T-S模糊控制系统稳定性分析及控制器设计

研究了在新型的模糊Lyapunov方法下连续T-S模糊控制系统稳定性和模糊控制器设计问题,首先,得出了自由系统新的稳定性充分条件,这个条件具有更大的宽松性;然后基于一系列线性矩阵不等式设计了模糊控制器,这些矩阵不等式可以利用凸优化技术来进行解决。通过对两个具体的实例的仿真验证了本算法的有效性。     

基于LMI的模糊控制器设计

对于许多实际的非线性系统,状态变量往往不能获取或难于测量。因此设计模糊状态观测器来估计状态变量是非常必要的。针对T-S模糊模型近似描述的非线性系统,提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的具有区域极点配置功能的模糊控制器和模糊状态观测器的设计方法。首先利用并行分布补偿(PDC)设计思想和基于线性矩阵不等式(LMI)的极点配置理论,将闭环系统的全局渐进稳定性要求,性能指标及控制量约束条件统一到线性矩阵不等式框架内。然后求解线性矩阵不等式族获得控制器和观测器参数。最后将该设计方法应用于倒立摆的平衡控制中,通过仿真曲线可以看出该方法设计的控制器可使倒立摆稳定并满足指定的性能指标,因此该设计方法是有效的。     

基于T-S模糊模型的混沌系统鲁棒控制器设计

研究具有参数不确定混沌系统基于T S(Takagi Sugeno)模糊模型的鲁棒控制器设计。首先利用IF THEN模糊规则把不确定非线性系统的状态空间分成不同的区域,构建具有参数不确定性的T S模糊模型;然后提出使得系统在平衡点渐近稳定的鲁棒模糊控制器设计。该方法通过解一组线性矩阵不等式分别设计局部控制器,通过并行分布补偿的方法设计T S模糊系统的鲁棒控制器,渐近稳定性的条件更为宽松,能够有效降低鲁棒控制器设计的保守性。最后以Lorenz混沌系统为例,研究混沌系统的鲁棒控制器设计,仿真研究结果表明所设计的鲁棒控制器对参数不确定Lorenz混沌系统具有良好的控制效果。     

一类不确定时延网络控制系统的模糊控制

针对网络控制系统(NCS)同时存在网络诱导时延和数据包丢失的情况,讨论了如何设计控制器的问题。首先,给出了一种新的闭环网络控制系统的建模方法——模糊T-S方法,利用这种模糊模型去逼近非线性网络控制系统,使之局部线性化,并在此模型的基础上应用平行分布补偿原理设计了网络控制系统模糊控制器。进而,应用Lyapunov理论和LMI方法,研究了模糊NCS的稳定性问题,同时基于线性矩阵不等式给出依赖状态时滞和网络诱导时延的状态反馈模糊控制器的设计方法,并获得使模糊NCS稳定的充分条件。通过两个仿真实例验证了该控制方法的有效性。     

一种新型模糊控制器设计与稳定性分析

基于T-S模糊动态模型，采用模糊模型相除补偿(CDF)技术和线性矩阵不等式(LMI)方法，设计了一种新型模糊控制器，并进行了稳定性分析。非线性质量弹簧阻尼系统的仿真结果表明了该方案的有效性．与传统的并行分配补偿法(PDC)相比，所设计的控制器具有更小的保守性。     

基于模糊双曲模型的非脆弱控制及其仿真研究

提出一种基于模糊双曲模型(FHM)的非脆弱保性能控制器设计方法.首先,用模糊双曲模型来表述一类离散非线性系统,建立基于模糊双曲模型的控制器.然后,同时考虑了加性和乘性两种形式的控制器增益摄动,利用Lyapunov方法和FHM的结构特点建立非脆弱保性能控制器的存在条件.其次,使用线性矩阵不等式(LMI)方法设计该控制器以保证闭环系统是渐近稳定的,并且可以通过求解一个基于LMl的优化问题,得到最优的控制器增益矩阵,同时使得保性能指标的上界最小.最后,通过仿真研究表明该方法的有效性.     

T-S离散模糊控制系统的二次稳定性研究

研究了Takagi-Sugeno离散模糊控制系统的二次稳定性问题。运用Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式技术,在一个由模糊子系统的系数矩阵构成的负定矩阵中,充分考虑模糊子系统间的相互作用,得到了在并行分布补偿控制器作用下,闭环离散模糊系统二次稳定的充分条件。这些稳定性条件以线性矩阵不等式的形式给出,因而具有数值易解性。     

一类时滞系统的模糊跟踪控制及其仿真

研究了一种基于模糊T-S模型的非线性时滞系统模糊跟踪控制问题。首先利用模糊T-S模型对不确定非线性系统进行模糊建模,然后在此基础上研究了模糊系统在状态可测与不可测的情况下的模糊跟踪问题。控制器的设计避开了复杂的精确反馈线性化与自适应方法。采用本方法,可将控制器的设计问题转化为求解线性矩阵不等式问题,再利用凸优化技术可将其有效地解决。因此该方法既简单又实用,并且通过仿真实例说明了它的有效性与正确性。     

