基于代数判据的奇异系统输出反馈设计新方法

针对奇异系统提出一种静态输出反馈控制设计新方法.首先，利用矩阵迹不等式研究奇异系统容许性问题，并提出奇异系统容许(正则、无脉冲、稳定)的代数判据.其次，在系统容许性分析理论结果基础上，设计静态输出反馈控制器保证闭环奇异系统容许性，同时给出矩阵迹不等式的求解方法完成输出反馈控制器设计.与已有的基于线性矩阵不等式求解静态输出反馈控制器方法不同，本文所提方法不需要对输出矩阵进行特殊设定.最后，通过仿真例子表明所提理论方法的可行性和有效性，并且此方法也适用于正常系统输出反馈控制设计.     

广义系统静态输出反馈控制的一个新方法

对广义系统提出了一种新的、简单的静态输出反馈控制器的设计方法.通过引入辅助矩阵变量,对含有Lyapunov矩阵和输出反馈控制器增益矩阵的双线性不等式进行解耦,并结合变量替换法将双线性不等式及包含Lyapunov矩阵的非严格不等式转化为线性矩阵不等式(LMI).利用这种方法,能够得到保证闭环广义系统容许性的LMI条件和静态输出反馈控制器.一个数值例子表明了所提方法的有效性.该方法很容易推广到正常系统的静态输出反馈控制.     

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。     

线性时滞系统带记忆静态输出反馈H∞控制

对于存在状态时滞的线性时滞系统,提出了无记忆与带记忆的复合H∞静态输出反馈控制器的设计问题,通过解相应的线性矩阵不等式求得满足设计要求的输出反馈控制器。最后给出一个数字仿真实例说明所得结论的有效性。     

抵御执行器故障扰动的二次性能指标可靠控制

针对线性不确定系统,在设计不确定系统保性能问题的基础上,提出了带有执行器故障的二次性能指标可靠控制问题。第一,设计静态输出反馈控制器给出了系统渐近稳定的充分条件,且满足二次性能指标。第二,考虑执行器连续增益故障,此时系统在原静态输出反馈控制器下无法维持原性能甚至是稳定性。第三,利用LMI给出了静态输出反馈可靠控制器且满足二次性能指标的设计方法。此控制器可使线性不确定系统在发生执行器故障后满足二次性能指标且依然保持稳定。最后,根据MATLAB仿真结果证明了该可靠控制器的科学性和严谨性。     

具有时变不确定性的广义系统的鲁棒H∞控制

研究具有一般形式的不确定广义系统的鲁棒H∞状态反馈和动态输出反馈控制器的设计问题·基于广义二次H∞性能概念,利用线性矩阵不等式,首先证明了如果存在鲁棒H∞动态状态反馈控制器,则必存在鲁棒H∞静态状态反馈控制器,然后给出鲁棒H∞静态状态反馈控制器存在的充要条件及构造方法,最后给出鲁棒H∞动态输出反馈控制器存在的充分条件以及相应的控制器构造·     

一类非线性离散时滞系统的H∞输出反馈控制

研究一类具有扇形非线性约束的非线性离散时滞系统的H∞动态输出反馈控制问题.对于所有容许的时滞和扇形非线性,基于Finsler引理和S-过程给出了使得闭环系统渐近稳定且满足H∞抗干扰衰减水平的动态输出反馈控制器存在的时滞独立的充分条件.通过求解相应的线性矩阵不等式可以得到控制器参数.数值仿真表明了设计方法的有效性.     

连续时间正系统的静态输出反馈鲁棒H∞控制

利用有界实引理和线性矩阵不等式技术,得到了连续时间正系统静态输出反馈H_∞控制问题可解的一个充要条件。在此基础上给出了连续时间正系统存在静态输出反馈鲁棒H_∞控制器的一个充分条件,所得条件均由带有矩阵等式约束的线性矩阵不等式给出。H_∞控制器增益矩阵可利用锥补线性化技巧来求解。最后,作为静态输出反馈的一种特殊情形,得到了状态反馈控制器存在的一个充分条件,并通过数值仿真验证了结论的正确性。     

随机通讯时延网络化切换系统H_∞静态输出反馈控制

针对数据包在网络传输中的随机时延情形,研究任意切换律作用下离散切换系统的H∞静态输出反馈问题.数据包包含系统的测量输出信号和切换信号,其时延由一个满足Bernou lli分布的随机变量来描述.选用切换Lyapunov函数,设计静态输出反馈控制器使得闭环系统在均方意义下指数稳定且具有H∞扰动衰减度γ.控制器的参数通过求解一组线性矩阵不等式获得.数值仿真结果表明了所提出设计方法的有效性.     

不确定系统受方差约束和鲁棒R稳定的H∞动态输出反馈控制

根据满意控制的思想,设计动态输出反馈控制器,使连续不确定系统满足预先给定的H∞指标、线性矩阵不等式(LMI)区域极点配置和方差约束指标,以保证系统具有期望的性能.利用线性矩阵不等式方法,将上述3类指标约束下的动态输出反馈控制器设计问题转化成一组LMI的可行解问题,借助Matlab-LMI工具箱进行有效求解.数值算例说明了所提出设计方法的有效性.     

