基于LOMOGA的降阶H_∞控制器的设计

针对降阶H∞多目标控制器的设计问题,本文提出了基于局部正交多目标遗传算法(LOMOGA)的降阶H∞控制器的设计方法。该方法结合局部正交优化和改进多目标遗传算法,解决了多目标遗传算法局部搜索能力较差的问题,达到了对H∞控制器的结构和参数同时优化的效果,提高了降阶H∞控制器的动态性能和鲁棒性能。仿真结果表明,该方法不仅具有较强的全局和局部搜索效率,而且搜索结果具有较高的精度、更好的分布均匀性和多样性。     

基于Luenberger观测器的降阶H∞控制器的设计

本文主要研究了基于Luenberger观测器的H∞降阶控制器的设计问题,该观测器是干扰解耦的。首先利用LMI方法提出了求解H∞状态反馈增益的充要条件,然后对该控制器进行渐近降阶观测,基于sylvester矩阵方程的显示通解的参数化设计方法,实现了线性系统的降阶H∞控制器的设计,最后给出了相应的降阶H∞控制器设计算法。     

不确定离散广义时滞系统的混合H_2/H_∞优化控制

基于LMI方法进行了不确定离散广义时滞系统的混合H_2/H_∞优化控制问题的研究.混合H_2/H_∞优化控制的目的是:设计混合H_2/H_∞控制器,在满足闭环系统的容许性及H∞范数界的同时,极小化H2性能指标.给出了该控制器存在的一个LMIs的充分条件.     

具有跟踪鲁棒性能的H∞最优预见控制

研究了一类不确定离散时间系统的鲁棒H∞预见控制问题。其中采用一种新的方法构造扩大误差系统,避免对时变的系数矩阵取差分,从而成功构造简化的扩大误差系统。然后针对所求得的不确定系统的扩大误差系统,通过引入带有预见作用的状态反馈,研究鲁棒H∞保成本控制问题,得到确保鲁棒H∞控制器存在的充分条件及H∞状态反馈控制器的设计方法。该条件可以通过求解一个线性矩阵不等式优化问题而实现。所得控制器回到原系统就得到带有预见作用的最优预见控制器。而且,通过引入积分器,实现闭环系统对目标值信号的鲁棒无静差跟踪。最后的数值算例说明了本文理论的有效性。     

基于线性矩阵不等式的广义系统非脆弱混合H2／H∞优化控制

研究了广义系统非脆弱混合H2/H∞优化控制问题. 目的是设计一个带扰动的状态反馈控制器, 使得闭环广义系统满足容许性及H∞范数界的同时使得H2范数极小. 基于线性矩阵不等式给出了该控制器存在的一个充分条件, 同时给出了控制器的设计方法和闭环系统H2范数的极小上界.     

活性污泥污水处理系统的最优鲁棒H_∞保成本控制

针对具有凸多面体参数不确定性的污水处理控制系统,研究其鲁棒H∞保成本控制器的设计问题。首先,给出变参数活性污泥系统的状态空间模型;然后,结合二次型性能指标和H∞性能指标,导出系统鲁棒H∞保成本控制器存在的充分条件以及相应的控制器设计方法,并通过线性矩阵不等式,给出该控制器增益的可行解。以某污水厂污水性质和处理能力为例,应用所设计的鲁棒H∞保成本控制器进行仿真研究。仿真结果表明:采用该方法使系统最终的稳态误差较小,证明该方法是可行和有效的。     

基于粒子群优化算法的永磁同步电机H_∞速度观测器

H∞速度观测器实现了对永磁同步电机矢量控制系统的转速估计。然而,观测器中加权矩阵的选取费时费力,从而限制了其在高性能变频调速系统中的应用。为了解决上述问题,本文提出了一种基于粒子群优化算法的永磁同步电机H∞速度观测器。该方法在H∞速度观测器矢量控制系统的基础上引入粒子群优化算法,并在文中给出了算法的实现方式。仿真结果证明:基于粒子群优化算法的永磁同步电机H∞速度观测器进一步提高了永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统的控制性能,同时具有更好的动态性能和抗干扰性能。     

基于粒子群算法的H∞鲁棒控制器设计研究

H∞鲁棒控制器的设计通常依赖于设计人员反复试凑权函数,不但耗费大量时间,而且控制系统的性能好坏取决于设计人员的经验。针对权函数的选取问题,提出了一种采用粒子群算法(PSO)优化权函数,进而优化H∞鲁棒控制器的设计流程;不仅优化了H∞鲁棒控制器的性能指标,而且减少了设计人员的重复劳动,加快了设计工作的进程。最后,以某地空导弹俯仰通道为例,设计了H∞鲁棒控制器。仿真结果表明:所设计的H∞鲁棒控制系统时域和频域特性良好,并具有较强的鲁棒性,能够克服动力学系数的不确定性。     

不确定时滞系统的时滞相关鲁棒H∞控制

讨论了不确定时滞系统的时滞相关鲁棒H∞控制器的设计问题.利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法,结合自由权矩阵思想,获得了基于LMI 的时滞相关的H∞控制器和鲁棒H∞控制器设计方法.得到了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,该条件与已有结论相比形式更简单,更便于操作和实现.利用Matlab 中的LMI 工具箱可方便来解.数值算例说明方法的可行性.     

