具有通信约束的网络控制系统鲁棒H_∞控制

针对具有随机通信约束的网络控制系统,研究了系统建模与鲁棒H∞控制器的设计问题.考虑到执行器和控制器之间由于有限网络带宽而出现的介质访问约束,将网络控制系统建模为具有多个模态的马尔可夫跳变系统,基于李雅普诺夫稳定理论导出系统稳定的模式依赖型充分条件,并设计了相应的鲁棒H∞控制器,使得闭环网络控制系统随机稳定且具有给定的H∞性能.数值仿真验证了所提出方法的正确性和有效性.     

具有时滞依赖系统的H∞动态输出反馈控制

对于一类具有时滞依赖的线性系统,研究了其动态输出反馈H∞控制器的设计.基于线性矩阵不等式,通过构造Lyapunov泛函,给出了一种动态输出反馈H∞控制器的设计方法,并证明了该控制器在使闭环系统渐近稳定的同时,也能保证闭环系统满足一定的H∞性能指标,达到抑制干扰的效果.最后,给出了该输出反馈控制器参数的求解方法.     

基于LMI的鲁棒H∞容错动态输出反馈控制设计

针对线性不确定系统,研究了其执行器失效情况下鲁棒容错H∞动态输出反馈控制设计问题.基于连续型执行器故障模型,利用线性矩阵不等式(LMI)方法提出了线性不确定系统动态输出反馈H∞容错控制器存在的充分条件,给出了动态输出反馈H∞控制器的设计方法.所获得的控制器不仅能使故障系统鲁棒稳定,并且能达到给定的H∞性能指标.仿真实例证明了所提出设计方法的有效性.     

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.     

带饱和约束非线性系统的鲁棒自适应容错控制

针对发生执行器故障的饱和非线性系统提出一种主动容错控制方法.考虑系统存在的外界干扰情形,运用H∞控制结合饱和约束设计了自适应容错控制器.首先,引入饱和幅值以确保控制输入始终在界范围之内,设计包含故障估计值的自适应状态反馈控制输入;其次,为实现系统具有鲁棒稳定性,同时具有最大容错椭球体稳定域的控制目标,采用李雅普诺夫理论结合H∞控制方法,并运用不变集理论估计最大椭球体稳定域,将自适应容错控制器的设计方法转化为求解线性矩阵不等式约束下的多目标优化问题;最后,通过一数值算例将自适应与固定增益控制器设计方法进行对比分析.研究结果表明:自适应控制器的性能更优,更适合用于受饱和约束非线性系统的容错控制.     

执行器故障的连续时间系统的可靠H∞控制

研究了带有执行器故障的连续时间系统的可靠H∞控制问题,采用了一种更实际的执行器故障模型.给出了系统存在可靠H∞控制器的LM I形式的充分判据以及控制器的设计方法.所设计的可靠H∞控制器可以容忍一定的执行器故障,保证整个闭环系统是渐近稳定的且满足一定的H∞性能.进一步,为了降低闭环系统的H∞性能的保守性,提出了一个具有LM Is约束的凸优化方法.最后,通过一个仿真例子说明了所给设计方法的有效性.     

一类非线性离散时滞系统的H∞输出反馈控制

研究一类具有扇形非线性约束的非线性离散时滞系统的H∞动态输出反馈控制问题.对于所有容许的时滞和扇形非线性,基于Finsler引理和S-过程给出了使得闭环系统渐近稳定且满足H∞抗干扰衰减水平的动态输出反馈控制器存在的时滞独立的充分条件.通过求解相应的线性矩阵不等式可以得到控制器参数.数值仿真表明了设计方法的有效性.     

一类测量数据丢失网络控制系统的混合H2/H∞控制

对一类具有测量数据丢失的网络控制系统,讨论混合H2/H∞性能约束下的动态输出反馈控制问题.利用矩阵不等式方法,给出保证闭环系统均方指数稳定,并且满足给定H2和H∞性能的动态输出反馈控制器存在的充分条件和控制器的求解算法.数值仿真验证了所提出算法的可行性.     

一类不确定切换系统的鲁棒H∞动态输出反馈控制器设计

研究了一类具有未知时变但有界的结构不确定性和输入通道不确定性的切换系统的鲁棒H∞动态输出反馈控制器设计问题.利用完备性条件和共同李亚谱诺夫函数方法,设计了相应子系统的H∞动态输出反馈控制器和相应的切换策略,得到了切换系统动态输出反馈鲁棒H∞控制器存在的充分条件.采用变量替代法,将非线性矩阵不等式转化为一组易于求解的线性矩阵不等式(LMIs).最后通过仿真例子表明系统在所设计的H∞控制器作用下得到的闭环系统,在相应的切换策略下,满足鲁棒H∞性能.     

一类离散奇异Markovian跳变系统的非脆弱H∞控制

本文研究了一类离散奇异Markovian跳变系统的非脆弱H∞问题．首先针对标称离散奇异Markovian跳变系统,得到考虑控制器参数摄动后不确定闭环系统的关于鲁棒随机可容许性及H。扰动衰减性能分析的结论;然后推导出标称离散奇异Markovian跳变系统非脆弱H∞控制器的设计方法,该方法表明可通过求解一组耦合线性矩阵不等式来构建非脆弱H∞控制器;最后将标称系统的结果进一步推广到考虑系统不确定性的鲁棒非脆弱H∞控制器设计．     

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.     

