具有非线性执行器饱和的时滞切换系统的控制器设计

主要研究了一类时滞切换系统有关非线性执行器饱和的控制器设计问题.对于具有执行器饱和的时滞切换系统,设计了状态反馈控制器,构造了共同的Lyapunov函数,并利用完备性定义给出了切换系统渐近稳定的充分条件,最后用Schur引理将定理的充分条件等价地转化为线性矩阵不等式的形式.     

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。     

一类切换中立时滞系统的指数稳定性

研究一类含非线性扰动的不确定中立型时滞切换系统的时滞依赖指数稳定性,时滞项为时变时滞.利用平均驻留时间方法和自由权矩阵方法,给出了切换中立时滞系统时滞依赖指数稳定的充分条件,并设计状态反馈控制器,使闭环系统在一定切换策略下指数稳定,最后通过仿真算例验证结果的正确有效性.     

带饱和执行器非线性时滞系统的自适应动态规划

针对带饱和执行器及状态时滞的一类非线性系统最优控制问题,提出基于迭代自适应动态规划算法的控制方法.用泛函性能指标处理执行器的饱问题,推导出非线性时滞系统对应的哈密顿-雅克比-贝尔曼(HJB)方程.针对其性能指标函数含有状态时滞耦合项和抗饱和函数是非二次型,难以求解HJB方程的问题,采用自适应动态规划算法来获得最优控制.通过收敛性分析证明性能指标可迭代达到最优.对比仿真试验结果验证以上方法的有效和求解的优越性.     

非线性多时滞切换系统的稳定性

研究了一类带有多时滞摄动的非线性切换系统的稳定性分析以及切换律的设计问题。由于时滞现象存在于大多数的切换系统中,而且时滞会使系统的性能变差,甚至破坏整个系统的稳定性。因此对于切换系统稳定性的研究,要把时滞考虑在内。首先,构造一个适当的Lyapunov-krasovskii函数(LKF);然后,对LKF进行求导,对于该导数通过引入自由权矩阵,利用积分不等式和shur补引理以及线性矩阵不等式理论(LMI)进行推导;最后,以线性矩阵不等式的形式给出了非线性多时滞切换系统稳定性的充分条件,并给出了稳定切换律的存在条件。将单个时变时滞推广到多时变时滞,使得非线性时变时滞系统的研究更具一般性。     

一类离散的非线性切换系统的鲁棒镇定性问题

是基于切换Lyapunov函数方法,讨论了一类具有非线性扰动的线性切换系统的状态反馈镇定性问题,并深入讨论了时滞切换系统的鲁棒镇定问题,给出了反馈控制律的设计,所得到的结果均以矩阵不等式表示便于实现.     

具有离散和分布时滞系统的鲁棒有限时间能量-峰值控制

研究了不确定线性时滞系统在有限时间能量-峰值性能指标约束下的鲁棒控制问题.系统的系数矩阵包含范数有界的不确定性,状态包含离散时滞和分布时滞.引入一个含参数的Lyapunov泛函,通过检验它的指数增长情况,为状态和输出定界,据此得到了闭环系统对于所有允许的不确定性有限时间有界以及满足预先指定的能量-峰值性能指标的充分条件,同时给出了状态反馈控制率.这些条件是有特征值约束的线性矩阵不等式,通过把特征值约束转换成非线性矩阵不等式,设计了锥补偿线性化(CCL)算法来求解这样的矩阵不等式,最后用数值算例验证了所得方法的有效性.     

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.     

一类不确定时滞非线性切换系统的观测器设计

研究一类不确定时滞非线性切换系统的观测器设计问题,利用共同Lyapunov函数方法,得到增广系统渐近稳定的充分条件,进而得到系统渐近稳定的观测器.     

不确定时滞非线性混沌系统的鲁棒容错控制

研究了不确定时滞非线性混沌的鲁棒容错控制问题.基于Lyapunov泛函,运用线性矩阵不等式(LMI)的方法,利用不稳定不动点的控制,引入一种带时滞的状态反馈控制律,对传感器或执行器失效的情况,证明了一类非线性不确定时滞混沌系统对于传感器和执行器故障都具有完整性.结果表明,所给出的控制律不但可以实现对某些传感器故障的容错,而且在正常和故障情况下对于传感器和执行器故障都具有完整性.     

