具有非线性扰动与外部干扰的结构系统鲁棒H∞控制

针对一类具有非线性不确定及外部扰动的结构系统,提出一种基于线性矩阵不等式的鲁棒H∞主动控制策略.当结构系统质量矩阵中存在摄动时,将其描述为一种中立不确定的动态模型系统,通过鲁棒H∞控制方法同时保证了结构系统在模型和参数摄动下以及在控制变量和扰动存在非线性不确定性时的鲁棒稳定.最后通过对一个单自由度建筑结构模型在地震波作用下的主动振动控制仿真证明了该方法的有效性.     

交流转矩伺服系统H∞鲁棒控制

以交流转矩伺服系统简化模型为控制对象,设计了基于H∞鲁棒稳定控制器的两自由度内模控制器.仿真实验结果表明,在系统参数存在摄动的情况下,与传统控制器相比系统跟随性能、鲁棒稳定性均有所提高,有效抑制了参数摄动对系统性能的影响.     

小脑神经网络用于不确定时滞系统的鲁棒非脆弱控制

针对不确定时滞系统的鲁棒跟踪控制问题,设计了一种基于小脑神经网络CMAC的鲁棒非脆弱控制器。首先,给出小脑模型神经网络控制系统的算法。其次针对一类不确定时滞系统,根据李雅普诺夫稳定理论,进行了鲁棒非脆弱控制器的设计。假设反馈控制中即含有状态反馈不确定性,也具有状态时滞的不确定性。证明不确定时滞系统鲁棒非脆弱控制存在的条件。该条件可以利用Matlab的线性矩阵不等式LMI工具箱来求解鲁棒控制器的参数。之后利用CMAC神经网络较强的学习能力和鲁棒非脆弱控制器对参数摄动抑制作用的特点,将鲁棒非脆弱控制器与小脑模型神经网络CMAC相结合,构成小脑模型神经网络与鲁棒非脆弱控制器的复合控制,实现对不确定时滞系统的跟踪控制。仿真结果显示,对于输入端扰动和一定程度的参数摄动,经过复合控制器的作用,被控系统能在短时间的抖动后逐渐趋于稳定,不仅具有较快的响应速度,还具有较短的收敛时间和令人满意的跟踪精度。该种复合控制表现出较强抗干扰能力及鲁棒性。     

基于LMI的4WS-4WD车辆H_∞鲁棒控制器设计

基于线性矩阵不等式(LMI)设计了H_∞鲁棒最优控制器以及H_∞鲁棒非脆弱控制器.通过两自由度(2-DOF)车辆模型推导并建立H_∞鲁棒控制系统,此外,定义系统摄动并对摄动矩阵进行分解,进而利用线性矩阵不等式求解控制器.仿真结果表明,H_∞鲁棒最优控制器对侧偏角及横摆角速度的控制效果显著优于LQR控制器.同时,在控制器存在摄动及对侧偏角及横摆角速度进行控制的情况下,H_∞鲁棒非脆弱控制器的鲁棒性能显著优于普通鲁棒H_∞控制器.因此,H_∞鲁棒最优控制器解决了普通鲁棒H_∞控制器控制性能差的问题,H_∞鲁棒非脆弱控制器则解决了普通H_∞鲁棒控制器对参数变化敏感的问题.     

柔性结构振动主动控制器的μ综合设计方法

在设计柔性结构振动主动控制器时,考虑了受控子系统参数摄动的一种典型情况：模态频率和模态阻尼的建模误差,并用线性分式变换的形式在状态方程描述的框架里,用一个对角块结构表达出这种参数不确定性;同时,把残余子系统视作对受控子系统的一种摄动,将溢出稳定性问题转化为同时含有参数不确定性与未建模动态的系统鲁棒稳定性问题;利用μ理论中的鲁棒性能定理,引入虚拟不确定块,把抑制外部扰动的鲁棒性能问题,统一到上述鲁棒稳定性问题中.最后通过最小化一个结构奇异值μ得到的控制器,以保证具有上述混合不确定性的闭环系统稳定并满足鲁棒性能要求.该方法在控制器设计时计入了混合不确定性块的结构特征,避免了常规（）∞鲁棒控制器在处理此类问题时的保守性.仿真算例表明该方法是有效的.     

