不确定线性连续随机系统的鲁棒H∞约束方差变结构控制

基于变结构控制思想,结合H∞优化设计理论及稳态状态协方差配置的系统综合方法,对一类不满足匹配条件的线性连续不确定随机系统进行H∞约束方差控制的设计。根据伊藤积分设计的控制u(t),综合考虑了变结构控制的滑模阶段与到达阶段;导出的反馈增益矩阵G使在滑模面上,闭环系统不但鲁棒稳定且具有指定的稳定裕度,同时各个状态分量的稳态方差满足预先给定的上界约束,同时从噪声输入到系统输出的传递函数的H∞范数也满足预先给定的指标约束。     

一种自适应容错H_∞控制方法

针对有执行器故障的连续时间线性时不变控制系统,结合自适应控制方法和线性矩阵不等式(LMI)技术研究系统的容错H∞控制问题.利用LMI得到一个定常控制增益并同时优化系统干扰抑制性能(H∞性能).在定常控制增益基础上加上自适应控制方程得到完整的状态反馈控制器,使得系统在执行器故障下稳定,并通过李亚普诺夫第二稳定性定理,证明所提出的自适应容错控制系统比定常增益容错控制系统具有更为优越的干扰抑制性能.最后给出一个数值例子来验证该方法的有效性和优越性.     

一种自适应全程滑模变结构控制器的研究与设计

针对非线性不确定系统的控制问题,为了消除传统滑模变结构控制系统的到达运动并实现对系统不确定量的估算,设计了一种自适应全程滑模变结构控削器。通过设计一种动态非线性滑模函数,使系统从初始状态即可进入滑模运动,并在控制律的作用下使系统运动到期望状态,系统在响应的全过程均具有鲁棒性,克服了传统滑模变结构控制系统到达运动阶段不具有鲁棒性的缺点。通过设计一种自适应律实现对系统不确定量的辨识估计,以辨识结果实时调整控制器参数,大大削弱了系统的抖动。仿真结果表明该控制系统具有较强的鲁棒性能。     

基于H∞跟踪的不确定机器人模糊神经网络变结构控制

针对不确定机器人的跟踪控制，提出了一种基于H∞跟踪的模糊神经网络变结构控制方案。该方案利用模糊神经网络的学习和函数逼近能力，补偿机器人系统的内部不确定性和外干扰，H∞跟踪设计与变结构控制的结合削弱了控制输入的抖振，提高了机器人的鲁棒性，保证了整个系统的快速跟踪性能，仿真实例证实了该控制方案的有效性。     

建筑结构振动主动控制的H_2/H_∞混合凸优化方案

在地震信号和建筑结构系统的范数分析基础上,使用了混合控制优化指标J作为优化目标,并给出其物理含义·针对H2控制方案和H∞控制方案的优缺点,通过LMI凸优化方法求解混合控制器,给出了在给定γ值的前提下极小化指标J的H2/H∞混合控制方案,并给出了仿真算例·     

考虑地基岩土动力学特性的结构H_∞鲁棒控制

考虑了地基岩土动力学特性对结构控制的影响,给出了以位移和控制力的加权线性二次型为受控输出,以绝对加速度为测量输出,当考虑地基岩土动力学参数做为区间变量摄动时,给出了使闭环系统具有鲁棒稳定和鲁棒性能的动态输出反馈控制器的解,最后给出了仿真算例     

空空导弹末端制导变结构导引律研究

 空空导弹末端控制(Endgame)段适用的导引规律,必须确保在目标实施最佳逃逸策略时,导弹以最小的脱靶量命中它。由于目标机动特性较难掌握,为了提高导弹的命中精度,在实际工程设计中,要求导弹飞行控制系统具有更高的机动过载和更小的时间常数。而直接力控制技术的引入,可明显提高导弹最大可用过载,减小导弹飞控系统时间常数。本文以比例导引律为基础,将目标机动视为未知的有界干扰,设计一种变结构导引律,利用变结构控制系统的干扰不变特性,克服目标机动的影响,实现目标有界机动条件下视线角速度的零化,使导弹飞行弹道在制导过程的中后段呈现出平行接近法的特性,以改善导弹制导性能。经对制导回路进行稳定性分析,对具有直接力控制与不具有直接力控制的制导系统分别进行仿真分析,表明在Endgame中,变结构导引律比一般的比例导引律脱靶量更小,引入直接力控制后效果更为明显。     

H_∞优化控制理论在振动控制系统中的仿真研究

研究了H∞优化控制方法在振动控制系统中的应用。以磁悬浮球装置作为被控对象,研究了H∞优化控制在抗干扰能力、鲁棒性,以及抑制“溢振”方面的性能。仿真结果表明H∞优化控制理论在振动控制中抑制“溢振”方面具有优良性能。     

基于H_∞控制理论的结构半主动控制研究

在 H∞ 控制理论基础上 ,对半主动控制系统提出一种补偿控制策略 ,使之发展成一种新的混合控制系统 ,并对这种控制系统和原半主动控制系统以及采用 H∞ 控制理论的纯主动控制系统进行了实例比较 .结果表明 ,本文提出的混合控制系统具有明显的最佳控制效果     

一类变结构系统控制的设计

将变结构控制用于控制系统设计,可使系统具有预期的动态特性以及很好的鲁棒性.本文证明一类变结构系统的滑模控制中的不连续切换面可以利用Ackermann公式得到,可避免依据经验设计的盲目性.本文中提出两种设计方法,并给出了其中一种方法的算法实例及仿真结果.仿真表明,依照本法设计出的控制系统具有很好的稳定性.     