微电网背景下UPQC鲁棒H2/H∞优化控制方法研究

由于微电网中的负载、电源类型多变化快,造成大量谐波和电压波动等电能质量问题.为此,本文建立了UPQC统一数学模型,提出了一种基于鲁棒H2/H∞的微电网UPQC优化控制方法.该方法将模型参数的不确定性引入到状态方程中,使得闭环系统对所允许的不确定性同时满足H∞干扰抑制和最优H2性能,把鲁棒H2/H∞控制器的设计转化为具有线性矩阵不等式的优化问题,进而推导出线性动态反馈控制器.理论分析和仿真实验结果表明:该方法具有控制效果好、响应速度快、鲁棒性强等特点.     

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。     

线性大系统的分散协同H_∞状态反馈控制

针对一类由N个子系统构成的线性关联大系统,研究其可分散H∞控制时关联矩阵应该满足的条件.在此基础上,对于具有一般性关联作用的线性大系统,采用多级控制方法设计其分散协同H∞控制器.多级控制是一种两步控制器设计方法.首先对大系统进行分解,针对每个子系统使用H∞优化算法设计状态反馈;然后,对于子系统间的关联作用,使用结构摄动技术设计协同控制器,从而减小关联作用的影响,改进整个系统性能.这样得到的多级控制器不仅可使整个闭环大系统内稳定,能够满足H∞性能,而且工程上便于实现.     

MIMO系统的H∞PID控制器的参数设计

本文应用先进的H∞控制理论,提出一种用LMI方法设计多输入-多输出系统的PID控制器参数的方法.用该方法设计出的控制器是由多个单输入-单输出的PID控制器组成,而不是多变量耦合的PID控制器.试验证明,用该方法设计出的H∞PID控制器控制效果较好,鲁棒性较强.     

广义非线性系统的可靠H∞输出跟踪控制

针对一类广义非线性系统的可靠H∞输出跟踪控制问题,应用Tagaki-Sugeno(T-S)模糊控制方法,在执行器发生故障的情况下设计可靠控制器,使系统输出能跟踪参考信号,且跟踪误差系统渐近稳定并满足给定的H∞跟踪性能.基于线性矩阵不等式方法,给出了广义非线性系统实现H∞输出跟踪的充分条件,以及可靠控制器的设计.仿真结果表明了所设计的控制器在执行器正常或发生故障时的有效性.     

不确定离散时滞系统的H∞保性能预见控制

针对一类具有凸多面体不确定常参数的离散时间时滞系统,研究其H∞最优保性能预见控制器的设计方法。首先,与以往不同,本文的扩大误差系统仍然保留了时滞,以保证扩大误差系统的状态向量维数不随时滞的增加而增加。其次,针对所构造的扩大误差系统,设计有记忆的状态反馈控制器,并利用线性矩阵不等式方法,导出确保所求控制器存在的条件及该控制器设计的方法。最后,通过建立并求解一个含线性矩阵不等式约束的凸优化问题,给出扩大误差系统的鲁棒H∞保性能控制器,该控制器对于原系统来说就是鲁棒H∞保性能预见控制器。     

执行器故障的连续时间系统的可靠H∞控制

研究了带有执行器故障的连续时间系统的可靠H∞控制问题,采用了一种更实际的执行器故障模型.给出了系统存在可靠H∞控制器的LM I形式的充分判据以及控制器的设计方法.所设计的可靠H∞控制器可以容忍一定的执行器故障,保证整个闭环系统是渐近稳定的且满足一定的H∞性能.进一步,为了降低闭环系统的H∞性能的保守性,提出了一个具有LM Is约束的凸优化方法.最后,通过一个仿真例子说明了所给设计方法的有效性.     

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。     

提高电力系统小干扰稳定性的全状态H_∞控制器

为了研究电力系统小干扰稳定分析和控制的有效方法,建立了多机系统小干扰稳定的鲁棒分析和控制模型,应用H∞理论分析多机系统小干扰稳定问题,提出用系统的H∞范数作为系统小干扰稳定裕度的指标,并提出了多机系统全状态H∞控制器的设计方法。对一个4机2区域测试系统进行了仿真,设计了该系统的全状态H∞控制器,并从系统的特征值和振荡模式的阻尼比、系统广义阻尼和系统H∞范数等方面评估和比较手动励磁控制、线性最优控制和H∞控制的综合性能。结果表明,系统H∞范数能够准确衡量系统小干扰稳定裕度,而全状态H∞控制器比现有的控制技术能够为系统提供更强的阻尼,提高系统的小干扰稳定性。     

线性大系统的分散协同H∞状态反馈控制

针对一类由N个子系统构成的线性关联大系统，研究其可分散H∞控制时关联矩阵应该满足的条件．在此基础上，对于具有一般性关联作用的线性大系统，采用多级控制方法设计其分散协同H∞控制器．多级控制是一种两步控制器设计方法．首先对大系统进行分解，针对每个子系统使用H∞优化算法设计状态反馈；然后，对于子系统间的关联作用，使用结构摄动技术设计协同控制器，从而减小关联作用的影响，改进整个系统性能．这样得到的多级控制器不仅可使整个闭环大系统内稳定，能够满足H∞性能，而且工程上便于实现．     

具有离散时滞和分布时滞的不确定中立型跳跃系统的鲁棒H2/H∞控制

研究了一类含有离散时滞和分布时滞的不确定中立型跳跃系统的H2/H∞控制问题,目的是设计一个状态反馈控制器使系统在满足H∞指标的前提下,H2性能最小。采用线性矩阵不等式技术(LMI)推导出H2/H∞控制器存在的充分条件,并将控制器的设计问题转化为具有LMI约束的凸优化问题。数值算例说明了该文方法的有效性。