一类结构不确定系统的摄动反馈分析与设计

对一类对象和控制器同时具有结构不确定摄动的闭环系统的鲁棒稳定性分析与设计问题进行了研究。利用Riccati不等式、H∞范数及矩阵分解等方法，得到了系统不确定参数的一种鲁棒稳定摄动界。进一步给出了已知系统参数摄动界时的标称控制器的设计方法。     

一类结构不确定系统的摄动反馈分析与设计

对一类对象和控制器同时具有结构不确定摄动的闭环系统的鲁棒稳定性分析与设计问题进行了研究。利用Riccati不等式、H∞ 范数及矩阵分解等方法 ,得到了系统不确定参数的一种鲁棒稳定摄动界。进一步给出了已知系统参数摄动界时的标称控制器的设计方法。     

具有控制器增益变化的离散时滞系统鲁棒H?可靠控制

研究了具有控制器增益变化的离散时滞系统鲁棒H∞可靠控制问题。在考虑更一般、更实际的执行器连续故障模型的基础上,分别给出了系统控制器具有乘性摄动和加性摄动时的H∞可靠控制器存在的充分条件;设计的可靠控制器不仅能够保证系统稳定,且满足H∞性能约束。最后仿真实例说明了方法的有效性。     

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．     

过失速机动飞机内回路鲁棒解耦控制

针对过失速机动存在的非线性和强耦合问题,提出了一种内回路鲁棒解耦控制方法。控制器设计分为力矩补偿、线性控制和鲁棒补偿这3部分:首先通过查询气动数据库对阻尼力矩以外的气动力矩、惯性耦合力矩及推力附加力矩进行实时补偿;然后利用参考模型对补偿后的线性参数系统设计比例积分控制器;在此基础上采用正弦函数表征气动力矩系数和推力参数摄动,推导了模型不确定性的解析表达式,并采用滑模控制方法进行鲁棒补偿器设计。仿真结果表明:保留阻尼项的设计方案可以有效降低控制能量消耗;所设计的控制器具有较强的鲁棒性,在气动系数和控制系数的最大幅值摄动分别为60%和20%的情况下,仍然能够稳定跟踪参考指令并实现Herbst机动。     

线性系统的H∞／L2鲁棒控制问题及其简化

本文研究具有参数不确定性的线性系统的鲁棒性控制问题，提出并证明了不确定系统在Ｈ∞边界约束下使Ｌ２指标最小的充分条件，由此导出Ｈ∞／Ｌ２综合方法可将参数摄动系统的鲁棒控制器的设计问题转化为其标称系统当干扰强度增大时的鲁棒控制器的设计问题。     

具有参数不确定的移动机器人鲁棒轨迹跟踪控制

研究了具有参数不确定性的非完整移动机器人轨迹跟踪问题.综合考虑了移动机器人的运动学和动力学方程,首先采用输入-输出反馈线性化方法得到具有不确定性的线性化模型,系统中的不确定性满足匹配条件;然后基于积分滑模控制的思想设计了鲁棒轨迹跟踪控制器,保证了系统在整个响应过程中的鲁棒性,并且分析了参数不确定对控制器的影响,给出了一个闭环系统稳定的充分条件;最后对系统具有较大的参数摄动进行了仿真试验,结果表明所设计的控制器能够保证移动机器人有效性地跟踪期望轨迹.     

