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.     

线性区间系统的鲁棒非脆弱H∞控制

讨论了一类区间系统的鲁棒非脆弱H∞状态反馈控制问题．考虑的非脆弱控制器其控制器参数在未知的区间内波动但波动幅度已知,该形式的控制器等效描述类似于范数有界摄动形式的非脆弱控制器,基于线性矩阵不等式方法,给出了鲁棒非脆弱H∞状态反馈控制方案,所设计的控制器在给定区间内波动时保证闭环系统稳定且满足给定的H∞性能指标,数值例子表明了H∞上述设计方法的有效性。     

一类离散奇异Markovian跳变系统的非脆弱H∞控制

本文研究了一类离散奇异Markovian跳变系统的非脆弱H∞问题．首先针对标称离散奇异Markovian跳变系统,得到考虑控制器参数摄动后不确定闭环系统的关于鲁棒随机可容许性及H。扰动衰减性能分析的结论;然后推导出标称离散奇异Markovian跳变系统非脆弱H∞控制器的设计方法,该方法表明可通过求解一组耦合线性矩阵不等式来构建非脆弱H∞控制器;最后将标称系统的结果进一步推广到考虑系统不确定性的鲁棒非脆弱H∞控制器设计．     

线性不确定离散时滞系统的鲁棒非脆弱H∞控制

基于线性矩阵不等式（LMI）方法,研究了线性不确定离散时滞系统的鲁棒非脆弱H∞状态反馈控制器的设计问题．系统的不确定项参数和控制器的增益变化都是时变的且满足线性分式形式的范数有界．考虑了控制器增益存在加性和乘性摄动的2种情形,以LMI形式给出了非脆弱H∞控制器存在的充分条件,保证了闭环系统的鲁棒稳定性和一定的H∞衰减水平．实例表明了该设计方法的有效性．     

一类不确定脉冲切换系统的鲁棒非脆弱H∞控制

研究含范数有界不确定性的脉冲切换系统的鲁棒非脆弱H∞控制问题.笔者考虑的控制器增益摄动包括加性摄动和乘性摄动两种形式.利用线性矩阵不等式技术得到了非脆弱控制器存在的充分条件以及控制器增益的求解方法;所设计的控制器在容许的增益摄动下,保证了闭环系统的鲁棒指数稳定性和H∞性能指标.算例验证了设计方法的有效性.     

区间时滞系统的非脆弱鲁棒H∞控制

针对一类时滞是时变的且属于一个已知区间的线性系统,提出了一种新的Lyapunov-Krasovskii函数分析方法,分析区间时滞线性系统的稳定性,并设计了非脆弱鲁棒H∞控制器.设计的非脆弱鲁棒H∞控制器不仅可以保证时滞系统是渐近稳定的,同时可以满足所给定的H∞性能指标.非脆弱鲁棒H∞控制器可以通过线性矩阵不等式方法获得...     

一类具有记忆的线性切换系统的鲁棒H∞控制

采用Lyapunov-Krasovskii泛函、Schur补引理和线性矩阵不等式方法,设计了带有记忆的控制器,研究不确定参数的线性切换系统及鲁棒H_∞控制问题,在任意切换策略下,导出鲁棒H_∞控制器的充分条件。采用带有记忆的控制器,分析了系统的稳定性及H_∞性能,并通过仿真实例证实了结论的有效性。     

非线性广义离散区间系统的鲁棒非脆弱H_∞控制

研究一类含有非线性扰动的广义离散区间系统的鲁棒非脆弱H∞控制问题,所研究的非线性扰动满足Lipschitz条件.首先,利用Lyapunov函数理论,研究不确定非线性广义系统的鲁棒H∞控制问题;其次,以线性矩阵不等式(LMI)形式,给出了系统鲁棒非脆弱H∞控制器存在的充分条件,使得对于所有容许不确定性,闭环系统都允许且H∞性能指标满足给定上界.同时,给出状态反馈控制器的设计方法;最后,用数值例子表明了所提出方法的有效性.     

多时滞非线性系统的鲁棒非脆弱H_∞控制

针对一类不确定多时变时滞非线性系统,探讨了鲁棒非脆弱H∞控制器的设计问题.假定其中的不确定性是范数有界的,并且系统的状态是完全可测的,利用李亚普诺夫稳定性方法,以线性矩阵不等式的形式,给出了使该不确定多时变时滞非线性闭环系统渐近稳定及非脆弱鲁棒H∞状态反馈控制器存在的充分条件.通过求解相应的线性矩阵不等式就可得到系统的非脆弱鲁棒H∞控制器,同时也能保证从扰动到受控输出之间传递函数的H∞范数不大于给定的指标值.数值算例验证了所给方法的有效可行性.     

不确定广义时滞系统的时滞相关非脆弱鲁棒H∞控制

目的讨论不确定广义时滞系统的时滞相关非脆弱鲁棒H∞控制器的设计问题。方法利用LMI方法结合新近建立的积分不等式。结果获得了不确定广义时滞系统的非脆弱控制器使得闭环系统渐进稳定且具有给定的H∞扰动抑制水平γ的时滞相关条件。结论针对控制器具有加法不确定性的扰动情形,给出了非脆弱控制器的设计方法。数值算例说明方法的可行性。     

一类非线性不确定系统鲁棒H~∞控制器的设计

利用微分对策方法 ,讨论了一类不确定性非线性控制系统的鲁棒H∞ 控制问题。给出了在所有允许的不确定范围内 ,使闭环系统具有鲁棒H∞ 控制特性的状态反馈鲁棒H∞ 控制器、输出反馈鲁棒H∞ 控制器以及基于观测器的鲁棒H∞ 控制的设计方法。指出了如果相应的一个或两个Hamilton -Jacobi不等式有非负解 ,则该不确定非线性系统的鲁棒H∞ 控制问题有解。     

一类不确定时滞广义系统的鲁棒非脆弱H_∞控制

研究了状态反馈控制器增益具有摄动的一类不确定时滞广义系统的鲁棒非脆弱H∞控制问题,通过求解一组线性矩阵不等式(LMI)得到了具有加法式摄动情形的非脆弱控制器.该控制器可使闭环系统是正则的、稳定的且无脉冲的,同时得出最优的H∞范数界.数值分析结果证实了该方法的有效性.     

