汽车主动悬架H2/H多目标控制线性矩阵不等式方法

采用七自由度整车模型,以实现较好的平顺性和操纵稳定性为目标,选取路面垂直速度扰动到输出平顺性评价信号传递函数的H2范数为平顺性指标,路面垂直速度扰动到输出操纵稳定性评价信号传递函数的H范数为操纵稳定性指标,设计了基于LMI(linear matrix inequality线性矩阵不等式)算法的主动悬架H2/H多目标输出反馈控制器。研究结果表明,该控制器能在有效改善汽车的平顺性的同时不过分降低操纵稳定性,较好地解决了平顺性与操纵稳定性指标之间的矛盾。     

不确定广义变时滞系统输出反馈H∞控制

考虑一类状态和输入同时具有变时滞的不确定性广义时滞系统输出反馈H∞控制器设计问题·不确定性假设是非线性的但范数有界,在适当的假设下利用线性矩阵不等式方法和Lyapunov函数方法相结合,给出了广义时滞系统动态输出反馈鲁棒H∞控制器的设计方法和存在的充分条件·该控制器的设计使得在满足一定的条件下对所有的不确定性,闭环系统是容许的(正则、稳定、无脉冲)且从扰动到控制输出的传递函数的H∞范数是不超过某个确定的上界,所得结论可化为标准的LMIs求解,并可推广到多时滞情况·算例验证了设计方法的有效性·     

关联时滞大系统的H∞动态输出反馈控制——LMI方法

基于线性矩阵不等式方法 ,针对具有N×N个任意未知常时滞的线性连续大系统 ,给出了整个关联时滞大系统的H∞ 动态输出反馈控制器存在的充分条件和设计方法 .由该方法设计出的控制器不但使闭环系统渐近稳定而且保证闭环系统从扰动输入到被控输出的传递函数的H∞ 范数小于给定的常数γ .     

基于线性矩阵不等式的广义系统非脆弱混合H2／H∞优化控制

研究了广义系统非脆弱混合H2/H∞优化控制问题. 目的是设计一个带扰动的状态反馈控制器, 使得闭环广义系统满足容许性及H∞范数界的同时使得H2范数极小. 基于线性矩阵不等式给出了该控制器存在的一个充分条件, 同时给出了控制器的设计方法和闭环系统H2范数的极小上界.     

多时滞非线性系统的鲁棒非脆弱H_∞控制

针对一类不确定多时变时滞非线性系统,探讨了鲁棒非脆弱H∞控制器的设计问题.假定其中的不确定性是范数有界的,并且系统的状态是完全可测的,利用李亚普诺夫稳定性方法,以线性矩阵不等式的形式,给出了使该不确定多时变时滞非线性闭环系统渐近稳定及非脆弱鲁棒H∞状态反馈控制器存在的充分条件.通过求解相应的线性矩阵不等式就可得到系统的非脆弱鲁棒H∞控制器,同时也能保证从扰动到受控输出之间传递函数的H∞范数不大于给定的指标值.数值算例验证了所给方法的有效可行性.     

广义系统H∞控制

通过解广义代数Riccati不等式给出具有相同控制器的广义系统H∞控制器设计方法,所设计的H∞控制器使得闭环广义系统容许而且它的传递函数H∞范数有界。     

具输入时滞的非线性不确定时滞系统的鲁棒非脆弱H_∞控制

针对一类具有输入时滞的非线性不确定时滞系统,研究其鲁棒非脆弱H∞控制器设计问题.在非线性不确定函数满足增益有界的条件下,利用系统过去的状态设计积分控制器.在该控制器作用下,不仅使得闭环系统渐近稳定,同时也使得从扰动到受控输出之间的传递函数的H∞范数不大于给定的指标,且所给判据是时滞相关的.最后通过一数值算例验证该控制器设计方法的有效性.     