动态预补偿器实现鲁棒对角优势

给出一种多变量参数不确定系统鲁棒预补偿器设计方法．该方法设计的鲁棒预补偿器可以使摄动系统为鲁棒对角优势的，因而保证了系统的鲁棒稳定，并且具有保守性小，设计的控制器简单等优点．实际系统设计表明，该设计方法有效而实用．     

同时存在五种摄动的系统敏感性分析

讨论了控制对象加摄动、稳定反馈摄动、输入乘摄动、输出乘摄动以及控制器加摄动同时存在情形下的摄动系统鲁棒稳定性和性能敏感性问题,给出了鲁棒稳定的充分条件,得到了敏感函数矩阵和传递函数矩阵的Ｈ∞摄动上界。     

状态反馈H∞控制在二级倒立摆平衡系统中的应用

应用Ｈ∞状态反馈和Ｋａｌｍａｎ滤波相结合的方法,对二级倒立摆平衡系统进行控制。仿真研究表明：二者相结合构成的控制器,在模型参数摄动且有干扰信号作用的情况下,比ＬＱＧ控制具有更强的鲁棒稳定性和抗干扰能力。     

独立旋转车轮有轨电车μ综合导向控制

采用μ综合方法设计了低地板有轨电车主动导向鲁棒控制器,以使其重新获取由于采用独立旋转车轮而失去的直线对中和曲线通过能力,同时对车辆系统的参数不确定性具有良好的鲁棒性能.建立了独立旋转车轮有轨电车的两轴车模型,模型中每个车轮和一个轮毂电机相联.通过控制同一车轴左右轮上的电机输出转矩实现车辆的主动导向控制.在Matlab软件中对控制器进行了仿真验证,结果表明控制算法能够同时满足系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能,并使车辆获得良好的直线对中和曲线通过性能.     

不确定离散广义系统的D稳定鲁棒非脆弱可靠控制

针对不确定离散广义系统,研究系统在控制器失效情况下的D稳定鲁棒非脆弱控制问题。根据D稳定条件,给出广义离散系统在系统参数不确定的情况下D稳定控制;研究在参数不确定和执行器故障的情况下离散广义系统的D稳定鲁棒可靠控制和D稳定鲁棒非脆弱可靠控制,保证在控制器失效的情况下,系统仍然能满足一定的性能指标。通过求解线性矩阵不等式(LMI),给出设计D稳定鲁棒非脆弱可靠控制器的方法。仿真结果证明了设计的有效性。     

基于鲁棒二自由度增益自适应Smith预估器的冷轧厚度计型AGC

综合考虑冷轧厚度计型AGC(automatic gauge control)控制对象模型的渐变性以及在低速轧制时大时延引起的厚度反馈较大时滞,提出一种冷轧厚度计型AGC控制的改进方法来减弱这些系统不确定性和厚度反馈时滞带来的不利影响. 推导出针对任意阶对象的增益自适应调节律,并给出了在保证系统鲁棒稳定条件下的控制器和滤波器参数选取原则. 仿真结果证明这一新方法可有效地抑制干扰,而且在对象参数摄动时系统具有鲁棒稳定性.     

热连轧板形板厚多变量系统鲁棒控制

针对板形板厚多变量复杂系统,以板形和板厚质量为主要控制目标,以弯辊力和辊缝为主要控制变量建立系统模型. 基于某热连轧实际生产参数得到具体数学模型. 针对建模过程中忽略掉的各种次要因素的影响及扰动和参数摄动,应用Matlab鲁棒控制工具箱对系统进行耦合分析并求解出鲁棒控制器,通过均衡处理的控制器降阶算法得到低阶鲁棒控制器. 仿真结果验证所设计控制器具有良好的解耦效果、抗干扰能力和抗参数摄动能力.     

基于最大灵敏度的分数阶内模控制器设计

针对分数阶控制器设计参数整定复杂的问题,提出一种基于最大灵敏度的分数阶内模控制器设计方法。采用粒子群优化算法对原系统模型进行简化处理,根据内模控制原理设计分数阶内模控制器;仅通过一个可调参数,实现分数阶内模控制器的快速整定;通过最大灵敏度指标实现分数阶内模控制器的鲁棒整定。仿真结果表明该方法具有良好的控制品质及克服参数摄动的鲁棒性。