Riccati方程的降阶与广义系统的最优预见控制

研究了一类广义离散时间线性系统的预见控制问题.首先通过对系统方程,误差向量和可预见的目标值信号取差分,构造出一个扩大误差系统,把广义系统的预见控制问题转化为一个形式上的普通广义系统的控制问题.然后利用广义系统最优控制理论的结果,得到广义系统的带有预见前馈补偿的控制器.同时通过详细推导,把一个阶数很高的矩阵Riccati方程降为一个阶数很低的Riccati方程,从而使闭环系统可以实现.     

具有多采样率及状态时滞的线性离散时间系统的预见控制

研究了输入多采样率型离散时间控制系统的预见控制器设计问题.首先利用提升技术从形式上消除多采样率特点和状态时滞,把问题转化为一个普通的单采样率无时滞系统的控制器设计问题.由于状态时滞的存在,提升过程中会引入输入量的历史值.把这些历史值和状态时滞项一起放入扩大系统的状态向量中,因此提升过程不会引入误差.针对提升后的系统,利用最优预见控制的标准处理方法,通过构造扩大误差系统,把问题转化为调节问题,最后给出带有预见补偿的最优控制器.再经过变换,得到原系统的预见控制器.同时对预见控制器的存在条件进行了讨论.数值仿真表明,本文所设计的预见控制器是有效的.     

带有状态时滞的多采样率线性离散时间系统的最优预见控制器设计

研究了一类具有状态时滞的多采样率离散时间控制系统,对这类系统给出了一种最优预见控制器的设计方法.首先利用离散时间系统提升技术,把所研究的系统转化成单一采样的扩大系统;然后利用构造扩大误差系统的方法引入积分器;再对扩大误差系统应用通常的线性二次型最优预见伺服系统设计方法设计控制器,从而得到原系统的最优预见控制器.同时还对扩大误差系统的能控性和能观测性进行了讨论,并通过数值仿真说明了控制器的有效性.     

具有跟踪鲁棒性能的H∞最优预见控制

研究了一类不确定离散时间系统的鲁棒H∞预见控制问题。其中采用一种新的方法构造扩大误差系统,避免对时变的系数矩阵取差分,从而成功构造简化的扩大误差系统。然后针对所求得的不确定系统的扩大误差系统,通过引入带有预见作用的状态反馈,研究鲁棒H∞保成本控制问题,得到确保鲁棒H∞控制器存在的充分条件及H∞状态反馈控制器的设计方法。该条件可以通过求解一个线性矩阵不等式优化问题而实现。所得控制器回到原系统就得到带有预见作用的最优预见控制器。而且,通过引入积分器,实现闭环系统对目标值信号的鲁棒无静差跟踪。最后的数值算例说明了本文理论的有效性。     

多重采样离散时间系统的最优预见伺服控制器设计

研究了具有多重采样特点的离散时间控制系统,对这类系统给出了一种最优预见控制器的设计方法.首先利用离散时间系统提升技术,把多重采样离散时间系统转化成单一采样的扩大系统.然后利用构造扩大误差系统的方法引入积分器.再对扩大误差系统应用通常的线性二次型最优预见伺服系统设计方法设计控制器,从而得到原系统的多重采样最优预见控制器.     

多重状态和控制时滞并存的不确定系统鲁棒H∞控制

研究了同时具有多重状态和控制时变时滞不确定系统的鲁棒H∞控制,其中的不确定性是时变的,并且时滞同时存在于控制和状态.通过构造一种状态反馈控制律,建立适当的Lyapunov泛函,综合考虑不确定因素以及时滞对系统稳定性的影响,证明了所构造的状态反馈控制律不仅可以使得相应的闭环系统达到渐近稳定,而且给出了其满足一定鲁棒H∞性能指标的Riccati方程.所设计的控制器可以很好的达到抑制系统干扰的目的.     

不确定离散时滞系统的H∞保性能预见控制

针对一类具有凸多面体不确定常参数的离散时间时滞系统,研究其H∞最优保性能预见控制器的设计方法。首先,与以往不同,本文的扩大误差系统仍然保留了时滞,以保证扩大误差系统的状态向量维数不随时滞的增加而增加。其次,针对所构造的扩大误差系统,设计有记忆的状态反馈控制器,并利用线性矩阵不等式方法,导出确保所求控制器存在的条件及该控制器设计的方法。最后,通过建立并求解一个含线性矩阵不等式约束的凸优化问题,给出扩大误差系统的鲁棒H∞保性能控制器,该控制器对于原系统来说就是鲁棒H∞保性能预见控制器。     

