扇形区域极点配置静态输出反馈可靠控制

针对线性系统,考虑连续增益故障模型,研究了具有执行器故障的扇形区域极点配置的静态输出反馈可靠控制问题.首先,在执行器无故障的前提下,给出使极点能够配置在扇形区域内的充分条件,进而得出系统的静态输出反馈可靠控制率.然后,基于执行器故障,重新设计静态输出反馈可靠控制器,利用求解线性矩阵不等式的方法,完成静态输出反馈可靠控制器的设计.由此可靠控制器构成的闭环系统,使得当执行器发生故障时,也可使闭环系统的所有极点保持在扇形区域内.数值仿真验证了结果的有效性和可行性.     

梯形区域极点配置静态输出反馈可靠控制

针对线性系统,考虑连续增益故障模型,研究了具有执行器故障的梯形区域极点配置的静态输出反馈可靠控制问题。首先,在执行器无故障的前提下,给出使极点能够配置在梯形区域内的充分条件,进而得出系统的静态输出反馈可靠控制率。然后,基于执行器故障,重新设计静态输出反馈可靠控制器,利用求解线性矩阵不等式的方法,完成静态输出反馈可靠控制器的设计。由此可靠控制器构成的闭环系统,使得当执行器发生故障时,也可使闭环系统的所有极点保持在梯形区域内。最后的数值仿真验证了结果的有效性和可行性。     

具有区域极点约束的不确定系统输出反馈控制

针对一类不确定性线性系统，将动态输出反馈控制器设计问题转化为一组矩阵不等式的可行解问题，使得闭环系统不仅具有鲁棒性能，而且能使闭环系统的极点配置在一个给定的圆形区域内，以保证系统具有期望的动态性能。     

不确定线性系统区域极点配置静态输出反馈可靠控制

对含有状态不确定项的线性系统,在连续增益故障模型的基础上,提出带有执行器故障的圆形区域极点配置的静态输出反馈的可靠控制问题.首先给出了在不考虑故障时设计控制器使系统保持渐近稳定的充分条件;然后讨论了对于同一系统同一控制器在考虑执行器故障时系统出现不稳定;接下来,针对同一故障模型重新设计静态输出反馈控制器使系统在发生故障后仍保持渐近稳定.利用线性矩阵不等式(LMI),在考虑执行器故障模型的基础上,给出了圆形区域极点配置的静态输出反馈的可靠控制器存在的充分条件.仿真结果进一步说明当系统发生故障时,正常控制的闭环系统极点可能离开所给定的圆形区域,而可靠控制的闭环系统仍然会保持极点在给定的圆形区域内,从而看出对系统进行极点配置的静态输出反馈的可靠控制的必要性.     

区域极点配置

对区域极点配置的已有成果进行综述．区域极点配置的基本方法总结为：代数Riccati方程(ARE)方法和线性矩阵不等式(LMI)方法．列出了可以结合区域极点配置方法来研究的控制问题(如最优控制、鲁棒性、H2性能、H-性能等)的主要研究成果．最后,给出了几点研究展望．     

基于输出反馈的区域极点配置

该文研究输出反馈情形下线性定常连续及离散系统区域极点配置的统一代数刻划问题,即利用完全参数化方法,设计输出反馈控制器,使闭环极点配置于指定圆形区域内。     

具有极点配置的不确定性机器人鲁棒H∞控制

针对具有时变负载和参数不确定的n关节机器人,提出利用线性矩阵不等式技术来设计具有极点配置的鲁棒H∞控制器的新方法,通过非线性补偿将机器人系统化为一具有不确定摄动的线性系统,利用线性矩阵不等式技术对此线性系统设计满足闭环极点配置要求的状态反馈H∞控制器,并将控制器的设计归结为求解一包含矩阵不等式约束优化问题,且提出了一种获得此优化问题可行解的迭代方法,最后利用DDR－Ⅱ型直接驱动机器人进行了仿算,验证了所提出的方法可保证机器人在存在时变负载和参数不确定情况下随关节位置变化始终具有很好的鲁棒控制性能。     

