的观测器系统的分析,提出了使得系统随机稳定且满足一定输入输出H∞增益的模态依赖的控制器存在条件。结合构造的Lyapunov函数和线性矩阵不等式变换,给出了H∞控制器的设计方法,并将其描述为一个优化问题。基于观测器设计的优化H∞控制器使系统具有随机稳定性,状态的跟踪性能好,抑制干扰能力强,满足所给的范数指标。仿真示例说明了设计方法的有效性。     

一类模糊跳变系统的采样控制器设计

针对含有马尔可夫跳变参数的模糊系统,采用多李亚普诺夫函数方法,设计采样控制器,保证模糊跳变系统指数均方稳定和随机稳定。为便于工程应用,考虑到控制系统多为数字控制系统,计算机的输入、输出控制信号是数字信号,而被控对象常为连续时间系统,文中采用离散的控制器控制连续的被控对象。系统模型中的每个跳变模态对应的子系统均是T-S模糊系统,对每个模糊子系统采用平行分布补偿的控制方法,保证子系统渐近稳定。控制器的求解等效为线性矩阵不等式的可解性问题,便于求解。数值仿真结果验证了方法的可行性和有效性。     

不确定T-S模糊系统鲁棒非脆弱H∞控制

针对具有状态和输入不确定性的连续时间非线性模糊Takagi-Sugeno(T-S)系统模型,研究了其H∞稳定和模糊非脆弱控制器的设计问题。基于Lyapunov函数稳定性分析理论,采用PDC基本思想和LMI方法,在控制器参数具有加性和乘性摄动的前提下,设计出了其非脆弱H∞模糊控制器,使闭环系统对允许的不确定参数具有H∞稳定。实例仿真结果验证了该控制器设计方法的有效性和可行性。     

时滞模糊奇异摄动系统状态反馈H∞控制

针对一类非线性奇异摄动系统,建立基于T-S模型的时滞模糊奇异摄动系统模型,通过Lyapunov方法和Schur补定理,研究其状态反馈H∞控制.将系统状态反馈H∞控制器的设计,归结为求解一组与摄动参数ε无关的线性矩阵不等式问题,避免由ε引起数值求解的病态问题.所得控制器使闭环系统渐进稳定且达到给定的H∞性能指标.该方法适用于标准和非标准非线性奇异摄动系统,仿真实例说明该方法的有效性.     

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。     

模糊奇异摄动系统H∞分析与综合

针对一类非线性奇异摄动系统,建立基于T-S模型的模糊奇异摄动系统模型,通过Lyapunov方法和Schur补定理,研究其稳定性、H∞性能指标和状态反馈H∞控制.将系统稳定性分析和状态反馈H∞控制器的设计,归结为求解一组与摄动参数ε无关的线性矩阵不等式问题,可以避免由ε引起数值求解的病态问题.该方法适用于标准和非标准非线性奇异摄动系统,仿真实例说明该方法的有效性.     

数值界不确定性关联大系统分散鲁棒H2/ H∞状态反馈控制

针对一类状态矩阵、控制输入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H2/H∞状态反馈控制问题.基于有界实引理提出了存在分散鲁棒H2/H∞状态反馈控制器的参数化定理和两种LMI设计方法:直接LMI方法和迭代LMI,并用实例说明了这2种方法的有效性.理论和实验结果表明,所获得的控制器具有块对角结构,闭环大系统稳定且能优化闭环传递函数的H2/H∞性能指标.     

输入时滞Markov跳变系统鲁棒保性能控制及其仿真研究

研究一类具有模态相关时变输入和状态时滞的不确定马尔可夫跳变系统的鲁棒保性能控制问题。基于自由权矩阵方法,通过构造一个新的Lyapunov函数,给出了此类系统存在无记忆状态反馈鲁棒保性能控制律的充分条件,估计了其保性能值。并且,控制器的设计归结为一组LMI的求解问题。仿真实例说明了提出方法的有效性。     

Markov跳变系统的单步约束预测控制

针对离散Markov跳变系统,研究带输出约束的单步预测控制问题。首先设计基于模态的单步预测控制器,驱动系统状态到达相应的终端不变集内,以此保证约束预测控制系统的稳定性,接着进一步讨论了系统存在峰值有界噪声输入情形。其中终端不变集是通过在预测时域外寻求一个虚拟的带约束的状态反馈控制器以保证系统的随机稳定性来获得,为计算方便,控制器的优化问题转化为SDP问题,并得到以LMI描述的优化问题。最后对Markov跳变系统描述的经济学动力系统的仿真结果说明了本控制器设计方法能够在峰值有界噪声输入下保证系统的稳定性,并且使控制变量满足给定的约束条件。     

参数摄动的多机耦合电力系统模糊跟踪控制

提出将多机耦合电力系统的每个子系统由一系列T-S模糊逻辑模型逼近;基于模糊模型,考虑系统参数的摄动性,提出状态反馈H∞模糊跟踪控制方法,实现了参数摄动的非线性大系统的稳定跟踪控制;并将该控制器设计问题转化为线性矩阵不等式问题,用凸优化方法求解控制器的参数.仿真实验验证了方案的有效性.     