一类具有状态及控制滞后的不确定系统的鲁棒控制

针对一类具有状态及控制滞后的不确定系统,研究了其鲁棒H_∞控制,用线性矩阵不等式的方法设计了一种状态反馈控制器.该控制器在鲁棒镇定系统的同时,能保证闭环系统从扰动到被控输出的H∞范数小于某一给定的常数.     

一类非线性不确定系统鲁棒H∞控制器的设计

利用微分对策方法,讨论了一类不确定性非线性控制系统的鲁棒H^∞控制问题。给出了在所有允许的不确定范围内,使闭环系统具有鲁棒H^∞控制物性的状态反馈鲁棒H^∞控制器,输出反馈鲁棒H^∞控制器以及基于观测器的鲁棒H^∞控制的设计方法。指出了如何相应的一个或两个Hamilton-Jocobi不等式有非负解,则该不确定非线性系统的鲁棒H^∞控制问题有解。     

不确定广义系统非脆弱混合H2/H∞优化控制

针对不确定广义系统非脆弱混合H 2/H∞优化控制问题,对控制器增益具有加法式摄动和乘法式摄动两种情形采用线性矩阵不等式方法研究其充分条件,并设计满足要求的鲁棒非脆弱混合H 2/H∞状态反馈控制器,使得闭合系统在满足H∞性能的前提下极小化H 2范数的上界.     

不确定变时滞Lurie控制系统的鲁棒非脆弱保性能H_∞控制

针对参数不确定的时变时滞Lurie控制系统,研究了鲁棒非脆弱H∞保性能控制器的设计问题.首先利用Lyapunov泛函、积分不等式和引入自由权矩阵的方法,得到了系统绝对稳定及非脆弱保性能H∞控制器存在的充分条件,然后将其化为线性矩阵不等式,通过线性矩阵不等式的可行解构造控制器增益具有加法式摄动和乘法式摄动的非脆弱控制器.数值仿真例子说明结果的有效性.     

不确定中立型系统的时滞相关鲁棒H∞控制

基于线性矩阵不等式(LMI)方法,研究了中立型系统的鲁棒非脆弱H∞控制器的设计问题.系统状态和输出均含有时滞,输入和中立导数项均含有不确定性.针对非脆弱控制器的乘性不确定性,通过构造适当的Lyapunov泛函,利用schur补引理,结合积分不等式及矩阵奇异值理论,得到了非脆弱时滞相关控制器的设计方法.利用Matlab的LMI,验证了控制器设计方法的有效性.     

双线性系统的鲁棒H~∞控制

研究了单输入双线性系统的鲁棒Ｈ∞控制器的设计问题．利用精确线性化方法将此转化为线性系统的鲁棒Ｈ∞控制问题,再通过引进标度参数ε,将线性系统的鲁棒Ｈ∞控制问题转化为一般线性系统的Ｈ∞控制问题来求解．     

鲁棒非脆弱保成本控制及其应用仿真

针对不确定系统设计了非脆弱鲁棒保成本控制器,考虑了控制器增益存在加性和乘性两种情形.利用Lyapunov稳定性方法,以线性矩阵不等式的形式给出了非脆弱鲁棒保成本控制器存在的条件.在分析活套控制系统参数不确定等因素的基础上,把所设计的非脆弱保成本控制器应用于热连轧活套自动控制系统.通过仿真可以看出,在活套系统参数摄动的情况下,采用非脆弱保成本控制器活套系统仍具有鲁棒性能好,抗扰动强等优点.图4,参9.     

具有加法非结构不确定性系统的H_∞鲁棒稳定化

对于具有H_∞范数界限的不确定性系统,本文考虑具有加法非结构不确定性的鲁棒稳定化问题,提供了把该问题转换成H_∞控制问题的方法,并给出了H_∞控制问题的输出反馈解。利用这个输出反馈解,可以获得鲁棒稳定化控制器及其存在的充分条件,它依赖于求解两个Riccati方程。不确定性系统的公称模型和不确定性上界均用状态空间表达式描述,并且假设它们是可稳定化的和可检测的,其中公称模型在虚轴上没有极点。通过结构图的等价变换,并根据小增益定理,可以把H_∞鲁棒稳定化问题转化成H_∞控制问题。对于可稳定化的和可检测的控制对象,基于状态空间方法,可以获得H_∞控制问题的解,它只要求控制对象中控制输入对系统状态的关联矩阵和外部输入对系统输出的关联矩阵是满秩的。这个状态空间解存在的充要条件是,两个依赖于控制对象参数的Riccati方程具有半正定解X_∞和Y_∞,而且I-γ~(-2)Y_∞X_∞>0,其中γ>0是一个给定的常数。利用这个状态空间解,并注意到H_∞鲁棒稳定化问题中γ=1的情形,可以得到H_∞鲁棒稳定化控制器,它存在的充分条件是两个依赖于不确定性系统公称模型和不确定性上界参数的Riccati方程具有半正定解X和Y而且I-Y X>0。H_∞鲁棒稳定化控制器的设计算法可以根据文中给出的定理得到。