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．     

严格正实广义系统的鲁棒性分析与输出反馈控制

讨论了一类广义系统的鲁棒严格正实分析与综合问题,其中各个不确定参数矩阵具有线性分式形式.基于线性矩阵不等式,给出了这类系统对所有容许不确定性扩展严格正实的条件,并设计动态输出反馈控制器,使闭环系统容许且扩展严格正实.结果表明,这一问题可以转化为确定广义系统的正实控制问题.     

一类不确定多变量线性系统的鲁棒严格正实性分析及其输出反馈控制

考虑了一类带有广义正实不确定性的多变量线性系统的鲁棒严格正实分析和控制问题．通过构造增广系统，将这类不确定系统的鲁棒严格正实分析问题转化为确定系统的严格正实分析，按增广系统给出了这类不确定系统鲁棒严格正实的充分必要条件．基于这个充分必要条件，考虑了这类不确定系统的鲁棒严格正实控制．通过构造增广系统，将这类不确定系统的输出反馈鲁棒严格正实控制问题转化为确定系统的输出反馈严格正实设计，按增广系统给出了控制器应满足的条件．     

用Luenberger观测器观测线性延时系统的设计

讨论了线性延时系统状态观测器的设计问题，给出了用Ｌｕｅｎｂｅｒｇｅｒ观测器观测线性延时系统的设计方法及渐近观测器的稳定判据，应用对偶原理讨论了线性延时系统状态控制的设计问题，应用分离原理讨论了线性延时系统带状态观测器的状态控制器的设计问题．给出了证明实例．     

中立型系统基于新型观测状态的反馈控制器设计

研究一类中立型时滞系统基于一种新型观测器的输出反馈控制器设计问题, 提出了观测器与控制器的分步设计方案. 通过求解3个线性矩阵不等式,求得满足设计要求且与滞后量大小无关的输出反馈控制器, 并通过仿真实例表明, 该方法具有较好的控制效果.     

不确定时滞Lur’e控制系统的鲁棒H_∞观测器设计

研究一类具有不确定时滞性Lur’e控制系统的状态观测器设计和基于状态观测器的鲁棒控制器设计问题.在系统状态不能直接被测量的情况下,通过构造增广系统,利用Lyapunov稳定性理论,得到了关于Lur’e控制系统存在状态观测器和基于状态观测器的鲁棒控制器的充分条件,并利用MATLAB的LMI工具箱求解状态观测器和控制器参数.最后,通过仿真实例验证了该设计方法的有效性和可行性.     

基于线性扩张状态观测器的平行泊车路径跟踪

为了消除外界干扰和转向系统运动学模型的不确定性的影响,建立了平行泊车系统的车辆运动学模型,设计了一个三阶线性扩张状态观测器,该观测器可将外界干扰和模型不确定性看作系统总的扰动量进行观测和补偿,而不需要建立被控对象的精确数学模型.基于该观测器,设计了平行泊车路径跟踪控制器,并对其性能进行了仿真和实车验证.仿真结果表明,所设计的平行泊车路径跟踪控制器的控制效果优于传统PID控制器,抗外界干扰能力更强.实车试验结果表明,该路径跟踪控制器能够精确控制车辆完成平行泊车任务,最大误差仅为0.111 m.     

基于状态观测器的非一致采样系统状态反馈预测控制

针对控制信号不等间隔采样的非一致采样系统,提出了一种基于状态观测器的状态反馈预测控制算法．通过提升控制信号,设计了输入、输出同周期的非一致采样系统的状态观测器,并且给出了提升控制信号前后观测器系数矩阵的关系．运用线性矩阵不等式方法,解决了无穷时域二次型性能指标下的优化问题,给出了状态反馈预测控制器存在的充分条件．仿真结果证明了控制算法的有效性．     

广义系统的非脆弱观测器设计与镇定控制

为了进一步提高控制器的适应能力,该文研究了基于观测器的广义系统非脆弱控制问题.针对控制器和观测器不确定性都是时不变且有界的情况,应用线性矩阵不等式( Linear matrix inequalities,LMI)方法给出了非脆弱观测器存在条件,应用广义代数Riceati不等式(Generalized algebraic Riccati inequalities,GARI)方法解决了基于观测器的广义系统非脆弱控制问题;给出了非脆弱控制器和非脆弱观测器的参数表达式.数值仿真结果验证了所给方法的有效性和应用.     

