基于扰动观测器的一类网络控制系统的H_∞控制

研究了基于扰动观测器的一类网络控制系统(NCS)的H∞控制。系统中的扰动分成两部分:一部分是由外部系统引起的在输入通道中出现的扰动;另一部分是H2范数有界的扰动。针对输入通道中出现的扰动设计一个观测器,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了H∞控制律。最后,数值算例验证了该结果的有效性。     

不确定时滞系统的观测器型鲁棒H∞控制--LMI方法

针对一类不确定时滞系统的鲁棒H∞稳定控制，设计了基于观测器的鲁棒H∞控制器．假定系统的不确定性是时变的且具有范数有界．基于线性矩阵不等式（linear matrix inequality-LMI），通过构造Lyapunov泛函，选取适当的观测器，给出了控制器的设计方法，通过求解相应的线性矩阵不等式，就可以得到基于观测器的H∞控制器，并证明了该控制器在使闭环系统渐近稳定的同时，又能保证闭环系统满足一定的H∞性能指标．最后，数值算例验证了所给方法的有效性．     

基于干扰观测器的小型无人直升机H_∞飞行控制

为了提高小型无人直升机飞行鲁棒控制性能,提出了一种基于干扰观测器的H_∞控制方法.将小型无人直升机系统分为纵向和横向通道且考虑输入干扰和外部噪声,并设计干扰观测器对外部系统产生的未知时变输入干扰进行逼近.在此基础上,利用干扰观测器的逼近输出,设计了小型无人直升机的H_∞控制器.仿真结果表明,本文方法具有良好的鲁棒控制性能.     

迟滞系统的鲁棒自适应变论域模糊控制

设计了一个H∞变论域模糊控制器,用于控制一类单输入单输出的基于Preisach模型的未知迟滞非线性系统.该控制器将H∞控制与模糊控制结合起来,提高了H∞控制的智能性和模糊控制的鲁棒性.通过Lyapunov方法,证明了闭环控制系统是稳定的.该控制系统中模糊逻辑逼近误差和外部扰动误差都能通过调节权重因子被限定在一个给定范围内.最后,给出了关于未知迟滞非线性系统的仿真结果,表明了控制方案的可行和有效性.     

切换系统的H∞动态输出反馈控制

研究一类具有扰动的线性切换系统在任意切换策略下的鲁棒H∞控制问题．基于线性矩阵不等式（LMI）、H∞控制理论和Lyapunov函数方法，给出了线性切换系统的H∞动态输出反馈控制器存在的充分条件和设计方法．由该方法设计的控制器不但使闭环系统渐近稳定且具有H∞性能界γ，最后用仿真算例验证了文中结论的有效性．     

基于参数摄动的电动汽车再生制动鲁棒混合控制研究

针对电动汽车再生制动过程中系统具有参数大范围摄动和强非线性的特点,综合H2最优控制和H∞鲁棒控制的优点,提出鲁棒H2/H∞混合控制策略.将系统主回路参数摄动到控制输入灵敏度函数的H∞范数作为鲁棒性能评价指标,电动汽车外加扰动到电机转速传递函数的H2范数作为线性高斯二次型性能指标.仿真和对比实验结果表明,鲁棒H2/H∞混合控制策略具有良好的控制效果,比传统的控制方法回收了更多的能量,同时抑制了系统参数大范围摄动、强非线性以及外界干扰的影响,从而大大提高了系统的鲁棒稳定性.     

基于多频H_∞最优观测器的航天器故障诊断

针对航天器姿态控制系统中的陀螺故障,利用控制输入信息,依据故障信号频率,使用LMI分别设计多组H∞最优故障观测器。该方法无需其他测量校验,能够克服传统诊断方法对星敏感器的依赖;同时扩展H∞观测器的设计自由度,降低惯量不确定性对系统诊断精度的影响。在Matlab/Simulink环境下对航天器姿态系统进行了仿真,仿真结果表明:提出的控制算法处理航天器陀螺故障问题的有效性和可行性。     

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。     

基于观测器的时滞离散时间马尔可夫跳变系统有限时间H∞控制

研究一类带有时滞和乘性噪声的离散时间马尔可夫跳变系统基于观测器的有限时间H∞控制问题.给出系统有限时间H∞有界的定义;设计基于观测器的有限时间H∞控制器,使得所得闭环误差系统是有限时间有界的,并且满足规定的干扰衰减水平;以线性矩阵不等式的形式给出闭环误差系统有限时间H∞有界的充分条件;通过数值算例证明所提方法的有效性.     

基于H∞理论的中立型时滞系统鲁棒故障检测

基于观测器方法研究了一类具有不确定扰动的中立型时滞系统的鲁棒故障检测问题。应用H∞控制理论给出了带记忆观测器的鲁棒渐近稳定条件，并研究了基于线性矩阵不等式的观测器增益阵设计方法。利用所设计的故障检测观测器可使获得的故障检测残差在对不确定扰动具有抑制水平γ的同时，对故障信号具有L2增益ρ，从而体现了残差对不确定扰动的鲁棒性和对故障信号响应的灵敏度。仿真算倒表明，运用该方法进行鲁棒故障检测是有效的。     

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。     

基于DOBC的多智能体系统一致性协议设计与分析

针对一类具有未知输入扰动的多智能体系统提出一种基于干扰观测器的多智能体一致性协议.首先，在各智能体中引入干扰观测器，抵消输入通道内扰动；其次，在扰动前馈补偿基础上构建基于无向图图论的一致性协议；最后，利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式得出状态一致性误差系统与扰动跟踪系统的稳定性条件.通过仿真算例验证了该算法的可行性.     

