一类综合控制系统的动态输出反馈H∞控制器设计

基于稳定性分析理论,利用线性矩阵不等式方法和交叉项界定法,设计无记忆和记忆的动态输出反馈H_∞控制器,构造新的Lyapunov-Krasovskii(L-K)泛函,推出动态输出反馈控制在满足H_∞性能指标条件下渐近稳定的充分性判据,所得定理适用于标准和非标准情形.通过算例验证控制方法有效.     

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.     

虚假数据注入攻击下信息物理系统动态输出反馈控制

针对受到虚假数据注入攻击的信息物理系统安全控制问题,将虚假数据注入攻击作为一类特殊的外部扰动,提出了一种具有攻击防御能力的H_∞动态输出反馈控制策略.首先,考虑虚假数据注入攻击对测量通道与随机时延对通信网络的影响,建立了一类具有网络攻击、随机时延和外部扰动等多种约束的闭环系统模型;其次,借助李雅普诺夫稳定性理论推导出攻击下闭环系统渐近稳定的充分条件,并基于线性矩阵不等式技术给出了H_∞动态输出反馈控制器的设计方法;最后通过一个仿真算例验证了所述方法的可行性和有效性.     

一类带有随机丢包和执行器饱和的网络化非线性系统的鲁棒H∞控制

该文研究了在随机丢包和执行器饱和的影响下网络化非线性系统的鲁棒H_∞控制问题.丢包遵循伯努利随机二项分布,并且发生在两个通信信道中.通过引入一组辅助矩阵,将执行器饱和限制在凸包中.在以上因素均存在的情况下,设计了一个H_∞反馈控制器,使闭环系统在均方条件下指数稳定,并达到规定的H_∞性能.最后,通过仿真例子验证了所提出方法的有效性.     

一类不确定性切换LPV系统的输出反馈H∞控制

针对一类含不确定性的切换线性变参数(LPV)系统研究其输出反馈H_∞控制问题.首先设计含驻留时间约束的参数与状态依赖的切换律，基于多参数依赖Lyapunov方法，给出闭环系统渐近稳定且满足H_∞性能指标的充分条件.然后解决控制器的可解问题，借助线性矩阵不等式给出控制器中未知参数的设计方法.最后通过数值算例验证方法的可行性.     

模态依赖时滞不确定Markov跳变系统的鲁棒H∞容错控制

针对一类具有模态依赖时变输入时滞和状态时滞的不确定奇异Markov跳变系统,在执行器发生故障的情况下,研究了其鲁棒H_∞容错控制问题. 基于积分不等式的方法,通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函,给出了此类系统存在无记忆状态反馈鲁棒容错控制律的充分条件,并设计了鲁棒H_∞容错控制器,使得闭环系统稳定且满足一定的H_∞干扰抑制水平.最后,仿真算例验证了该方法的有效性.     

事件触发通讯机制下线性系统的网络化动态输出反馈H_∞控制

研究了事件触发通讯机制下带有双侧网络的线性系统的动态输出反馈H_∞控制问题。引入一个基于测量输出的事件触发机制来决定哪些采样输出在哪些采样时刻通过网络来传输给动态输出反馈控制器。在这个事件触发机制下,考虑传感器到控制器和控制器到执行器双侧网络通道中的网络诱导时延,利用输入时滞方法,对运行时间区间进行适当的区间划分,将闭环系统建模为一个带有两个区间时变时延的时滞系统。充分考虑两个时延的上下界信息来构造一个Lyapunov-krasovskii泛函,以线性矩阵不等式形式建立H_∞性能判据和控制器的设计方法。最后,通过仿真例子验证所提方法的有效性。     

基于边界限制事件触发的Lurie系统鲁棒控制

针对一类受控Lurie系统,提出一种基于边界限制的事件触发控制策略.首先,设计Lurie系统的连续时间状态反馈控制器,以保证连续闭环系统的渐近稳定性;其次,引入快、慢辅助系统对原系统Lyapunov函数进行动态边界限制,设计事件触发控制器;最后,利用混杂系统的稳定性理论证明事件触发下闭环系统的渐近稳定性并排除芝诺现象,进而分析Lurie系统的事件触发控制鲁棒性,建立闭环混杂系统的半全局渐近稳定性判据.数值仿真验证了所提控制策略的有效性.     

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.     

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的建筑结构地震动H2/H∞混合控制

从H∞干扰抑制理论出发,基于线性矩阵不等式（LMI）多目标控制理论,设计出H_∞控制器和具有H2性能指标的H₂/H_∞混合控制器,通过平衡H2性能和H∞性能关系,使得结构的加速度响应得到进一步减小.最后通过算例证实了这些控制器对地震作用的抑制性能.     

采用输出反馈的执行器饱和跳变系统H∞控制

针对一类具有饱和执行器的马尔可夫跳变系统的H∞控制问题,提出一种基于模态跳变的动态输出反馈控制器的设计方法,并在保证闭环系统随机稳定的基础上,设计出了动态输出H∞控制器.通过将非线性饱和约束转化为特殊的线性约束,使具有饱和执行器的控制器求解问题转化为线性约束控制器的求解问题,利用位于闭环系统吸引域内的不同模态下椭圆不变集的交集来保证系统的随机稳定性,此时控制器的求解可等效为线性矩阵不等式的可解性问题.采用该设计方法设计的动态输出反馈H∞控制器能够保证闭环系统随机稳定,并且满足一定的H∞衰减水平.数值仿真结果表明,所设计的控制器使得闭环系统在椭圆不变集中的初始状态随机稳定,同时系统对干扰有很强的抑制能力.     