模式依赖分布式时滞不确定马尔可夫跳变系统的鲁棒H_∞控制

考虑一类具有马尔可夫(Markov)跳变参数和模式依赖分布式时滞的不确定性系统的鲁棒H∞输出反馈控制问题.系统状态方程和量测方程中均有分布式模式依赖时滞项,模式为取值于有限集的Markov过程.采用线性矩阵不等式方法得到了使闭环系统鲁棒随机稳定且满足给定H∞性能指标的充分条件,并得到输出反馈控制器存在的充分条件.通过求解线性矩阵不等式,并利用锥补线性化算法得到控制器参数.数值算例说明了该文方法的有效性.     

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 .     

具有访问约束和随机时延的网络化系统动态输出反馈控制

针对一类同时具有介质访问约束和随机时延的网络化控制系统,研究了其中的动态输出反馈控制设计问题. 考虑到介质访问约束和随机时延的影响,将系统建模为一类具有参数不确定性的马尔可夫跳变系统,基于李雅普诺夫稳定性理论和LMI技术推导出系统稳定的充分条件,并且设计了相应的动态输出反馈控制器,使得闭环系统鲁棒稳定并具有给定的H_∞性能,最后通过仿真算例证明了所提出方法是有效的.     

执行器饱和的分段齐次Markov跳变系统的镇定

研究一类带有执行器饱和的Markov跳变系统的镇定问题,转移概率是分段齐次的.首先,通过建立合适的Lyapunov泛函,运用椭球不变集估计系统均方意义的吸引域,得到由线性矩阵不等式约束的闭环系统随机稳定的充分条件.然后,通过求解凸优化问题得到状态反馈控制器增益及均方意义下吸引域的最大估计值.最后,数值算例验证了所得结论的有效性.     

一类连续非线性系统的动态输出反馈H_∞控制器设计

针对一类具有非线性不确定性的连续非线性系统研究了动态输出反馈H∞控制器的设计问题.所设计的控制器不仅使得闭环系统渐近稳定,而且满足H∞性能要求.提出了一种基于S-过程解决该类非线性不确定性的设计方法.基于李亚普诺夫稳定性和线性矩阵不等式技术给出了控制器存在的充分条件,并利用基于线性矩阵不等式的凸优化方法求解控制器.最后,通过一个仿真例子验证所提方法的有效性.     

基于动态输出反馈的时滞T-S模糊系统无源可靠控制

目的研究一类时滞T-S模糊系统执行器部件发生故障情况下动态输出反馈的无源可靠控制问题.方法运用Lyapunov稳定性理论、故障替换和线性矩阵不等式(LMI)方法研究了时滞T-S模糊系统的无源可靠控制.结果给出了动态输出反馈无源可靠控制器存在的充分条件,给出了控制器的设计方法,通过求解线性矩阵不等式可以获得输出反馈控制器的系数矩阵.结论采用所设计的可靠控制器,在执行器部件出现故障或状态不完全可测时,均能保证闭环时滞T-S模糊系统鲁棒稳定,保持原有的无源性能指标.最后通过求解数值算例,绘制出闭环模糊系统状态响应曲线,验证了所设计方法的有效性.     

广义非线性系统的可靠H∞输出跟踪控制

针对一类广义非线性系统的可靠H∞输出跟踪控制问题,应用Tagaki-Sugeno(T-S)模糊控制方法,在执行器发生故障的情况下设计可靠控制器,使系统输出能跟踪参考信号,且跟踪误差系统渐近稳定并满足给定的H∞跟踪性能.基于线性矩阵不等式方法,给出了广义非线性系统实现H∞输出跟踪的充分条件,以及可靠控制器的设计.仿真结果表明了所设计的控制器在执行器正常或发生故障时的有效性.     

分散鲁棒H∞输出反馈控制器设计

针对一类状态矩阵、控制矩阵及关联矩阵存在数值界不确定性关联大系统,研究其分散鲁棒H∞输出反馈控制器设计问题.基于有界实引理将存在鲁棒分散H∞输出反馈控制器的条件归结为一组含有非线性矩阵不等式的求解问题,采用同伦思想和舒尔补引理,提出了在每一步通过固定不同参数将非线性矩阵不等式转化为线性矩阵不等式的迭代求解控制器的方法.所得控制器能使闭环关联大系统鲁棒稳定,并且满足给定的H∞性能指标.最后通过一个数值例子说明该设计方法的有效性.     

采用同伦算法的分散输出反馈控制器设计

针对一类状态矩阵和输入矩阵中存在数值界不确定性的时滞关联大系统,研究其分散鲁棒输出反馈控制器设计问题.基于一个时滞依赖有界实引理,将系统鲁棒分散H∞动态输出反馈控制器的解归结为一个非线性矩阵不等式的求解问题;选取适当的同伦函数来表示该非线性矩阵不等式,采用同伦迭代算法及Schur补引理,将求解非线性矩阵不等式转化为线性矩阵不等式的迭代求解问题.所得的控制器能使闭环大系统鲁棒稳定,并满足给定的H∞性能指标.仿真算例验证了该方法的有效性.