基于Riccati方程的时滞不确定性系统鲁棒H∞滤波器设计

研究含有状态时滞的参数不确定性系统的鲁棒 H∞ 滤波器设计问题 ,其中系统的参数不确定性是时变和模有界的 .针对连续系统和离散系统两种情况 ,以时滞系统的鲁棒稳定性引理为基础 ,利用修正的 Riccati型不等式推导了使得滤波系统 H∞ 范数满足指定要求的滤波器存在的充分条件 ,并且通过两个代数 Riccati方程的正定解参数化表示了该滤波器 .仿真结果表明了该方法的有效性和可行性     

时变时滞不确定组合系统基于观测器的鲁棒控制器的设计

针对同时具有时变状态时滞和时变控制时滞的不确定组合系统,设计出基于观测器的鲁棒分散控制器·系统中不确定性为未知时变且范数有界的·根据Razumikhintype理论和Lyapunov稳定性理论,获得了系统可鲁棒分散镇定的充分条件,最终通过求解2N个低维Riccati方程来构造相应的控制律,适当个数的可调参数既具有灵活性,又利于数值计算     

具正负系数的二阶非线性变时滞差分方程的振动性定理

本文研究了一类具有正负系数的二阶非线性中立型变时滞差分方程的振动性,利用Riccati变换技术,通过引入二重序列H(n,s),获得了该类方程振动的一些新的准则.     

基于Delta变换的时滞采样系统的最优减振控制

运用Delta变换的方法研究Delta域内含有控制器-执行器延时和传感器-控制器延时的采样系统最优减振控制律的设计问题.首先将时滞采样系统离散化,再利用系统转换方法和Delta算子将离散时滞系统转换为Delta域无时滞系统;然后通过求解Delta域Riccati代数方程和Delta域Stein矩阵方程得到前馈反馈最优减振控制律;最后运用仿真示例证明所设计的控制律能够有效补偿时滞及扰动对系统造成的影响.       

控制时滞与测量时滞采样系统的最优扰动抑制

研究在持续外部扰动作用下,具有控制时滞和测量时滞的采样线性系统前馈-反馈最优扰动抑制控制器设计问题.首先将采样系统离散化为时滞离散系统,再利用模型转换将时滞离散系统转换为无时滞系统;对转换后的系统设计前馈-反馈最优控制器,证明其存在唯一性;通过求解Riccati矩阵方程和Stein方程,设计含控制记忆项的最优控制律,利用控制记忆项补偿时滞对系统产生的影响;然后通过构造降维状态观测器解决前馈控制物理不可实现以及状态不完全可测的问题.最后通过仿真示例,证实运用模型转换方法所设计的最优扰动抑制控制器,能够有效地补偿时滞给系统带来的影响,并实现扰动抑制.     

非线性系统控制器综合的一种新方法(英文)

基于正切线性化控制技术和状态依赖Riccati微分方程方法,提出了一种新的非线性控制器综合策略.受正切线性化控制的启发,首先,将一类非线性系统的非线性反馈镇定问题转化为状态依赖线性时变系统的反馈镇定器设计问题.然后,给出了求解导出线性时变系统反馈镇定器设计问题的一种基于状态依赖Riccati微分方程方法.为实现该控制器的求解,仅需实时求解给定正定初始条件下的状态依赖Riccati微分方程.此外,本文所得到的解析结果还能保证非线性闭环反馈系统的指数渐近稳定性.最后,用一个数值算例验证了本文给出方法的有效性.     

状态滞后区间系统的鲁棒H∞控制

研究了系统矩阵、时滞矩阵和输入矩阵均含有不确定性的状态滞后区间矩阵系统的H∞鲁棒控制问题.利用区间矩阵定义的等价形式使其结构化,运用矩阵不等式给出了时滞区间控制系统H∞鲁棒镇定的充分条件,并根据所给充分条件解一个代数R iccati方程,从而得到H∞鲁棒镇定控制律.     

一类时滞广义系统的鲁棒控制

针对一类状态和输入均带有时滞和扰动且输出带有扰动的不确定广义系统,研究了该系统的鲁棒控制问题。利用Riccati方程的方法通过选择适当的lyapunov函数,得到该广义系统渐近稳定的充分条件.并基于Riccati方程给出了该控制器的设计方法.使得对于所有允许的不确定性,闭环系统渐近稳定且具有性能指标.仿真实例表明了该设计方法的有效性。     

Optimal Synchronous Trajectory Tracking Control of Wafer and Reticle Stages

An optimal synchronous trajectory tracking controller was developed for multi-axis systems. The position synchronization error on each axis was defined as the position difference between this axis and the following axes. The following error of each axis, the synchronization error, and its derivative were considered in the cost function. A Riccati equation was deduced from the Hamilton-Pontryagin equation. The optimal control law was set up from the Riccati equation solution. Simulations of a two-axis system...