不确定奇异分数阶互联系统非脆弱分散H∞控制

研究了阶次在0到1上的不确定奇异分数阶互联系统的非脆弱分散H_∞控制问题.对现有的奇异分数阶线性系统容许且满足H_∞性能的判定条件进行推广，以严格线性矩阵不等式的形式给出新的判定准则；通过对互联系统特殊结构的分析，利用线性矩阵不等式方法和矩阵分解技术，分别在加法和乘法控制器增益扰动下，给出非脆弱分散H_∞控制器存在的充分条件和设计方法.在控制器的设计过程中，对互联矩阵没有加以限定，得到严格的线性矩阵不等式判据，在一定程度上降低了系统的保守性.利用LMI工具箱及Simulink数值仿真验证了结论的有效性.     

T-S模糊切换系统的非脆弱鲁棒H∞ 控制

为解决传统控制器在存在参数摄动时使闭环系统可靠性及期望的动态性能下降问题,针对一类基于T-S 模糊模型描述的不确定非线性时变时滞切换系统,进行了非脆弱鲁棒H∞控制器设计。首先,应用平行分布补偿法( PDC: Parallel Distributed Compensation) 算法,建立了非线性切换闭环系统的全局模糊模型; 其次,基于平均驻留时间法( ADT: Average Dwell Time) 通过构造出模糊基依赖的Lyapunov-Krasovskii 泛函,得到闭环系统非脆弱鲁棒H_∞控制器存在条件,并将控制器的设计转化为求解一组线性矩阵不等式的凸优化问题。最后,仿真算例验证了该方法的可行性。     

模态依赖时滞不确定Markov跳变系统的鲁棒H∞容错控制

针对一类具有模态依赖时变输入时滞和状态时滞的不确定奇异Markov跳变系统,在执行器发生故障的情况下,研究了其鲁棒H_∞容错控制问题. 基于积分不等式的方法,通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函,给出了此类系统存在无记忆状态反馈鲁棒容错控制律的充分条件,并设计了鲁棒H_∞容错控制器,使得闭环系统稳定且满足一定的H_∞干扰抑制水平.最后,仿真算例验证了该方法的有效性.     

基于鲁棒H∞的无人机飞行控制系统设计及实现

为解决无人机飞行过程中由于外界干扰及被控对象模型摄动引起的系统不确定性问题,提出了一种易于工程实现的鲁棒H_∞自动驾驶仪设计方法. 建立了描述无人机运动的线性化模型,选取权函数并构造了广义被控对象,利用鲁棒H_∞理论进行了控制器设计. 考虑到硬件实现,对鲁棒H_∞控制器进行了模型降阶和离散化,并将离散的控制器代码植入自动驾驶仪的DSP芯片中. 半物理仿真结果表明,无人机在自动驾驶仪作用下可以准确跟踪参考信号,各项运动参数满足设计指标,鲁棒H_∞控制器可应用于无人机飞行控制系统.      

基于LMI的建筑结构地震动H2/H∞混合控制

从H∞干扰抑制理论出发,基于线性矩阵不等式（LMI）多目标控制理论,设计出H_∞控制器和具有H2性能指标的H₂/H_∞混合控制器,通过平衡H2性能和H∞性能关系,使得结构的加速度响应得到进一步减小.最后通过算例证实了这些控制器对地震作用的抑制性能.     

马尔科夫跳变系统的H∞-自适应变结构控制

研究了一类带有一般不确定转移速率的非线性广义时滞马尔科夫跳变系统的H_∞-自适应变结构控制问题.首先,针对系统中的非线性未知参数设计由线性控制器和自适应控制器组成的混合控制器,构建Lyapunov泛函,使得系统的轨迹趋近于状态空间曲面且闭环系统随机容许,满足H_∞性能γ.进而考虑一般不确定转移速率矩阵的特性,构造严格线性矩阵不等式,使结论更具一般性.最后,通过数值算例及图像仿真验证了这类控制方法的有效性和可行性.     

