基于广义逆理论的匹域极点配置研究

在控制理论及应用领域中,区域极点配置一直是控制系统设计的重要方法之一。该文针对线连续及离散时间系统提出了一种统一的基于广义逆理论的圆形区域极点配置方法,即设计状态反馈控制器,使闭环极点位于给定的圆状区域中。文中给出了期望控制器存在的充要条件及其参数代化数表示。     

基于输出反馈的区域极点配置

该文研究输出反馈情形下线性定常连续及离散系统区域极点配置的统一代数刻划问题,即利用完全参数化方法,设计输出反馈控制器,使闭环极点配置于指定圆形区域内。     

输出方差及圆形极点配置区约束下PI调节器设计

系统稳态输出方差和闭环极点位置分别表征了系统重要的稳态性及动态特性，因此只要通过设计控制器使闭环系统的输出方差在指定值以内，同时把闭环系统极点西置于左半复平面的一定区域就可使闭不系统具有良好的性能。该文通过一辅助Ｑ阵对连续单输入单输入单输出随机系统给出了记输出方差上限约束和指定圆形极点配置区的ＰＩ调节器设计，导出了ＰＩ调节器的参数表达式及其存在条件。     

基于极点配置的连续自适应控制器

把块脉冲函数的递推辨识算法与极点配置控制策略有机地结合起来，提出了一种新的连续时间自适应控制器。由于块脉冲函数递推辨识算法是一种能保持受控对象最小相位特性的连续时间参数估计方法，而极点配置控制策略是一种鲁棒控制方法，因此，本自适应控制器具有更加广阔的工程应用前景。文中给出了这种控制器的工作原理和设计方法，讨论了它的性能和实现问题。理论分析和水电站调速系统的仿真实验结果证实了本设计方法的有效性。     

圆盘区域极点约束鲁棒非脆弱控制

针对一类参数不确定线性系统,研究了具有圆盘区域极点约束的状态反馈鲁棒非脆弱控制器设计问题。系统中的参数不确定性满足范数有界条件,设计的非脆弱控制器具有加性和乘性不确定项。基于线性矩阵不等式(LMI),提出了将闭环系统极点配置到指定圆盘区域的状态反馈鲁棒非脆弱控制器存在的充分条件。然后利用G辅助变量替换技术拓展了圆盘极点配置的线性矩阵不等式(LMI)条件,提出保守度较低的状态反馈非脆弱控制器设计方法。数值仿真例子验证了给出的控制器设计方法的可行性。     

配置区域极点的约束方差设计:离散时间情形

该文研究线性离散随机系统在区域点及方差约束下的控制器设计问题，即设计状态反馈控制器，使闭环系统的极点位于给定区域内，同时稳态状态方差不大于预先给定值。     

基于圆盘极点约束的系统不确定项容忍区间分析

在线性系统中基于Lyapunov稳定性理论,讨论了双不确定项同时波动时其容忍区间的算法,并结合闭环极点配置和线性矩阵不等完成圆盘极点配置问题中系统不确定项的冗余设计。数值仿真验证了本文控制器设计方法的可行性。     

不确定系统的多指标约束方差控制：一种代数方法

该文研究不确定线性随机系统的多指标约束方差控制的综合设计问题，即设计鲁棒控制器，使半环系统在结构参数摄动的情况下保持鲁棒稳定，同时，其稳态方差不大于给定值，且闭不系统满足给定的圆形区域极点的约束及Ｈ∞干扰指标约束。该文利用奇异值分解理论和我逆理论，将上述多指标控制问题嵌入一修正的代数Ｒｉｃｃａｔｉ方程的求解过程中，并籍此给出期望的控制顺在条件及解析表达式，从而解决了多指标的约束方差控制设计问题。     

区域极点和多重输出约束下的离散时间系统保性能控制

对于范数有界参数不确定线性离散时间系统,设计鲁棒状态反馈控制器,使得对所有允许的不确定性,闭环系统极点均落在给定的圆形稳定区域中,系统的某些输出指标满足给定的约束,且系统的性能指标具有最小上界.基于Lyapunov稳定性理论及线性矩阵不等式(LMI)方法,给出鲁棒次优保性能状态反馈控制器存在的充分条件,进而提出最优保性能控制器的设计方法.通过数值算例验证该方法的可行性.     