H_2／H_∞组合控制器的设计方法

用极大熵Ｈ＿∞的理论解决了Ｈ＿２／Ｈ＿∞组合控制器的设计问题．Ｈ＿２最优控制系统具有许多优良特性，但鲁棒性较差；与之相反，Ｈ＿∞最优控制较好地解决了系统的鲁棒性问题，但动态品质一般较差．Ｈ＿２／Ｈ＿∞组合优化理论将二者结合起来，很好地解决了鲁棒稳定性和动态品质之间的矛盾．针对水轮机调速系统设计了控制器，并对参数结构及负荷发生变化时的各种情况作了仿真研究．结果表明本文设计的控制器鲁棒性能和动态品质均比常规ＰＩＤ控制器好．     

一种改进的变结构控制律

在研究变结构控制中常用到的非线性控制律的基础上，提出了一种变结构控制律，并将它用于潜艇深度控制系统的仿真研究中。结果表明，使用该控制律使控制系统的调节时间缩短，并且在滑动模态上的抖动明显减小。     

一种离散系统H_∞ PI控制器设计方法

针对多变量线性离散系统,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,提出一种满足H∞性能指标的保守性低的离散PI控制器设计方法.以脉宽调制(PWM)型DC-DC(升压模块)变换器为例,设计控制器,并搭建MATLAB simulink模型.仿真结果表明在输入电压和负载参数变化时,该控制器能使系统具有较好的输出品质.     

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.     

抑制抖振的新方法──滑模变结构控制切换面H_∞优化设计

提出一种抑制抖振的新方法。这个方法把引起抖振的因素归纳为系统数学模型的不确定性，并采用H∞优化方法设计滑技变结构控制的切换面。由于它能使滑动模态实现希望的频率整形，故能有效地抑制抖振。计算机仿真实验结果证实所提出的方法是有效的。     

控制系统鲁棒性及H_∞鲁棒调节器的实现

本文闸述了控制系统的鲁棒性及其发展阶段，并介绍了一种鲁棒调节器设计方法—H∞极小化极大方法。     

基于两自由度H_∞控制策略的泵控液压系统研究

针对泵控液压系统存在的控制精度低和鲁棒性差等问题,提出一种两自由度H∞控制策略。根据泵控液压控制系统的工作原理,采用电液模块功能分区的方法构建其数学模型;引入PID控制器作为串联校正函数,提高系统的响应速度,同时设计反馈控制器及前置滤波器提高系统的跟踪精度和鲁棒性;在泵控液压系统的物理模型上对两自由度H∞控制器进行仿真研究,仿真结果表明所设计的控制器具有良好的跟踪精度和鲁棒性,并对其进行实验研究。实验结果表明,与PID控制器相比,采用两自由度H∞控制器时系统的跟踪误差从3.84%~4.64%降低至0.22%~0.42%,同时对外界扰动具有更好的鲁棒性。可见,所提出的两自由度H∞控制器可用于复杂工况下泵控液压系统的实际控制。     

基于多观测器的变采样周期网络控制系统的H_∞控制

研究了变采样区间和多状态观测器的联合设计问题.考虑到网络诱导时延可能大于一个采样周期,假定采样周期取值在有限集内切换,构建具有单状态观测器和多状态观测器的网络控制系统Markov跳变模型.在此基础上,基于Markov理论,获得闭环网络控制系统随机稳定的充分条件和最优H∞范数上界.并且,应用线性矩阵不等式技术,获得模型依赖控制器和观测器设计方案.仿真对比表明多状态观测器对网络控制系统更有效.     

网络控制系统的鲁棒H_∞容错控制器设计

研究了一类网络控制系统(NCS)的鲁棒H∞容错控制器设计问题.基于一类包含网络时延和数据包丢失的网络控制系统模型,考虑了更实际、更一般的执行器部分失效情况.然后利用Lyapunov Krasovskii泛函方法,通过引入一个积分不等式,得到了此类系统的H∞鲁棒稳定性条件并且采用锥补线性化算法给出了此类系统的鲁棒H∞容错控制器的设计方法.最后,数例仿真结果表明,对于任意容许的不确定性以及执行器的故障,所设计的控制器能使系统鲁棒渐近稳定,且具有H∞范数界.     

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.