基于遗传算法的降阶H∞控制器

考虑一类线性时不变连续动态系统,应用遗传算法给出其降阶H∞控制器的设计方法·用线性矩阵不等式给出控制器存在的充要条件,把秩约束作为遗传算法的目标函数,通过对目标函数的全局搜索,得到控制器的最小阶次nk及相应的正定矩阵参数(X,Y),进而设计出降阶H∞控制器·遗传算法采用实数编码,排序选择和最佳个体保存相结合的选择算子,实值中间重组的交叉算子,实值变异的变异算子·仿真结果表明,所提出方法可达到与MATLAB设计的全阶H∞控制器的相同控制效果,且具有阶次低、易于工程实现的特点·     

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。     

混合H_2/H_∞控制问题的降阶控制器

考虑混合H2/H∞控制问题的降阶控制器的设计问题.基于线性矩阵不等式(LMI),分别给出了连续和离散情形下混合H2/H∞问题的降阶控制器的设计.     

基于参考点的时变参数不可测对象PID控制器优化设计

针对参数时变,且含有多个目标函数的PID控制器设计,提出了一种基于参考点的时变参数不可测动态多目标优化遗传算法.该算法在常规动态多目标优化遗传算法基础上,加入了参考点及局部搜索和种群更新机制,以实现对不同环境及环境不可测情况下PID控制器参数的优化,用典型测试函数将该算法与DNSGA2-A算法进行比较,验证了算法的有效性.在PID控制器设计部分,首先建立PID控制器时变动态多目标优化模型,将多目标PID控制器设计问题转化为动态多目标优化问题;然后建立参考点,定义基于参考点占优帕累托支配关系,通过局部搜索和种群更新机制对种群进行处理,优化PID参数;最后将该方法应用于柴油机优化问题实例,将误差和方差作为优化目标,对PID控制器的3个参数进行优化,验证了方法的有效性.     

环形二级倒立摆H∞鲁棒控制器设计及仿真

研究了环形二级倒立摆的平衡控制,首先利用拉格朗日动力学方法建立了环形二级倒立摆的数学模型,分析了系统的稳定性及能控能观性;接着引入H∞回路成形鲁棒方法设计其控制器,但考虑到H∞控制器阶次过高的问题,因此采用最小信息损失方法对设计的控制器进行了降阶.通过仿真验证,证实了降阶后的H∞回路成形控制器对于环形二级倒立摆平衡控制有良好效果.     

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.     

H∞混合灵敏度约束下PID控制器设计

为了使PID控制器具有更好的鲁棒性,针对线性时不变系统,研究一种基于H∞混合灵敏度约束域的PID控制器设计方法。首先,计算PID控制器参数稳定域、灵敏度约束域和补灵敏度约束域的交集;然后,在此交集约束域内利用遗传算法以混合灵敏度性能指标为目标函数搜索最优的PID控制器。对于某一确定的加权函数阵,根据上述交集的情况,直接判断是否存在H∞混合灵敏度约束下的PID控制器。仿真实例表明:设计H∞混合灵敏度最优的PID控制器,可以保证系统在摄动范围内是鲁棒稳定的,且系统具有良好的瞬态性能指标。     

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.     

奇异系统的降阶H∞滤波器的设计

研究连续奇异系统的降阶H∞滤波器的设计问题,目的是设计出的线性滤波器的阶数要低于给定系统的维数,同时使得滤波误差动态系统是容许的,并且满足一定的H∞性能指标,最主要的工作是提出了降阶H∞滤波器阶数的一个新的上界,并给出了相应的降阶算法.降阶滤波器问题的可解性的充分必要条件是矩阵不等式和非凸秩约束组成的方程组的可解性,这里是使用显式构造的算法来解决这个非凸优化问题,并且提出了一个计算方法来求得相应矩阵不等式方程组的可行解,最后的数值例子说明了本文降阶设计算法的有效性.     