存在干扰和数据包丢失的网络控制系统鲁棒H_∞故障诊断

针对一类同时存在未知干扰输入和传感器数据包丢失的网络控制系统,假定其可能发生故障,设计了鲁棒H∞状态观测器,对其进行故障检测。首先对此类网络控制系统进行了建模,建立了系统的状态观测器,并将该观测器误差方程等效为离散切换系统。然后基于李雅普诺夫稳定性理论,给出了观测器系统为鲁棒H∞状态观测器的充分条件及观测器增益矩阵的求解方法。为了增强鲁棒性和灵敏度,将阈值的选取归结为具有线性不等式约束的最小化问题。最后的仿真示例验证了文中方法的有效性。     

碳纤维角联织机经纱张力的H∞网络化控制

碳纤维作为一种基础性原材料被广泛应用于航空航天、新能源汽车等高尖端领域。为实现CANbus网络环境下碳纤维角联织机的经纱恒张力控制,提升碳纤维织物性能,本文提出了一种H∞网络化经纱张力控制策略。首先,进行了织机分区域的动力学分析,深入研究了基于Kelvin模型的经纱张力动态模型建立;其次,在建立双向通道数据丢包和网络时延依赖的网络化模型基础上,给出了闭环系统均方指数稳定及H∞稳定的充分条件,并用Lyapunov泛函、锥补线性化迭代(CCL)算法,给出了带有观测器的最优H∞控制器的设计步骤;最终,仿真表明所提出的控制器可有效地提高经纱张力控制系统对网络因素及开口扰动的鲁棒性。     

使用降维观测器的H_∞控制器设计

本文提出使用降维观测器来设计低阶H_∞控制器的方法。对于具有输出反馈的H_∞控制问题,可以转换成使用降维观测器的H_∞控制问题。通过直接求解状态空间方程,能够获得使用降维观测器的H_∞控制器,其存在的充分与必要条件是两个Riccati方程分别存在唯一的稳定化半正定解。降维观测器的输出是控制对象在最坏扰动作用下的状态估计值。另外,使用降维观测器的H_∞控制问题可以转换成模型匹配问题,并利用相应的结果获得低阶H_∞控制器。     

随机时滞系统的记忆状态反馈非脆弱H_∞控制

基于Lyapunov泛函方法,结合线性矩阵不等式(LMI),研究了一类随机时滞系统的非脆弱镇定和H∞控制问题.时滞不仅存在于系统的状态,而且存在于系统的控制输入.在2种不同的控制器增益扰动下,通过求解LMI,设计了随机时滞系统的记忆状态反馈非脆弱H∞控制器.最后,通过数值仿真说明了方法的有效性和结论的正确性.     

非线性系统故障诊断与容错控制技术综述

介绍了一般非线性系统的模型,分析了非线性系统故障诊断与容错控制的特点,在此基础上综述了国内外在非线性系统故障诊断和容错控制技术上的研究进展和主要方法：包括基于滑模观测器的诊断方法、基于未知输入观测器的诊断方法、基于非线性观测器的容错控制、基于H∞的鲁棒容错控制方法等。总结了该领域待解决的几个重点和难点问题,并对该研究领域的发展趋势进行了展望。     

基于降维动态观测器的一类多项式系统的非线性H_∞控制

针对一类存在外部扰动的多项式系统,研究了基于动态观测器的非线性H_∞控制设计问题.根据该类系统的结构特征,对线性时不变系统中动态观测器形式进行推广,构造出相应的非线性降维动态观测器.借鉴变量替换法研究思路,采用Lyapunov稳定性结合多项式平方和(SOS)凸优化理论,推导出该非线性H_∞控制问题的可解性条件和控制器构造方法.以质量弹簧阻尼系统为数值仿真实例,验证了所得结论的可行性和有效性.     

圆形极点区和状态方差上界约束下H_∞指标的优化

该文对一类随机状态反馈系统 ,利用线性矩阵不等式 (LMI)方法 ,分析了闭环系统的、与约束圆形极点区相容的状态方差上界指标 ,得到了相容状态方差上界指标的较好取值范围 ,进而研究了相容极点区域与状态方差上界约束下 ,系统被控输出对扰动输入的H∞ 抑制界优化问题 ,给出了次优H∞ 抑制界和相应约束次优H∞ 控制。利用算例对所得结果作了说明。     

基于观测器的非线性广义马尔科夫跳变时滞系统的鲁棒H_∞控制

研究了非线性广义Markov跳变时滞系统的H∞控制问题.得到了增广系统全局指数稳定且具有H∞性能指标的基于观测器的反馈控制器存在的充分条件.通过求解线性矩阵不等式得到了控制器和观测器的增益矩阵.最后用数值算例验证了所提出设计方法的有效性.