四旋翼飞行器系统的自适应神经网络有界H∞跟踪控制

针对有外部扰动的四旋翼飞行器系统,采用backstepping方法解决四旋翼飞行器系统在有界稳定情况下难以实现的H_∞跟踪控制问题.考虑各子系统间的耦合项、空气阻力和外界干扰对四旋翼飞行器系统产生的影响,设计四旋翼飞行器系统的自适应神经网络有界H_∞跟踪控制器.仿真结果表明：设计的控制器能保证四旋翼飞行器系统较精确地跟踪参考轨迹,且对外界干扰具有有界H_∞抑制性能.研究结果能为四旋翼飞行器系统的抗干扰设计提供理论指导.     

TCP/AWM网络系统的H∞拥塞跟踪控制

对于TCP/AWM网络系统拥塞跟踪控制问题，提出了一种基于AWM机制的拥塞控制策略设计思想.针对网络系统的非线性模型，采用坐标变换将其转化为具有下三角结构的误差模型.采用backstepping技术设计了H_∞控制器.考虑到系统中存在UDP流干扰的情况，设计了H_∞性能函数，对干扰起到良好的抑制作用，将backstepping技术与H_∞性能函数相结合得到了误差系统稳定的充分条件.仿真结果表明，所提控制方法可以快速稳定队列长度，并且在UDP流占据接近一半的链路带宽时依然有效.     

一类非线性切换系统基于观测器的 H ∞ 输出跟踪控制

对一类非线性切换系统,研究了其基于观测器的H∞输出跟踪控制问题.借助微分中值定理,将非线性切换系统转化为线性参数切换系统.当状态变量不可测或不易测时,基于平均驻留时间方法,给出系统在基于观测器的反馈控制器以及满足平均驻留时间条件的切换信号下带有权重的H∞输出跟踪控制问题可解的充分条件.仿真实例证明了设计方法的有效性.     

机械臂系统快速有限时间有界H∞量化跟踪控制

针对量化输入的电机驱动机械臂系统,研究其快速有限时间有界H_∞量化跟踪控制问题,设计基于指令滤波的神经网络快速有限时间有界H_∞量化跟踪控制器.采用指令滤波技术解决backstepping方法的“微分爆炸”问题,且避免有限时间控制设计中出现奇点.仿真结果表明该控制器具有有效性.研究结果能为机械臂系统的抗干扰设计提供理论指导.     

切换系统的H∞动态输出反馈控制

研究一类具有扰动的线性切换系统在任意切换策略下的鲁棒H∞控制问题．基于线性矩阵不等式（LMI）、H∞控制理论和Lyapunov函数方法，给出了线性切换系统的H∞动态输出反馈控制器存在的充分条件和设计方法．由该方法设计的控制器不但使闭环系统渐近稳定且具有H∞性能界γ，最后用仿真算例验证了文中结论的有效性．     

一类带有随机丢包和执行器饱和的网络化非线性系统的鲁棒H∞控制

该文研究了在随机丢包和执行器饱和的影响下网络化非线性系统的鲁棒H_∞控制问题.丢包遵循伯努利随机二项分布,并且发生在两个通信信道中.通过引入一组辅助矩阵,将执行器饱和限制在凸包中.在以上因素均存在的情况下,设计了一个H_∞反馈控制器,使闭环系统在均方条件下指数稳定,并达到规定的H_∞性能.最后,通过仿真例子验证了所提出方法的有效性.     

Round-Robin协议下非线性时变系统的保概率H∞滤波

针对实际系统存在各种不可预知的扰动,造成系统很难精确地达到期望的各项性能指标,研究了基于Round-Robin协议的一类非线性时变系统的保概率H_∞滤波问题。利用概率约束H_∞性能指标,使该系统更贴近实际工程应用。同时,考虑在数据传输过程中产生的网络拥塞和资源占用现象,采用Round-Robin协议对网络节点间的数据传输进行调度。考虑信号从传感器至待设计滤波器传输过程中具有非线性扰动,构造保概率非脆弱H_∞滤波器。其不确定参数由服从均匀分布且相互独立的随机变量控制,同时通过寻求线性矩阵不等式工箱设计能在概率约束下保证性能要求的滤波器。利用递推线性矩阵不等式方法求解保概率H_∞滤波问题。最后,通过仿真示例,证明所提出的滤波方案的有效性。     