基于扇形区域极点配置的静态输出反馈H_∞控制

针对线性定常系统,研究了扇形区域内极点配置的静态输出反馈H_∞控制问题。设计能够达到H_∞性能指标且符合区域极点配置要求的静态输出反馈控制器,以解决外部的扰动和区域对极点的限定问题;利用求解线性矩阵不等式组的方法,将具有H_∞指标约束和区域极点配置要求的静态输出反馈控制器设计问题转化成求一组线性矩阵不等式的可行解问题,借助MATLAB-LMI工具箱进行有效求解,得到了符合要求的可靠控制率,完成了扇形区域内H_∞静态输出反馈控制器的设计(其中的H_∞控制器为次优H_∞控制器)。所得结论不仅能使极点配置在给定的扇形区域内,也能够使闭环系统保持稳定性且达到给定的H_∞性能指标,从而保证了系统的性能,实现了期望的闭环极点。最后的数值仿真验证了本文结果的有效性和可行性。     

一类不确定线性切换系统的满意控制

针对一般的不确定线性切换系统,设计了闭环具有H∞指标且子系统具有区域极点指标、反馈增益指标及协方差指标的状态反馈控制器.建立了切换系统满足4个指标的充分条件,运用线性矩阵不等式将具有4个指标的状态反馈控制器设计问题转化为一组线性矩阵不等式（LMI）的可行解问题,并借助MATLAB中LMI工具箱,求解得到满足要求的状态反馈控制器.最后通过数值仿真,验证了所提出设计方法的有效性.     

离散随机系统输出反馈协方差配置

于由协主差配置理论可以比传统的控制设计方法更直接地将闭环系统状态协方差配置到指定值,因此该理论成为近年来人们研究的一个热点。然而,在已有的基于输出反馈的离散系统协方差控制文献中均未考虑测量噪声的影响。为此,该文研究含测量噪声的线性离散随机系统的输出反馈协方差控制问题,即设计输出反馈控制器,使闭环系统达到预先给定的稳态状态协方差。基于矩阵分解技巧和广义逆理论,文中导出了期望控制器存在的充要条件及其解     

不确定线性系统的鲁棒稳定化设计

该文基于Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性理论，研究了一般的不确定线性时滞系统的鲁棒稳定控制器设计问题，给出了此类控制器存在的充要条件和解析表达式。并对一类特殊结构的不确定线性时滞系统，推导了相应的鲁棒稳定控制律，并举例说明该设计方法具有直接，有效的特点。     

具有完整性的容错控制系统设计：离散时间情形

该文研究了具有完整性的离散时间容错控制系统设计问题，即设计状态反馈控制器，使闭环系统对可能的传感器失效仍保持渐近稳定。基于一修正的代数高散Ｒｉｃｃａｔｉ方程，该文直接证明了怕容错控制器的存在性，并异出其解析表达式，提供了具体的控制设计步骤。     

误差方差及极点配置区约束下输出反馈控制器设计

在控制系统中，其稳态状态方差和闭环极点表征系统稳态及暂态性能的２个重要指标，一个理想的工程管制系统除了需具有良好的稳态特性外，还需要具有良好的暂态性能以保证过渡过程的品质要求，协方差控制理论在兼顾系统暂，稳态性能指标要求的应用中具有良好的实用效果，该文讨论连续系统在误差方差以及闭环极点配置区约束下，动态系统输出反馈控制器的设计问题，通过对反馈增益阵Ｇ的研究分析，给邮了此类控制器的存在条件及相关性质     

新型自校正控制算法

本文针对离散线性时不变随机系统给出了一种新型自校正控制算法，它的基本设计目标是：在采用极点配置设计方法的前提下，设计控制器，使其用于输出调节时Ｅｙ２（ｔ）尽可能小，并且使得它在用于跟踪一类有界参考输出ｙ（ｔ）时Ｅ（ｙ（ｔ）－ｙ（ｔ））２尽可能小，所举例子及仿真结果都说明了本文算法的有效性．     

多指标约束下的容错控制系统设计

对一类线性不确定系统,研究了区域极点指标、H∞指标和方差指标约束下的容错控制器的设计问题.在更一般、更实际的执行器故障模型下,利用线性矩阵不等式方法,建立了容错控制中三类指标的相容性理论.分析了与区域极点指标相容的H∞指标和方差指标的取值范围,并在相容指标约束下给出了有效的控制器设计方法.仿真实例验证了结果的有效性.     

具有完整性的控制系统设计方法

该文研究线性连续系统的容错控制问题，即设计反馈控制器，使闭环系统对可能的执行器失效具有完整性。该文利用代数方法，直接证明了期望的容错控制器的存在性，并导出了其解析表达式。最后，用数值例子说明这种方法的直接性与简单性。