基于参数摄动的电动汽车再生制动鲁棒混合控制研究

针对电动汽车再生制动过程中系统具有参数大范围摄动和强非线性的特点,综合H2最优控制和H∞鲁棒控制的优点,提出鲁棒H2/H∞混合控制策略.将系统主回路参数摄动到控制输入灵敏度函数的H∞范数作为鲁棒性能评价指标,电动汽车外加扰动到电机转速传递函数的H2范数作为线性高斯二次型性能指标.仿真和对比实验结果表明,鲁棒H2/H∞混合控制策略具有良好的控制效果,比传统的控制方法回收了更多的能量,同时抑制了系统参数大范围摄动、强非线性以及外界干扰的影响,从而大大提高了系统的鲁棒稳定性.     

不确定中立型时滞系统的鲁棒H_∞控制

研究了不确定中立型时滞系统的鲁棒H∞控制问题.利用Lyapunov方法、广义系统方法和线性矩阵不等式的方法,当系统中的不确定满足范数有界条件时设计一无记忆状态控制器使中立型系统内部稳定,给出了对系统设计H∞控制器的充分条件,使得系统不但满足内部稳定,并且保证从外部干扰到受控输出的闭环传递函数的H∞范数小于给定的指标.     

关联时滞大系统的H∞动态输出反馈控制——LMI方法

基于线性矩阵不等式方法,针对具有N×N个任意未知常时滞的线性连续大系统,给出了整个关联时滞大系统的H∞动态输出反馈控制器存在的充分条件和设计方法.由该方法设计出的控制器不但使闭环系统渐近稳定而且保证闭环系统从扰动输入到被控输出的传递函数的H∞范数小于给定的常数γ.     

不确定线性中立型时滞系统的鲁棒H∞反馈控制

考虑了不确定线性中立型系统的状态反馈H∞控制器的设计问题,基于线性矩阵不等式(LMI)给出了系统扰动衰减具有H∞范数约束的鲁棒稳定性条件和反馈H∞控制器的设计方法,并进行了举例说明.     

主动悬架的 H2/ H∞混合输出反馈控制

运用线性分式变换建立了包含不确定参数的半车悬架系统模型,选择合适的性能加权函数得广义被控对象。为了保证不确定参数具有鲁棒稳定性,用H∞范数作为参数不确定性的性能指标,同时,为了使悬架系统性能指标处于一个好的水平,用H2范数作为衡量扰动作用下悬架性能指标,设计了H2/H∞混合控制器。在Mtalab7.0/Simulink环境下搭建仿真模型完成对系统的仿真分析。仿真结果证明:主动悬架的乘坐舒适性明显优于被动悬架的乘坐舒适性,同时汽车的操作稳定性也有一定程度的改善。     

含不确定参数的多时滞线性系统的鲁棒H∞控制

文章讨论了一类具有不确定参数的多时滞线性系统的鲁棒H∞控制问题。通过代数Riccati方程的正定解,给出了全维鲁棒H∞动态输出反馈控制器的设计,使得相应的闭环系统对一切时滞和所有允许不确定参数保持内稳定,并且闭环系统从扰动受控输出之间传递函数H∞范数不大于已知给定的指标值。     

含不确定和的多时滞线性系统的鲁棒H∞控制

章讨论了一类具有不确定参数的多时滞线性系统的鲁棒H∞控制问题。通过代数Riccati方程的正定解，给出了全维鲁棒H∞动态输出反馈控制器的设计，使得相应的闭环系统对一切时滞和所有允许不确定参数保持内稳定，并且闭环系统从扰动爱控输出之间传递函数H∞范数不大于已知给定的指标值。     

振动压路机无级调幅H_2/H_∞控制

为降低振动压路机无级调幅过程中的压力波动,进一步提高路面压实质量,针对调幅系统具有大时滞和强非线性的特点,综合H2最优控制和H∞鲁棒控制的优点,提出H2/H∞混合控制策略。将液压系统参数摄动到系统压力灵敏度函数的H∞范数作为鲁棒性能评价指标,将负载扭矩波动到振动轮加速度传递函数的H2范数作为线性高斯二次型(LQG)性能指标;基于系统动力学模型,采用Matlab/LMI模块设计了H2/H∞控制器,利用AMEsim液压元件库建立了振动压路机调幅液压系统的动态响应模型,进行联合仿真研究。结果表明:在提出的控制策略下,加速度动态响应经过3 s左右达到稳定,不存在稳态误差;液压系统仅在调幅初始阶段有压力冲击,但冲击幅度很小,仅为2 MPa,且在整个调幅过程中,压力稳定,基本无波动;与传统的PID控制相比,在快速性、准确性和稳定性方面均具有一定的优越性。     