一类不确定性时滞奇异系统鲁棒H∞控制器的设计

目的研究了一类同时具有匹配不确定性和不匹配不确定性的时滞奇异系统鲁棒H∞控制问题。方法构造了Lyapunov泛函,通过适当地放大不等式,利用矩阵Schur补的性质,将问题转化为线性矩阵不等式的求解问题。结果对于所有容许的不确定性,基于矩阵不等式给出了二次稳定的条件并对系统的H∞性能进行了分析和设计;给出了系统的鲁棒H∞控制器,该控制器不仅满足系统二次稳定的条件,而且也满足H∞性能约束。数值算例说明了控制器设计方法的有效性和可行性。结论通过线性矩阵不等式来判断系统是否二次稳定和具有H∞性能并设计其H∞控制律,方法简便,并且比以往结果更有一般性。     

单臂柔性机械手的H_∞鲁棒控制

研究单臂柔性机械手的Ｈ∞控制和溢出抑制问题．用Ｌａｇｒａｎｇｅ假设模态法对柔性臂进行建模，截断高阶模态构造柔性臂的降阶模型．基于这个降阶模型，应用Ｈ∞控制理论设计一鲁棒降阶控制器．这样设计的闭环系统不但具有良好的跟踪性能，而且能够抑制溢出现象．最后实例数值仿真结果表明了设计的有效性     

一类不确定性系统鲁棒H∞控制器的设计

讨论了一类同时具有匹配不确定性和不匹配不确定性系统鲁棒H∞控制问题.对于所有容许的不确定性,基于矩阵不等式给出了二次稳定的条件并对系统的H∞性能进行了分析和设计;给出了系统的鲁棒H∞控制器,该控制器不仅满足系统二次稳定的条件,而且也满足H∞性能约束条件.数值算例说明了控制器设计方法的有效性和可行性.     

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.     

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。     

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。     

振动系统低阶H∞控制器的遗传算法优化设计

针对结构振动系统的高阶控制器实现刚难、可靠性低及成本较高的问题,提出了一种新的基于H∞控制和遗传算法优化的低阶控制器设计方法,采用LMI求解与遗传算法随机搜索相结合的方法来进行优化的策略,在一定条件下能方便地设计出理想阶数的控制器．通过仿真实例验证了方法的有效性．     

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。     

不确定多时滞广义系统的鲁棒H∞控制

研究了一类具有范数有界不确定性和多状态滞后的广义系统的鲁棒H∞控制问题。利用Lyapunov函数方法和线性矩阵不等式工具,首先得到广义闭环系统渐近稳定且具有H∞范数界γ的时滞相关充分条件,然后基于相应的线性矩阵不等式,给出了无记忆H∞状态反馈控制器的设计方法,进一步,通过求解一个凸优化问题得到最优H∞状态反馈控制器。最后,用数值例子说明了该方法的有效性。     

基于H∞控制的Smith预估器及其在Wood-Berry精馏塔设计中的应用

设计了对象具有加性不确定性时基于H∞控制的Smith预估器,将具有多个时间滞后系统的跟踪问题转化为标准H∞控制器设计问题。利用Smith预估器,可以有效地处理大时间滞后系统的跟踪问题,所设计的H∞控制器适用于多输入多输出系统。采用动态输出反馈方法,通过解两个Riccati不等式完成控制器的综合。将基于H∞控制论的Smith预估器应用于Wood-Berry精馏塔的设计,仿真结果表明了控制器的有效性和鲁棒性。     

参数不确定系统的多目标鲁棒PID控制器设计

针对具有参数不确定性的连续时间系统,提出了一种多目标鲁棒PID控制器的设计方法.利用环路成形思想,通过状态空间参数化方法,把闭环系统同时满足H2,H∞性能和极点位置配置的多目标综合问题转化为线性矩阵不等式的优化问题,从而使得PID控制器的参数可通过MATLAB的LMI工具箱解一组线性不等式组来获得.数值例子阐述了PID参数的镇定过程,仿真结果说明了所提方法的有效性和优越性.