线性离散系统的非脆弱混合H2/H∞动态输出反馈控制

基于不等式技术研究了线性离散系统的非脆弱混合H2/H∞控制器设计问题.所考虑的控制器具有乘性控制器增益不确定性.设计的动态输出反馈控制器能够保证闭环系统具有渐近稳定性,同时满足混合H2/H∞性能.针对凸多面体结构的不确定线性系统,其结果可推广到鲁棒非脆弱混合H2/H∞控制器的设计当中.最后,通过仿真算例证实了文中所给设计方法的有效性.     

一类关联时滞广义大系统的稳定性与分散镇定

该文研究了一类关联时滞广义大系统的稳定性和分散镇定问题，目的是设计一状态反馈分散控制器，使得闭环系统正则、脉冲自由且稳定。应用线性矩阵不等式方法，给出了该类关联时滞广义大系统的稳定性与分散镇定的充分条件。它们是一组严格的线性矩阵不等式。当这组条件可解时，给出了分散状态反馈控制器的严格线性矩阵不等式设计方法和控制律的表达式。最后给出算例仿真说明所给方法的应用。     

基于LMI的离散广义系统的容许性和鲁棒镇定性

本文主要研究了离散广义系统的容许性问题.利用离散广义系统的受限等价变换,提出了一个新的使离散广义系统容许的充分必要条件.通过引入一个中间矩阵,以配置系统矩阵的部分极点的方式来保证闭环系统的正则性,并设计了一个状态反馈控制器使得闭环系统容许.利用类似方法,对不确定离散广义系统的控制器设计问题进行了相应的讨论,得到了不确定离散广义系统鲁棒镇定的充分条件.本文提出的所有方法是严格的线性矩阵不等式(LMI).两个数值例子验证了本文方法的有效性.     

考虑时滞影响的分层非线性全局控制器的设计

提出了基于广域信息的分层控制器结构,第一层是负责计算全局信息（如功角中心、角速度中心）的广域控制器,第二层是将本地测量信号与全局信息相结合以得到控制规律的本地控制器.同时,为了克服基于线性二次调节的非线性全局控制器易受时滞影响的弊端,应用线性矩阵不等式的H∞控制理论提出了新的计及时滞影响的非线性全局综合控制器.四机系统的仿真结果表明,当考虑广域信息的时滞影响时,该控制器仍能快速平息系统的振荡,提高系统的稳定性.     

一类带有非线性摄动的时滞系统的鲁棒H∞控制

基于稳定性理论,该文研究了一类带有非线性摄动的时滞系统的H∞性能问题.通过构造Lyapunov函数推导出一个线性矩阵不等式,从而得到该系统具有H∞性能的充分条件;同时,通过求解这个线性矩阵不等式,即可获得鲁棒H∞控制器.给出系统具有H∞性能的两类时滞相关鲁棒稳定控制器.     

离散广义系统的无源控制

将无源的概念从非线性系统扩展到离散广义系统 ,进而研究离散广义系统在有界能量外部输入作用下的无源控制问题· 利用线性矩阵不等式和广义代数Riccati不等式 ,给出离散广义系统容许且严格无源的充分条件 ,并且基于此条件给出存在状态反馈控制器 ,使得闭环系统容许且严格无源的充分条件 ,同时提出了相应的控制器设计· 最后的数值算例说明了文中结论的有效性     

分布时滞不确定中立系统的动态输出反馈控制

研究了一类具有分布时滞的不确定中立系统的动态输出反馈控制器设计问题.目的是设计一个动态输出反馈控制器,使得闭环系统是渐近稳定的.基于Lyapunov稳定性理论,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了控制器存在的充分条件.最后,用数值算例验证了方法的可行性及有效性.     

双线性广义时滞系统的稳定性与无源控制

研究了离散的双线性广义时滞系统在外部输入作用下的稳定性和无源控制问题.利用线性矩阵不等式和广义代数Riccati不等式,给出了离散双线性广义时滞系统渐进稳定且严格无源的充分条件,并且基于此条件给出存在状态反馈控制器,使得闭环系统渐进稳定且严格无源的充分条件,同时给出相应的控制器设计.     

中立型时滞系统耗散性控制

研究了一类中立型时滞系统的耗散控制问题，基于线性矩阵不等式(LMIs)方法导出了耗散控制器存在的充分条件。通过线性矩阵不等式的可行解构造出耗散状态反馈律，相应的闭环系统是严格耗散的。其特殊情形可以为控制和无源控制。     

一类不确定非线性系统的鲁棒稳定控制器的设计

运用微分流形的分布为工具，先将一类多输入多输出不确定非线性系统通过对角状态反馈变换为一个状态矩阵为区间矩阵的不确定线性系统，把非线性系统的不确定性和对角状态反馈变换误差转化为区间矩阵。再对区间矩阵系统应用实对称矩阵集合的最小上界定理进行鲁棒控制器设计，从而达到对原非线性系统的鲁棒稳定控制。最后通过一个算例验征了该方法的有效性。