不确定系统的区域极点配置

研究了不确定系统的鲁棒区域极点配置问题，利用本文提出的方法可以将不确定系统的闭环极点配置在左半复平面的某一扇形域，同时本文也给出了输出反馈和状态反馈控制器的解析表达式。     

分布时滞不确定中立系统的动态输出反馈控制

研究了一类具有分布时滞的不确定中立系统的动态输出反馈控制器设计问题.目的是设计一个动态输出反馈控制器,使得闭环系统是渐近稳定的.基于Lyapunov稳定性理论,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了控制器存在的充分条件.最后,用数值算例验证了方法的可行性及有效性.     

时滞不确定系统静态输出反馈可靠控制

针对时滞不确定线性系统,提出了具有执行器故障的静态输出反馈控制问题.首先给出了系统无故障时设计控制器使系统保持渐近稳定的充分条件;然后讨论了对于同一系统同一控制器在执行器发生故障时系统出现不稳定的情况;下一步,针对同一故障模型重新设计静态输出反馈控制器使系统在发生故障后仍保持渐近稳定;最后,数值仿真验证了结果的有效性.     

不确定线性切换系统的H_∞鲁棒控制和极点配置

针对基于任意规则切换的不确定线性切换系统,研究其极点配置及H∞鲁棒控制问题.使用公共Lyapunov函数方法,构造连续状态反馈控制器,使得对于所有允许的不确定性,每个子系统和整个切换系统渐近稳定,同时切换系统对外界干扰有一定的抑制能力即满足一定的H∞扰动抑制水平,该控制器还能在复平面左半平面一圆形区域内配置闭环系统的极点.控制器的求解等效为线性矩阵不等式的可解性问题.仿真示例验证了该方法的可行性和有效性.     

直流变换器的区域极点配置鲁棒PID控制算法

为提高直流变换器对干扰及不确定因素的鲁棒性,提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒PID控制器算法.PID控制器的参数应用区域极点配置(RPA)的方法来整定.考虑受控系统需对干扰具有鲁棒性,将PID控制和H_∞控制相结合,以LMI形式给出H_∞PID控制器的可解性条件.设计的控制器使得闭环系统满足闭环极点分布在指定区域内以获得期望的动态特性,以及对外部噪声的抑制具有最大H_∞鲁棒性能界.此外,该控制器设计方法也可应用于参数不确定的多胞型直流变换器系统.Buck变换器的确定和不确定系统的仿真实验验证了该控制算法的正确性和有效性.     

具有极点约束的不确定压电柔性结构鲁棒日∞振动控制

以具有范数有界不确定的压电柔性结构为对象，考虑其被控模态参数的不确定性以及剔除残余模态所引起的模型误差，建立了模态空间内结构的不确定线性分式模型；根据所建立的不确定模型，设计了一个对结构进行振动控制的非同位动态输出反馈H∞控制器，并将不确定闭环系统的极点配置在所预设的区域；利用线性矩阵不等式方法，将具有极点约束的不确定压电柔性结构鲁棒H∞振动控制问题转化为一个具有线性矩阵不等式约束和线性目标函数的凸优化问题．仿真结果表明，所建立的模态不确定模型是合理可行的，系统在控制结构低频模态的同时，能很好地抑制在非同位控制中因模型降阶而带来的高阶模态溢出；与单纯的鲁棒H∞控制方法相比较，采用带极点约束的鲁棒H∞控制方法对不确定柔性结构进行振动控制，可保留很好的稳态响应，同时也获得了更理想的动态响应特性．     

线性不确定系统的镇定与极点配置

本文讨论了线性不确定系统在控制能量受限情况下的镇定和极点配置问题，给出了不确定系统的镇定和极点配置条件。     

具有极点约束的状态反馈控制及应用

介绍了具有极点约束的状态反馈控制方法，以确保系统具有一定的动态性能和稳态性能的要求。并借助于线性矩阵不等式的有效求解方法将复杂问题简化。并以倒立摆为例说明本文方法的有效性。     

抵御传感器故障的圆盘极点可靠配置

对于线性系统,研究了考虑传感器故障的圆盘极点可靠控制设计问题.使用了比离散故障模型更实用和一般的连续故障模型,给出了将极点可靠配置在指定圆盘内可靠控制存在的充分条件.通过求解线性矩阵不等式完成动态输出反馈可靠控制器的设计.仿真例子不仅说明了可靠控制的有效性,而且说明了可靠配置的必要性.     