不确定非线性时滞切换系统的鲁棒容错控制

研究了一类结构参数不确定性和未知非线性扰动的非线性时滞切换系统的鲁棒容错控制问题.利用凸组合技术,设计出状态反馈控制器和相应的切换策略,使得闭环系统是全局渐近稳定的.同时当系统的执行器失效时,通过预先给定的失效集,对于所有发生在给定失效集的执行器失效的情况下,使得闭环系统均是全局渐近稳定的.最后通过仿真算例验证了所设计方法的可行性和有效性.     

一类带有时变时滞的Lur＇e型切换系统的故障估计

研究了一类带有中立项和时变时滞信号的非线性切换系统的故障估计问题。通过设计基于观测器的切换故障估计器,将故障估计问题转化为H∞滤波问题。在任意切换信号下,通过选取合适的Lyapunov-Krasovskii泛函,推导并证明了由原系统和估计系统组成的增广系统绝对稳定,同时满足给定的H∞性能指标的时滞相关充分条件。进一步利用锥形补方法给出所设计的估计器参数矩阵的解。最后通过算例验证了所提方法的有效性。     

Delay-dependent robust H∞ control for uncertain fuzzy hyperbolic systems with multiple delays

The robust H∞ control problem was considered for a class of fuzzy hyperbolic model (FHM) systems with parametric uncertainties and multiple delays. First, FHM modeling method was presented for time-delay nonlinear systems. Then, by using Lyapunov-Krasovskii approaches, delay-dependent sufficient condition for the existence of a kind of state feedback controller was proposed, which was expressed as linear matrix inequalities (LMIs). The controller can guarantee that the resulting closed-loop system is robustly asymptotically stable with a prescribed H∞ performance level for all admissible uncertainties and time-delay. Finally, a simulation example was provided to illustrate the effectiveness of the proposed approach.     

一类非线性切换系统的稳定化

讨论当各子系统具有相同相关度1时非线性仿射切换系统的稳定化问题.借助零动态的性质,给出非线性切换系统在某种切换信号下稳定化的充分条件.     

改进的不确定时滞系统时滞相关鲁棒镇定结论

针对一类不确定时滞系统,研究了其时滞相关鲁棒镇定问题.通过将整个时滞区间划分为许多子区间,并在每个子区间上定义不同的能量函数,定义了一种新的Lyapunov-Krasovskii泛函.基于此泛函,并借助线性矩阵不等式工具,给出了标称时滞系统的时滞相关稳定条件.基于得到的稳定条件给出了状态反馈控制器的设计方法,得到的控制律可保证相应的闭环系统鲁棒渐近稳定.最后,仿真示例表明了该方法的可行性.     

非线性时滞系统鲁棒自适应H_∞几乎干扰解耦

研究了一类非线性时滞系统的鲁棒自适应H∞控制问题.基于Lyapunov函数的递推设计方法,设计了一种新的自适应控制律和H∞控制器.通过巧妙的选取Lyapunov函数解决了时滞问题,实现了递推设计的推广.数值例子和仿真结果验证了结论的有效性.     

Lurie时滞系统的绝对稳定性判据

对一类带非线性扇形区域约束的时滞系统的绝对稳定性进行了讨论,得到了一些易于用LMI计算的时滞相关稳定性准则.在推导过程中,避免了引入模型变换和交叉项技术,有效地降低了保守性,实例表明结论要优于已有的一些结果.     

An extended nonlinear state predictor for a class of nonlinear time delay systems

An extended nonlinear state predictor (ENSP) for a class of nonlinear systems with input time delay is proposed. Based on the extended Kalman filter (EKF), the ENSP first estimates the current states according to the previous estimations and estimation errors, next calculates the future state values via the system model, and then adjusts the values based on the current errors. After a state predictive algorithm for a class of linear systems is presented, it is extended to a class of nonlinear time delay systems and the detailed ENSP algorithm is further proposed. Finally, computer simulations with the nonlinear example are presented, which demonstrates that the proposed ENSP can effectively and accurately predict the future states for a class of nonlinear time-delay systems no matter whether the state variables change quickly or slowly.