时滞系统H∞控制的状态空间方法

介绍时滞系统Ｈ∞控制的状态空间方法，首先给出时滞系统Ｈ∞控制问题，然后基于Ｒｉｃｃａｔｉ方程的解，分别导出了基于状态反馈和输出反馈Ｈ∞控制器及其存在的条件，详细地阐述了时滞系统Ｈ∞控制器设计的基本思路。     

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.     

具有馈通的不确定时滞系统的鲁棒H∞控制

研究具有馈通的不确定时滞系统的鲁棒Ｈ∞控制问题．首先证明了若一个由系数矩阵及一组正定矩阵构成的Ｒｉｃｃａｔｉ方程有正定解，则闭环系统有一个Ｈ∞控制器．然后基于这个Ｒｉｃｃａｔｉ方程的解及不确定性的分解条件给出了时滞系统鲁棒Ｈ∞控制器的设计方案．最后给出例子说明本文方法的有效性．     

基于H∞控制的Smith预估器及其在Wood-Berry精馏塔设计中的应用

设计了对象具有加性不确定性时基于H∞控制的Smith预估器，将具有多个时间滞后系统的跟踪问题转化为标准H∞控制器设计问题。利用Smith预估器，可以有效地处理大时间滞后系统的跟踪问题，所设计的H∞控制器适用于多输人多输出系统。采用动态输出反馈方法，通过解两个Riccati不等式完成控制器的综合。将基于H∞控制论的Smith预估器应用于Wood—Berry精馏塔的设计，仿真结果表明了控制器的有效性和鲁棒性。     

鲁棒次优状态反馈控制器:代数Riccati不等式解法

利用代数Ｒｉｃｃａｔｉ不等式技术,建立参数摄动系统满足鲁棒稳定、鲁棒Ｈ２／Ｈ∞次优性能指标的充分判据．在此基础上给出参数摄动系统存在同时满足鲁棒稳定、鲁棒Ｈ２／Ｈ∞次优性能指标的状态反馈器的充分条件和设计方法;并且可以给出参数摄动系统的标称系统的Ｈ２最优控制器使闭环系统满足鲁棒稳定、鲁棒Ｈ２／Ｈ∞次优性能指标的简明判据．     

分散H2／H∞鲁棒控制的LMI方法

应用线性矩阵不等方法研究大系统分散Ｈ２／Ｈ∞控制问题。首先描述了分散Ｈ２－Ｈ∞状态反馈控制问题,然后提出了存在分散Ｈ２／Ｈ∞状态反馈控制器的参数化定理和两种基于ＬＭＩ的设计方法：直接ＬＭＩ方法和迭代ＬＭＩ方法。所获得的控制器具有块对角结构,闭环系统稳定且能优化闭环系统的Ｈ２／Ｈ∞性能指标。作为该方法的推广,也探讨了分散Ｈ∞控制器的设计问题,最后用示例说明了两种方法应用。     

T-S模糊系统H_∞跟踪控制器设计

研究了连续T-S模糊系统H_∞跟踪控制器的设计问题.主要目的是针对连续T-S模糊系统设计H_∞跟踪控制器,使得系统在渐进稳定的前提下,同时满足给定的H_∞跟踪性能指标.通过应用积分型Lyapunov函数得到保守性更低的稳定性分析条件,再通过有效的矩阵变换技术实现松弛变量的引入,从而得到保守性更低的H_∞跟踪控制器的设计条件.最后我们通过仿真算例验证了所提方法的有效性.     

单臂柔性机械手的H_∞鲁棒控制

研究单臂柔性机械手的Ｈ∞控制和溢出抑制问题．用Ｌａｇｒａｎｇｅ假设模态法对柔性臂进行建模，截断高阶模态构造柔性臂的降阶模型．基于这个降阶模型，应用Ｈ∞控制理论设计一鲁棒降阶控制器．这样设计的闭环系统不但具有良好的跟踪性能，而且能够抑制溢出现象．最后实例数值仿真结果表明了设计的有效性     

基于H∞控制的Smith预估器及其在Wood-Berry精馏塔设计中的应用

设计了对象具有加性不确定性时基于H∞控制的Smith预估器,将具有多个时间滞后系统的跟踪问题转化为标准H∞控制器设计问题。利用Smith预估器,可以有效地处理大时间滞后系统的跟踪问题,所设计的H∞控制器适用于多输入多输出系统。采用动态输出反馈方法,通过解两个Riccati不等式完成控制器的综合。将基于H∞控制论的Smith预估器应用于Wood-Berry精馏塔的设计,仿真结果表明了控制器的有效性和鲁棒性。     

水轮发电机组H∞状态反馈综合最优控制系统

根据实际工程应用的特点，改进了Ｈ_∞状态反馈控制的算法，并给出了一种选择Ｈ_∞权矩阵的方法；以此为基础设计及研究了一种能综合控制水轮发电机组的励磁和导叶开度，集励磁调节器、调速器功能于一体的综合控制系统．结果表明，该控制器在基本不影响系统响应性能的情况下，能明显地改善系统的鲁棒性．     