基于LMI的四自由度车辆模型主动悬架H∞控制

针对带有电液主动悬架的四自由度半车模型,选取加权函数阵对系统的频域性能指标进行整定,应用基于线性矩阵不等式的H∞控制算法设计出主动悬架H∞输出反馈控制器,该方法能够有效地解决系统的鲁棒干扰抑制问题.仿真结果表明,通过选择恰当的加权函数设计电液主动悬架H∞控制器能够有效降低车身垂直加速度和俯仰角加速度,改善汽车的行驶平顺性和乘坐舒适性.     

主动前轮转向与直接横摆力矩H2/H∞集成控制

为提高车辆的操纵稳定性,建立了包括侧向、横摆运动在内的7自由度整车模型以及车辆理想跟踪目标模型.以车辆质心侧偏角尽量小,实际车辆尽量跟踪参考横标角速度为目标,运用H2/H∞混合控制理论设计了车辆主动前轮转向与直接横摆力矩混合鲁棒集成控制器,并与H∞控制进行比较.仿真结果表明:采用H2/H∞混合控制的系统具有更好的性能和抵抗外界干扰的鲁棒稳定性,能更好的提高车辆的操纵稳定性.     

离散广义系统的静态输出反馈H_∞控制

考虑离散广义系统的静态输出反馈H∞控制问题·利用线性矩阵不等式和广义Riccati不等式给出离散广义系统存在静态输出反馈H∞控制器,使得闭环系统是容许的并且其传递函数矩阵满足H∞范数约束条件的充分必要条件·在适当的假设下给出静态输出反馈H∞控制器存在的必要条件,并在一定条件下得到静态输出反馈H∞控制器存在的充分条件,同时给出相应的控制器构造·     

多时滞不确定系统的非脆弱H∞鲁棒控制

针对一类复杂的多时滞不确定系统,在控制器增益存在加性和乘性两种摄动形式时,分别设计了非脆弱H∞鲁棒控制器,利用构造的Lyapunov函数和线性矩阵不等式,证明并给出了非脆弱H∞鲁棒控制问题有解的充分条件.所设计的控制器使系统具有鲁棒性,能满足所给H∞范数指标,而且当控制器增益参数变化时,系统性能指标同样能够满足要求.该系统对环境参数的变化具有更好的适应能力.算例仿真结果表明,系统对不确定参数变化及控制器增益摄动都具有鲁棒性,对大幅度的干扰波动具有很强的抗扰动能力.     

高速转向工况下汽车操纵稳定性和平顺性研究

为了更好地兼顾高速转向时汽车的操纵稳定性和平顺性,建立了包含主动悬架系统、Magic非线性轮胎模型和四轮转向系统的整车动力学模型。考虑了侧倾力矩和轮胎垂直载荷转移的影响,基于LQG(Linear Quadratic Gaussian)控制理论和模糊控制理论分别设计了主动悬架的最优控制器和四轮转向系统的模糊反馈控制器,并通过两者间的协调在附着系数为0.8的B级路面上对汽车进行仿真,然后分析了协调控制方法在另一附着系数路面上的有效性。结果表明,与无控制系统相比,协调控制下车身侧倾角峰值减少了36.6%,车身垂直加速度均方根值下降了14.2%,质心侧偏角接近目标零值;协调控制方法在两种常见附着系数路面上均能达到预期的效果,而且随着附着系数的增大,汽车的操纵稳定性和平顺性改善越好。说明所设计的协调控制器能够有效地改善高速转向时汽车的操纵稳定性和平顺性。