基于粒子群的控制器参数模糊规则自动提取

设计一种移动机器人轨迹跟踪控制器并利用Lyapunov稳定性定理证明了该控制器的全局稳定性。针对人为设定该类控制器参数工作量较大,根据移动机器人跟踪控制过程的非线性本质,提出了一种采用模糊非线性参数的跟踪控制方法。在无先验知识的前提下,利用粒子群算法自动提取控制器参数的模糊规则基。设计一种动态群体的粒子群方法,使得种群的多样性得到保证,减少局部收敛的可能,同时又不会对已有种群的模式造成巨大破坏。对比实验验证了该方法的有效性。     

基于区间方法的模糊系统稳定性分析与设计

基于区间矩阵的等价表示方法,将非线性时变的模糊控制系统稳定性分析问题转化为带有时变不确定性的线性系统鲁棒稳定性问题。首先,得到T-S模糊系统地二次稳定的充分必要条件,同时给出了控制器的实现算法。在子系统输入矩阵相同的情况下,得到了模糊系统可二次镇定的充分必要条件,进而设计出模糊控制器。仿真结果证明了此方法的有效性。     

T-S模糊系统的鲁棒局部稳定

研究一类不确定T-S模糊系统的鲁棒局部稳定及鲁棒局部镇定问题。首先给出T-S模糊系统局部稳定的定义,并利用一种非二次Lyapunov函数得到T-S模糊系统鲁棒局部稳定的充分条件,然后给出一种新的非PDC控制器,进而利用非二次Lyapunov函数得到基于这种非PDC控制器的局部鲁棒镇定控制器设计方法。该方法基于线性矩阵不等式(LMI),结构简单,且具有较低的保守性。仿真算例证明了所提方法的可行性。     

Robust H∞ controller design for a class of nonlinear fuzzy time-delay systems

The problem of fuzzy modeling for state and input time-delays systems with a class of nonlinear uncertainties by fuzzy T-S model is addressed. By using the linear matrix inequality (LMI) method, the problem of fuzzy robust H∞ controller design for the system is studied. Assuming that the nonlinear uncertain functions in the model considered are gain-bounded, a sufficient condition for the robustly asymptotic stability of the closed-loop system is obtained via Lyapunov stability theory. By solving the LMI, a feedback control law which guarantees the robustly asymptotic stability of the closed-loop system is constructed and the effect of the disturbance input on the controlled output is ruduced to a prescribed level.     

一类参数不确定性混沌系统的T-S模糊控制

针对一类参数不确定性混沌系统,首次提出利用区间矩阵理论描述其不确定性,进而用T-S模糊模型对其进行精确描述的新方法.在此T-S模糊模型的基础上,给出一种基于并行分布补偿(PDC)技术的状态反馈控制器设计方法,并用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的鲁棒稳定性.该方法充分考虑了模糊子系统之间的相互作用.状态反馈控制器增益矩阵可以通过求解一组线性矩阵不等式(LMIs)获得.仿真结果验证了所提方法的有效性.     

T-S模糊系统输出直接反馈控制器设计

讨论了T-S模糊系统输出直接反馈控制器的稳定性分析和设计方法。为了减小稳定性分析的保守性和难度,充分利用模糊规则前件变量模糊隶属度函数的结构信息,对前件变量采用标准模糊分划的T-S模糊系统输出直接反馈控制器进行了研究,获得了稳定性条件。在稳定性分析的基础上,采用平行分布补偿法(PDC)和线性矩阵不等式方法(LMI),研究了输出直接反馈控制器的设计。通过对一个非线性质量块-弹簧-阻尼器系统输出反馈控制器的设计和计算机仿真,验证了方法的有效性。     

Static output feedback control for discrete-time fuzzy bilinear system

The problem of designing fuzzy static output feedback controller for T-S discrete-time fuzzy bilinear system (DFBS) is presented.Based on parallel distribution compensation method,some sufficient conditions are derived to guarantee the stability of the overall fuzzy system.The stabilization conditions are further formulated into linear matrix inequality (LMI) so that the desired controller can be easily obtained by using the Matlab LMI toolbox.In comparison with the existing results,the drawbacks,such as coordinate transformation,same output matrices,have been eliminated.Finally,a simulation example shows that the approach is effective.     

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。     

非线性系统的T-S模糊建模与控制

研究了非线性系统的T-S模糊建模与控制问题，并应用到一级倒立摆的模糊建模中，采用并行分配补偿法（PDC）设计控制器，并用线性矩阵不等式（LMI）计算控制器参数，仿真验证建模正确，控制器简洁有效。     

一种简单的模糊鲁棒二次稳定控制器设计

研究非线性系统的稳定控制问题，采用模糊动态模型方法，并将全局模糊系统模型表示成不确定系统形式。在满足匹配条件下，采用一种简单的鲁棒二次稳定控制器设计方法，设计出便模糊系统全局渐近稳定的控制器。避免了并行分配补偿法中求解公共矩阵P的困难。一级倒立摆的模糊控制器设计实例，证明了方案的简洁有效。     

Delay-dependent robust H∞ control of convex polyhedral uncertain fuzzy systems

The robust H∞ control problem for a class of uncertain Takagi-Sugeno fuzzy systems with time-varying state delays is studied. The uncertain parameters are supposed to reside in a polytope. Based on the delay-dependent Lyapunov functional method, a new delay-dependent robust H∞ fuzzy controller, which depends on the size of the delays and the derivative of the delays, is presented in term of linear matrix inequalities (LMIs). For all admissible uncertainties and delays, the controller guarantees not only the asymptotic stability of the system but also the prescribed H∞ attenuation level. In addition, the effectiveness of the proposed design method is demonstrated by a numerical example.