基于LMI的两轮自平衡机器人控制器设计

针对两轮自平衡机器人系统,提出基于线性矩阵不等式的控制器设计方法。首先,采用状态空间模型对两轮自平衡机器人系统进行描述。然后,通过线性矩阵不等式进行控制器的设计,并通过Lyapunov函数证明该方法的有效性,分析了基于观测器的控制器存在条件。最后,通过仿真进一步验证了该控制方法的有效性。     

基于观测器的不确定广义系统的鲁棒无源控制

针对状态变量具有范数有界扰动的一类不确定广义系统,研究其基于观测器的鲁棒无源控制问题.首先利用Lyapunov函数方法和矩阵放缩法,以矩阵不等式的形式给出了闭环系统广义二次稳定且鲁棒严格无源的条件.然后以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出了系统存在所设计观测器的充分条件,并给出了观测器型控制器的参数表示.同时给出求解问题的具体算法.最后给出算例说明此设计方法的有效性,该结论可以推广到状态与输入均具有扰动的情况.     

基于观测器的LMI振动控制算法

针对基于观测器的LMI控制器设计中一个线性矩阵不等式中出现双变量的问题，提出一种赋初值迭代求解方法。考虑到双变量中一个为正定矩阵变量、一个为标量的特点，为了保证迭代收敛性和满足矩阵正定的要求，把正定矩阵变量作为初值赋予对象。仿真分析发现所设计的控制器仅能保证控制趋势，达不到预期控制效果，为此提出了调节因子的概念。最后，以3层基准建筑物为例进行仿真分析，结果表明该方法是可行的。     

基于LMI技术求解非线性不确定时滞系统的鲁棒控制

研究了一类具有非线性不确定时滞独立系统基于观测器的鲁棒控制器的设计问题,将被控对象由线性不确定时滞系统扩展到非线性不确定时滞系统.在非线性不确定函数增益有界的情况下,通过构造增广系统,利用Lyapunov稳定性定理,获得了该不确定系统存在状态观测器和基于观测器的鲁棒控制器的充分条件.通过求解3个LM I方程,可解得黎卡提方程的解Po,Pc,进而求得状态观测器增益和控制器增益,解决了在利用R iccati方程求解时依赖于参数调整的问题.     

基于观测器的广义时滞系统最优保成本控制

讨论一类含有参数不确定性且具有状态滞后的广义时滞系统的观测器型最优保成本控制器设计问题.不确定性假设是时变的且范数有界.通过基于状态观测器的线性状态反馈控制并采用一种新方法,结合凸优化理论得到了不确定广义时滞系统的最优保成本控制器的设计方法.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,广义时滞系统是鲁棒可镇定的且二次型保成本指标最小,并证明了所得结论等价于一组线性矩阵不等式(LMIs)的可解性问题.最后给出实际算例验证了设计方法的有效性.     

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.     

不确定时变滞后系统的鲁棒容错控制

研究一类不确定时滞后系统的鲁棒容错控制问题,当系统既有状态时变滞后,又有控制输入时变滞后,而且状态和控制输入的不确定项均不满足匹配条件时,利用线性矩阵不等式,得到了系统可由基于观测的 状态反馈鲁棒镇定的充分条件,同时在执行器发生故障时具有完整性。     

一类不确定线性系统的基于观测器的鲁棒控制器设计

针对一类在系统矩阵、输入矩阵以及输出矩阵中均含有不确定项的线性系统,用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality─LMI)处理方法研究基于观测器的鲁棒控制器的设计问题,给出相应闭环系统指数稳定的一个充分条件。