非线性系统H_∞模糊输出反馈容错控制

研究了一类含有执行器故障的非线性系统的H∞模糊输出反馈容错控制问题.采用T-S模糊模型对非线性系统进行建模,用模糊观测器重构系统状态.针对设计过程中的双线性矩阵不等式问题,采用相似变换法将其转化为线性矩阵不等式(LMI)问题.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出了H∞模糊输出反馈容错控制器存在的充分条件.通过求解由一组LMI所表示的凸优化问题可以得到次优H∞模糊反馈容错控制器.所设计的控制器可保证系统在故障时满足给定H∞性能约束下,使正常情况下的H∞性能最优.最后通过对小车倒立摆系统的仿真验证了该设计方法的有效性.     

不确定线性奇异系统的有限时间控制

针对具有时变外部扰动的不确定线性奇异系统,研究基于状态反馈的有限时间控制问题,系统的状态矩阵和输入矩阵均含有范数有界不确定项。利用Lyapunov泛函方法和线性矩阵不等式(LMI)工具,给出了不确定奇异系统经由状态反馈的有限时间有界(FTB)的充分条件。这些充分条件都可转化为线性矩阵不等式可行性问题。并通过一个数值实例说明了该方法的有效性。     

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.     

一类分布参数切换系统的状态反馈控制研究

文章通过构造Lyapunov函数,利用线性矩阵不等式,对一类分布参数切换系统给出了状态反馈镇定的充分条件。该条件用一组线性矩阵不等式表示,将分布参数切换系统状态反馈镇定问题转化为一组线性矩阵不等式的可行解问题,可借助Matlab中线性矩阵不等式工具箱求解,因而容易检验和应用。最后通过数值算例,验证所提设计方法的有效性。     

多时滞不确定离散系统稳定性的凸优化算法

研究了带有多输入输出时滞的范数有界不确定离散系统的稳定性。根据Lyapunov方法,利用线性矩阵不等式(LMI)和双线性矩阵不等式(BMI)技术,给出了系统稳定性的新的充分条件,设计了闭环系统的状态反馈鲁棒控制器,它可以用Matlab控制工具箱数值求解。利用凸优化技术给出了一个可保成本的有效的迭代算法。最后通过仿真案例验证了所提出理论结果和算法的正确性和有效性。     

广义大系统的非脆弱分散控制

讨论了状态反馈控制器存在摄动的线性广义大系统的非脆弱分散控制问题,应用线性矩阵不等式(LMI)方法,针对控制器增益具有加法式摄动和乘法式摄动两种情形,分别给出了线性广义大系统非脆弱分散控制器存在的充分条件.该控制器是一组线性矩阵不等式(LMIs),利用该不等式的可行解设计了非脆弱分散状态反馈控制器,使得闭环系统成为正则、稳定且无脉冲模的系统.仿真实例的结果说明了该设计方法的可行性和有效性.     

多指标相容下的多变量PID控制器设计

研究在满足闭环系统稳定、具备一定衰减度、且符合鲁棒性能指标H_∞约束下,多变量PID的整定问题,把PID调节器的设计转化为易于实现的静态输出反馈(SOF)问题,最终将系统的控制律归结为求解具有线性矩阵不等式约束的半正定规划问题,以线性矩阵不等式(LMI)和双线性矩阵不等式(BMI)为工具,给出迭代算法,PID控制器的参数可通过进一步等价转化得到。而后通过对化工过程控制中一个典型实例的仿真,说明了文中算法的有效性和鲁棒性。     

网络控制系统的输出反馈控制

将网络控制系统描述为具有输入延迟和测量输出延迟系统,给出了系统渐近稳定的定义.提出了零输入系统渐近稳定存在的充分条件,并基于一个李雅普诺夫泛函,提出了输出反馈镇定控制器存在的充分条件,通过输出反馈控制使闭环系统达到二次稳定.采用锥面互补方法,将不具有严格线性矩阵不等式(LMI)条件的非凸可行解问题转化为具有严格LMI条件的非线性最小化问题,得到了求解输出反馈控制器增益参数的静态输出反馈镇定(SOFS)算法.通过一个仿真实例,验证了该算法的有效性.     

中立型分布参数系统的滑模稳定性

针对一类中立型分布参数系统研究滑模稳定性.首先,设计了线性滑模面.其次,通过构造适当的李雅普诺夫泛函,结合散度定理,利用线性矩阵不等式(LMI)方法给出了中立型分布参数系统在所设计的滑模面上是渐近稳定的充分条件.该充分条件以线性矩阵不等式的形式给出,很容易利用Matlab中的LMI工具箱进行求解.最后,给出的数值算例验证了该方法的有效性.     

一类带有饱和非线性约束的离散时间系统保性能控制

对一类具有饱和非线性状态约束的线性离散时间系统,研究其保性能状态反馈控制律设计问题.结合一个二次型性能指标,根据Lyapunov稳定性理论,基于线性矩阵不等式处理方法,提出状态反馈保性能控制律存在条件,并通过求解相应的线性矩阵不等式给出了保性能控制律的设计方法.最后给出一个数值算例验证了该方法的有效性.     