不确定奇异分数阶互联系统非脆弱分散H∞控制

研究了阶次在0到1上的不确定奇异分数阶互联系统的非脆弱分散H_∞控制问题.对现有的奇异分数阶线性系统容许且满足H_∞性能的判定条件进行推广，以严格线性矩阵不等式的形式给出新的判定准则；通过对互联系统特殊结构的分析，利用线性矩阵不等式方法和矩阵分解技术，分别在加法和乘法控制器增益扰动下，给出非脆弱分散H_∞控制器存在的充分条件和设计方法.在控制器的设计过程中，对互联矩阵没有加以限定，得到严格的线性矩阵不等式判据，在一定程度上降低了系统的保守性.利用LMI工具箱及Simulink数值仿真验证了结论的有效性.     

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.     

切换奇异系统事件触发控制的输入输出有限时间稳定

研究了基于事件触发的切换奇异系统的输入输出有限时间稳定性问题。给出切换奇异系统输入输出有限时间稳定的概念,并提出事件触发条件。基于事件触发机制设计了动态输出反馈控制器,利用Lyapunov函数和平均驻留时间方法,得到切换奇异闭环系统输入输出有限时间稳定的充分条件,并且得到了动态输出反馈控制器的参数。最后用一个数值实例说明结论的有效性。     

四旋翼飞行器系统的自适应神经网络有界H∞跟踪控制

针对有外部扰动的四旋翼飞行器系统,采用backstepping方法解决四旋翼飞行器系统在有界稳定情况下难以实现的H_∞跟踪控制问题.考虑各子系统间的耦合项、空气阻力和外界干扰对四旋翼飞行器系统产生的影响,设计四旋翼飞行器系统的自适应神经网络有界H_∞跟踪控制器.仿真结果表明：设计的控制器能保证四旋翼飞行器系统较精确地跟踪参考轨迹,且对外界干扰具有有界H_∞抑制性能.研究结果能为四旋翼飞行器系统的抗干扰设计提供理论指导.     

基于鲁棒H∞的无人机飞行控制系统设计及实现

为解决无人机飞行过程中由于外界干扰及被控对象模型摄动引起的系统不确定性问题,提出了一种易于工程实现的鲁棒H_∞自动驾驶仪设计方法. 建立了描述无人机运动的线性化模型,选取权函数并构造了广义被控对象,利用鲁棒H_∞理论进行了控制器设计. 考虑到硬件实现,对鲁棒H_∞控制器进行了模型降阶和离散化,并将离散的控制器代码植入自动驾驶仪的DSP芯片中. 半物理仿真结果表明,无人机在自动驾驶仪作用下可以准确跟踪参考信号,各项运动参数满足设计指标,鲁棒H_∞控制器可应用于无人机飞行控制系统.      

基于微分几何法的主动悬架鲁棒H∞控制

利用微分几何法和鲁棒H_○∞控制理论,提出一种基于微分几何法的主动座椅悬架和车辆主动悬架的鲁棒H_○∞控制策略.在建立“车－ 椅”车辆三自由度模型的基础上,考虑座椅悬架和车辆悬架弹性力和阻尼力的非线性特性,应用微分几何法并经过非线性状态反馈变换的方法,对主动悬架非线性系统进行精确线性化.然后以底盘垂向加速度和座椅垂向加速度为控制目标,以车轮动态位移、车辆悬架挠度范围小于规定值为约束条件,设计出了座椅悬架和车辆悬架鲁棒H_○∞控制器, 并用Matlab/Simulink进行仿真实验验证了集成变增益LQR控制方法的有效性和可行性.     

马尔科夫跳变系统的H∞-自适应变结构控制

研究了一类带有一般不确定转移速率的非线性广义时滞马尔科夫跳变系统的H_∞-自适应变结构控制问题.首先,针对系统中的非线性未知参数设计由线性控制器和自适应控制器组成的混合控制器,构建Lyapunov泛函,使得系统的轨迹趋近于状态空间曲面且闭环系统随机容许,满足H_∞性能γ.进而考虑一般不确定转移速率矩阵的特性,构造严格线性矩阵不等式,使结论更具一般性.最后,通过数值算例及图像仿真验证了这类控制方法的有效性和可行性.     

基于动态输出反馈控制器的变时滞Lurie不确定系统的鲁棒H_∞控制

对于一类具有变时滞的Lurie不确定系统,利用Lyapunov-Krasovskii泛函、矩阵不等式方法、变量替换法和Schur补引理分析该系统的动态输出反馈鲁棒H_∞控制器的设计问题,使得该系统具有渐近稳定性和H_∞性能,并且给出了动态输出反馈H_∞控制器的参数化表示.通过数值例子验证了所得结论的可行性.