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     

分散H_∞状态反馈鲁棒控制设计——LMI方法

应用线性矩阵不等式（ＬＭＩ）方法研究了大系统分散Ｈ∞控制问题．首先分析了分散Ｈ∞状态反馈控制问题,然后提出了存在分散Ｈ∞状态反馈控制器的参数化定理和一种基于ＬＭＩ的迭代求解方法．把反馈增益的设计条件转化为一个双仿射矩阵不等式,用ＬＭＩ迭代算法求解分散控制器,并用实例说明了该方法的应用．结果表明,所获得的控制器具有块对角结构,闭环系统稳定,且使其Ｈ∞范数小于１．     

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。     

两级倒立摆的鲁棒H∞状态反馈控制

简要地介绍了基于观测器的鲁棒Ｈ∞状态反馈综合方法，并利用这种方法对两级倒立摆平衡控制系统进行了研究，给出了鲁棒控制器并通过仿真的手段对所得的闭环系统进行了分析．结果表明，利用本方法所设计的两级倒立摆平衡控制系统的鲁棒稳定性是令人满意的．     

带积分环节的线性系统控制器的插值法设计

利用 Ｈ∞控制理论中的插值法,研究了带积分环节的线性系统控制器的设计。根据系统的内稳定性,给出了满足带积分环节的线性系统控制器的插值条件,使设计得到的线性系统控制器具有积分控制作用,从而可使系统能够满足稳态性能的要求。     

广义线性磁悬浮对象的H∞控制问题

给出了广义线性磁悬浮对象的数学模型,分析得出其具有非渐进稳定的特性。在此基础上,通过系统变换方法,得到了一种利于设计Ｈ∞控制器的结构,并且将参数不确定性问题转化为Ｈ∞控制的标准形式,给出了采用输出反馈的Ｈ∞控制综合方法,通过一个仿真的例子,说明该控制算法具有良好的稳定性,快速性以及精度度,通过这种方法,可以有效地对一般的磁悬浮对象进行控制。     

基于两自由度H_∞控制策略的泵控液压系统研究

针对泵控液压系统存在的控制精度低和鲁棒性差等问题,提出一种两自由度H∞控制策略。根据泵控液压控制系统的工作原理,采用电液模块功能分区的方法构建其数学模型;引入PID控制器作为串联校正函数,提高系统的响应速度,同时设计反馈控制器及前置滤波器提高系统的跟踪精度和鲁棒性;在泵控液压系统的物理模型上对两自由度H∞控制器进行仿真研究,仿真结果表明所设计的控制器具有良好的跟踪精度和鲁棒性,并对其进行实验研究。实验结果表明,与PID控制器相比,采用两自由度H∞控制器时系统的跟踪误差从3.84%~4.64%降低至0.22%~0.42%,同时对外界扰动具有更好的鲁棒性。可见,所提出的两自由度H∞控制器可用于复杂工况下泵控液压系统的实际控制。     

一类非线性不确定时滞系统的多模型切换H∞跟踪控制

考虑了当系统存在不确定和外界干扰的情况下，一类非线性不确定时变时滞系统的多模型切换H∞跟踪控制的设计问题。利用时滞T-S模糊模型对非线性不确定时滞系统进行建模，将输入空间划分为若干个区域，在每一区域内设计局部T-S模型和控制器，这样在模糊规则数相同的情况下由于模糊论域的变小从而提高了逼近精度；在不确定性满足增益有界的条件下，得到了该类时变时滞非线性系统满足闭环稳定和H∞跟踪控制性能的充分条件，通过求解一组线性矩阵不等式(LMI)，获得模糊H∞跟踪控制律，基于Lyapunov稳定性理论，证明了在此控制律下闭环系统渐进稳定；根据所选定的变量，通过多模型切换控制，将相应的区域控制器切换为全局控制器，而其他控制器不起作用，实现对整体非线性系统的逼近与控制。     

非线性系统预设有限时间有界H∞容错控制

针对一类具有外部扰动的严格反馈非线性系统,研究系统的预设有限时间有界H_∞容错控制问题,提出一个新的预设有限时间性能函数,进一步改进约束控制性能。结合反步法和有界H_∞设计思想,给出一种预设性能有限时间有界H_∞容错控制器设计方案,解决非线性系统在有界稳定情况下的H_∞控制设计问题。所设计的控制器能够保证跟踪误差,以预先设定的暂态和稳态性能在有限时间内收敛到平衡点附近的小邻域内,并且具有H_∞干扰抑制性能。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

不确定时滞系统的观测器型鲁棒H∞控制--LMI方法

针对一类不确定时滞系统的鲁棒H∞稳定控制，设计了基于观测器的鲁棒H∞控制器．假定系统的不确定性是时变的且具有范数有界．基于线性矩阵不等式（linear matrix inequality-LMI），通过构造Lyapunov泛函，选取适当的观测器，给出了控制器的设计方法，通过求解相应的线性矩阵不等式，就可以得到基于观测器的H∞控制器，并证明了该控制器在使闭环系统渐近稳定的同时，又能保证闭环系统满足一定的H∞性能指标．最后，数值算例验证了所给方法的有效性．