传感器失效不确定中立型时滞系统的鲁棒容错控制

针对一类不确定中立型时滞系统,基于Lyapunov稳定性理论,利用线性矩阵不等式方法,讨论了该类时滞系统对传感器失效具有完整性的鲁棒容错控制器的设计问题.且该控制器存在的充分条件由线性矩阵不等式组的形式给出,可以通过求解一个线性矩阵不等式组获得鲁棒容错控制器.在该容错控制器作用下,可以保证系统对传感器故障不敏感.仿真结果表明了设计方法的有效性.     

具有饱和控制器的时滞系统的稳定性

阐述了具有饱和控制器及状态时滞的连续线性系统的稳定性 .通过李雅普诺夫函数方法检验哈密顿矩阵 ,以及解代数黎卡提方程或解线性矩阵不等式 ,决定一个状态反馈控制律 ,使得当控制饱和发生时系统稳定 .数值仿真说明了所设计的状态反馈控制律的有效性     

不确定时滞系统的鲁棒容错控制

研究了一类线性不确定时滞系统的鲁棒容错控制问题.针对具有状态滞后,且假定状态和控制输入的不确定项均是范数有界的线性系统,通过引入状态反馈和时滞状态反馈,基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法,给出了一个此类系统在传感器失效情况下具有鲁棒容错性能的充分条件,并通过求解线性矩阵不等式组得到容错控制器设计结果.最后用算例验证了该设计方法的有效性和可行性.     

一类不确定线性切换系统的满意控制

针对一般的不确定线性切换系统,设计了闭环具有H∞指标且子系统具有区域极点指标、反馈增益指标及协方差指标的状态反馈控制器.建立了切换系统满足4个指标的充分条件,运用线性矩阵不等式将具有4个指标的状态反馈控制器设计问题转化为一组线性矩阵不等式（LMI）的可行解问题,并借助MATLAB中LMI工具箱,求解得到满足要求的状态反馈控制器.最后通过数值仿真,验证了所提出设计方法的有效性.     

中立型线性系统基于观测状态的反馈控制器设计

研究了中立型时滞系统输出反馈控制器的设计问题,提出了观测器与控制器的分步设计方案.通过解三个线性矩阵不等式,即可求得满足设计要求的与滞后量大小无关的输出反馈控制器.最后给出一个仿真实例说明了结论的有效性.     

基于对角占优补偿的航空发动机解耦控制器设计

针对航空发动机多变量控制系统不同通道间的强耦合问题,提出了一种多变量频域预补偿器的设计方法。该方法以对角占优为基础,结合线性矩阵不等式(LMI)求解方法进行多变量频域预补偿器的设计。仿真验证表明该方法能达到多变量控制系统解耦控制目的,且能有效地削弱了通道间的耦合,降低控制器阶次。     

基于LMI的网络化控制系统鲁棒容错控制器的设计

研究一类带有未知扰动的网络化控制系统的鲁棒容错控制问题.针对NCSs的时延和不同步对系统性能产生的影响,将时延的不确定性转换为系统状态方程系数矩阵的不确定性,将网络化控制系统的状态向量扩展为增广状态向量.基于Lyapunov稳定性理论和LMI方法,系统采用状态反馈控制策略,推证出保证闭环网络化控制系统在执行器或传感器发生失效故障时仍渐近稳定的充分条件,通过求解线性矩阵不等式组方便地得到容错控制器的设计方法.用仿真算例验证此种方法的可行性、有效性以及通用性.     

网络化控制系统连续动态输出反馈控制器设计

研究一类网络化控制系统的连续动态输出反馈控制器的设计问题.假设网络化控制系统的被控对象为一个定常时滞系统,其网络诱导时滞是随机的且小于一个采样周期的情况下,将此类网络化控制系统模型化为一个混合系统.然后采用李亚普诺夫函数、线性矩阵不等式的方法推导出了该网络化控制系统渐近稳定的充分条件.根据此充分条件,给定一个等式约束,然后通过求解一组线性矩阵不等式,获得了连续动态输出反馈镇定控制器.最后给出一个具体的数值和仿真实例说明了此设计方法是有效的.     

多模型系统最优同时镇定状态反馈控制器设计算法

对于一类可以用有限多个状态方程来描述其动态特性的多模型系统,研究了同时镇定最优状态反馈控制器设计问题,即设计一个状态反馈控制器,使得闭环系统渐近稳定,并对指定的二次型性能指标进行优化．文中在导出闭环系统渐近稳定的充分性条件的基础上,探讨给定二次型性能指标的优化问题,并最终将该状态反馈控制器的设计问题转化为基于线性矩阵不等式（ＬＭＩ）的凸优化问题进行求解．由于将原问题转化为凸优化问题,确保了求得的解必定为全局最优解．最后给出了两个实际系统的设计算例,其结果表明了算法的有效性．