一类多平衡态非线性系统的动态输出反馈鲁棒容错控制

针对一类多平衡态非线性系统,考虑系统具有范数有界时变参数不确定性,存在执行器故障时的绝对稳定控制问题.对于Lur’e型多平衡态非线性系统,基于将Leonov的频域判据转化为H∞次优问题,考虑系统具有范数有界时变参数不确定性,且系统的执行器出现故障时,采用动态输出反馈控制,给出系统鲁棒容错控制器存在性问题的判据,进一步给出了基于LM I(线性矩阵不等式)的鲁棒控制器的设计方法.仿真表明了该方法的有效性.     

具有极点约束的不确定压电柔性结构鲁棒H∞振动控制

以具有范数有界不确定的压电柔性结构为对象,考虑其被控模态参数的不确定性以及剔除残余模态所引起的模型误差,建立了模态空间内结构的不确定线性分式模型;根据所建立的不确定模型,设计了一个对结构进行振动控制的非同位动态输出反馈H∞控制器,并将不确定闭环系统的极点配置在所预设的区域;利用线性矩阵不等式方法,将具有极点约束的不确定压电柔性结构鲁棒H∞振动控制问题转化为一个具有线性矩阵不等式约束和线性目标函数的凸优化问题.仿真结果表明,所建立的模态不确定模型是合理可行的,系统在控制结构低频模态的同时,能很好地抑制在非同位控制中因模型降阶而带来的高阶模态溢出;与单纯的鲁棒H∞控制方法相比较,采用带极点约束的鲁棒H∞控制方法对不确定柔性结构进行振动控制,可保留很好的稳态响应,同时也获得了更理想的动态响应特性.     

区域极点约束下不确定系统鲁棒非脆弱H_∞控制

多目标控制是控制系统工程领域近年来的研究热点问题,用于解决在若干个相互矛盾的目标存在的情况下如何得到一个能够满足多方面要求的解决方案.考虑到对闭环系统的鲁棒性、非脆弱性、干扰抑制性能以及动态响应特性等多方面控制目标要求,针对一类含有范数有界参数不确定性的线性系统,研究了其在干扰抑制指标约束以及闭环极点区域共同约束下的鲁棒非脆弱H∞控制问题.以有限能量扰动输入信号到性能评价输出信号之间的L2增益来衡量系统的抗干扰性能,以极点区域约束来改善闭环系统的动态响应特性,控制目标要求在对象和控制器同时存在参数不确定性的情况下,所设计的控制器能够使不确定性系统鲁棒稳定,闭环系统干扰抑制性能指标小于给定上界,并且闭环极点配置于复平面上指定的圆盘区域内.针对控制器增益具有加法式摄动和乘法式摄动的情况,分别以一个线性矩阵不等式(LMI)形式给出了满足设计要求的非脆弱鲁棒H∞控制器的可解性条件.通过数值算例进行控制器设计并对结果进行了深入讨论,分析结果表明了所提方法的有效性.     

不确定系统具有圆形极点与方差约束的输出反馈鲁棒控制

对一类具有范数有界不确定性的线性连续随机系统,研究了使闭环系统所有极点位于一给定圆盘,且系统稳态状态方差不超过给定上界性能指标约束的静态输出反馈控制器设计问题。利用矩阵变量变换得到关于静态输出反馈控制律存在且可解的充分条件,给出基于线性矩阵不等式(LMI)组约束下的输出反馈控制器的设计方法。