不确定时滞离散切换广义系统的鲁棒H∞控制

研究了一类具有不确定性和时滞依赖的离散切换广义系统的鲁棒H∞控制问题.首先,基于线性矩阵不等式基础,结合完备性理论,利用多Lyapunov函数方法,在适当的切换规则作用下,给出了这类系统对于所有容许的不确定性,鲁棒镇定且具有H∞范数界的充分条件;然后基于此条件,通过设计相应的状态反馈子控制器,得到了保证闭环系统鲁棒稳定且具有H∞范数界的时滞依赖条件.数值算例表明了该方法的有效性.     

基于混杂切换方法的离散切换系统状态反馈H∞控制

利用时变Lyapunov函数考虑离散切换系统的H∞控制问题.针对每个子系统都不稳定的问题,设计了一个同时依赖状态和时间的切换律.在该切换律下,得到了系统稳定性、l2增益性能及控制器设计的条件.当没有驻留时间约束时,该方法就退化为最小切换,故所提方法为离散切换系统的分析提供了更一般的框架.此外,去掉了对每个子系统的H∞控制问题可解性的要求.     

一类综合控制系统的动态输出反馈H∞控制器设计

基于稳定性分析理论,利用线性矩阵不等式方法和交叉项界定法,设计无记忆和记忆的动态输出反馈H_∞控制器,构造新的Lyapunov-Krasovskii(L-K)泛函,推出动态输出反馈控制在满足H_∞性能指标条件下渐近稳定的充分性判据,所得定理适用于标准和非标准情形.通过算例验证控制方法有效.     

基于LPV/H∞鲁棒控制的重型商用车自动循迹

在重型商用车自动循迹过程中,外部干扰的不确定性和系统状态的非线性通常会降低轨迹跟踪精度,为控制器的设计带来很大挑战。该文提出了一种新型重型商用车线性参数时变（linear parameter varying, LPV）/H_∞鲁棒控制器,解决了道路曲率的不确定性和纵向车速的时变性带来的轨迹跟踪精度降低的问题。对系统性能指标进行加权,利用增广的商用车四自由度动力学模型和轨迹跟踪模型设计了重型商用车横向H_∞鲁棒控制器;针对车辆纵向速度时变的问题,设计了改进的梯形多胞体LPV控制器。最终,通过联合仿真和硬件在环实验,验证了该控制算法的有效性和实时性。研究结果表明：该LPV/H_∞控制算法改善了原有控制算法的保守性,在保证重型商用车自动循迹稳定性的同时,能够显著提升轨迹跟踪精度。     

一类具有记忆的线性切换系统的鲁棒H∞控制

采用Lyapunov-Krasovskii泛函、Schur补引理和线性矩阵不等式方法,设计了带有记忆的控制器,研究不确定参数的线性切换系统及鲁棒H_∞控制问题,在任意切换策略下,导出鲁棒H_∞控制器的充分条件。采用带有记忆的控制器,分析了系统的稳定性及H_∞性能,并通过仿真实例证实了结论的有效性。     

不确定切换时滞线性系统的状态反馈鲁棒H_∞控制

研究一类由任意有限多个具有参数不确定性和状态时滞的线性子系统组成的切换系统的状态反馈鲁棒H∞控制问题,利用Lyapunoy函数方法和凸组合技术,给出由矩阵不等式表示的控制器存在的充分条件,并设计了相应的子控制器和切换规则.采用变量替代方法,将该矩阵不等式转化为一组线性矩阵不等式(LMIs),最后给出一个求解状态反馈控制器增益矩阵的仿真算例.     

一类不确定脉冲切换系统的鲁棒非脆弱H∞控制

研究含范数有界不确定性的脉冲切换系统的鲁棒非脆弱H∞控制问题.笔者考虑的控制器增益摄动包括加性摄动和乘性摄动两种形式.利用线性矩阵不等式技术得到了非脆弱控制器存在的充分条件以及控制器增益的求解方法;所设计的控制器在容许的增益摄动下,保证了闭环系统的鲁棒指数稳定性和H∞性能指标.算例验证了设计方法的有效性.