不确定离散广义系统的H∞保成本控制

利用Riccati不等式,给出了H∞保成本离散广义系统和H∞保成本控制的定义,设计状态反馈H∞保成本控制器,使得闭环系统不仅对于容许的参数不确性保持正则、稳定、因果,而且使相应的闭环系统的二次性能指标具有上界及给定的H∞性能γ.基于线性矩阵不等式(LMI)给出了H∞保成本控制器的表达式。最后用数值例子说明设计方法的有效性和可行性。     

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.     

随机双曲正切模型的控制与仿真

研究了一种新颖时滞模型:随机双曲正切模型的鲁棒H∞控制问题,模型的状态空间是由双曲正切函数表示的。利用状态的双曲正切函数设计出一种静态反馈控制器,它可保证相应的闭环系统均方渐近稳定而且可达到给定的H∞性能指标。利用Lypunov-Krasovskii和自由权矩阵方法,导出了由线性矩阵不等式表示的保证存在期望的控制器的时滞依赖的稳定性准则。利用计算机Matlab软件给出了一个仿真例子用以说明给出的方法的有效性。     

关于不确定线性时滞系统的H∞控制

讨论了在状态和受控输入中都含有时变时滞及有界参数扰动的不确定线性系统的鲁棒H∞ 控制。关于全状态无记忆反馈控制器的存在性 ,给出了Riccati方程型的充分条件和设计方法。该控制器不但能镇定此类时滞系统 ,而且可使其闭环系统的H∞ 范数小于某一给定上界。该结果是对文献 [5 ]中相应不确定时滞系统的保本控制到其H∞ 的自然推广。     

基于卡尔曼滤波的高超声速飞行器控制器设计

针对纵向模态和横航向模态都不稳定的一种通用的高超声速飞行器,建立了三维紊流及紊流梯度下的高超声速飞行器全状态线性化的动力学模型。在考虑三维紊流和紊流梯度干扰和系统测量噪声条件下,提出了一种基于离散卡尔曼滤波的全状态H∞反馈增稳控制器。该方法通过卡尔曼滤波器将状态估计值作为反馈量传递给H∞控制器,能保证存在三维大气紊流干扰,系统测量噪声和飞行条件变化所引起的系统参数矩阵摄动时的鲁棒性。仿真结果表明,不管是针对标称模型还是参数摄动后的模型,基于卡尔曼滤波器的H∞反馈增稳控制器能有效抑制外界干扰和系统自身参数摄动,说明该方法具有较强的鲁棒性。     

非线性系统的两种H∞控制方案

研究非线性系统的H∞控制问题。用T S模糊动态模型描述非线性系统,首先将全局模糊系统表示成不确定系统形式。采用鲁棒H∞控制策略,设计出使全局模糊系统渐近稳定的控制器。然后采用并行分配补偿法设计出使模糊系统全局渐近稳定的H∞控制器。两种方案都是将模糊控制与现代鲁棒控制相结合来解决非线性问题,避免了偏微分方程的求解和一些假定条件。一级倒立摆的仿真实验,验证了两种方案的控制效果。     

时滞系统基于LMI的鲁棒H_∞观测器设计

研究一类同时存在状态和控制输入不确定性的时滞系统基于观测器的鲁棒H∞ 控制问题。系统的不确定性参数是时变的 ,但其结构已知。通过构造观测器 ,并利用观测器状态进行反馈控制 ,使系统不仅鲁棒镇定 ,且具有一定的 H∞ 性能。鲁棒 H∞ 控制器的设计可通过求解两个线性矩阵不等式得到。并将结果推广到了多时滞情形。     

离散T-S模糊系统的输出反馈H_∞控制

研究离散T-S模糊系统的输出反馈镇定及输出反馈H∞控制问题. 通过引入松弛变量, 将离散T-S模糊系统的输出反馈镇定问题归结为求解一组线性矩阵不等式(LMIs), 进而给出基于LMI的输出反馈H∞控制器的设计方法. 该方法的优点是, 不仅可以用来设计阶数与原系统相等的全阶动态输出反馈控制器, 还可以设计降阶动态输出反馈控制器和静态输出反馈控制器. 最后通过仿真算例演示控制器设计方法.     

具有全扰动的不确定多时滞系统的鲁棒H∞控制

研究一类同时存在状态和控制输入不确定性的时滞系统基于观测器的鲁棒H∞控制问题.系统的不确定性参数是时变的,但其结构已知.通过构造观测器,并利用观测器状态进行反馈控制,使系统不仅鲁棒镇定,且具有一定的H∞性能.鲁棒H∞控制器的设计可通过求解两个线性矩阵不等式得到.并将结果推广到了多时滞情形.