基于LMI的不确定时滞切换广义系统的保成本控制

研究了一类具有状态时滞不确定性的切换广义系统在任意切换策略下的二次稳定保成本控制问题。利用线性矩阵不等式(linear matrix inequality, LMI)技术,给出了状态反馈保成本控制器存在的充分条件,使得所研究的时滞不确定切换广义系统是可行的,并满足相应的性能指标。进一步将保成本控制器的设计问题转化为线性矩阵不等式的可行解问题。数值仿真算例说明了该方法的有效性。     

Robust H∞ output feedback controller design for uncertain discrete-time switched systems via switched Lyapunov functions

The H∞ output feedback control problem for uncertain discrete-time switched systems is reasearched. A new characterization of stability and H∞ performance for the switched system under arbitrary switching is obtained by using switched Lyapunov function.Then,based on the characterization,a linear matrix inequality (LMI)approach is developed to design a switched output feedback controller which guarantees the stability and H∞ performance of the closed-loop system.A numerical example is presented to demonstrate the application of the proposed method.     

Guaranteed cost control with constructing switching law of uncertain discrete-time switched systems

A guaranteed cost control problem for a class of linear discrete-time switched systems with norm-bounded uncertainties is considered in this article. The purpose is to construct a switching rule and design a state feedback control law, such that, the closed-loop system is asymptotically stable and the closed-loop cost function value is not more than a specified upper bound for all admissible uncertainties under the constructed switching rule. A sufficient condition for the existence of guaranteed cost controllers and switching rules is derived based on the Lyapunov theory together with the linear matrix inequality (LMI) approach. Furthermore, a convex optimization problem with LMI constraints is formulated to select the suboptimal guaranteed cost controller. A numerical example demonstrates the validity of the proposed design approach.     

不确定切换组合大系统的鲁棒分散控制

考虑了一类不确定切换组合大系统的鲁棒分散状态反馈镇定问题。利用单李雅普诺夫函数方法,得到了不确定切换组合大系统鲁棒可稳的充分条件。在互相关联的低维子系统的状态矩阵和控制输入矩阵同时带有未知、时变但有界的不确定性、各自的单个子系统均不能被镇定的情况下,基于凸组合技术和线性矩阵不等式方法,设计出分散状态反馈控制器及相应的分散切换策略,使得闭环系统渐近稳定。仿真结果表明所设计方法的正确有效性。     

Robust H∞ output feedback controller design for uncertain discrete-time switched systems via switched Lyapunov functions

The H∞ output feedback control problem for uncertain discrete-time switched systems is reasearched. A new characterization of stability and H∞ performance for the switched system under arbitrary switching is obtained by using switched Lyapunov function.Then,based on the characterization,a linear matrix inequality (LMI)approach is developed to design a switched output feedback controller which guarantees the stability and H∞ performance of the closed-loop system.A numerical example is presented to demonstrate the application of the proposed method.     

一类不确定离散切换广义系统的一致有限时间稳定准则

利用Lyapunov like函数方法和线性矩阵不等式（linear matrix inequality, LMI）技术研究了一类不确定离散时间切换广义系统的一致有限时间稳定和状态反馈镇定问题。首先,在任意给定的切换规则且假定不确定参数项范数有界的情况下,给出了保证不确定离散切换广义系统一致有限时间有界和有限时间稳定的充分条件和状态反馈控制器的设计方法,然后利用Matlab中的LMI工具箱对建立的LMI问题进行求解。最后的仿真算例验证了所提方法的有效性。     

一类非线性切换系统的稳定性分析

主要研究了一类非线性切换系统在某种切换律下的稳定性。证明了如果所有的子系统是线性时变的,并且在系统的Cauchy矩阵的范数满足某种条件的情况下,整个切换系统在任意切换律下是全局指数稳定的。研究了其带非线性扰动项的系统,在适当的假设下,建立了这种系统的全局稳定性特性。研究了某些子系统不满足上述Cauchy矩阵的范数条件的切换系统在某种切换律下的稳定性特性。     

关于一类线性时不变切换系统的脉冲控制

针对一类线性时不变脉冲切换系统,利用Lyapunov函数导出了一种有效的控制方法.首先,建立了这类系统在任意切换率下稳定与渐近稳定的充分条件;然后,给出了这类系统在设定的切换率下指数稳定的判别准则;最后,给出了一个数值例子及仿真来阐明结论的正确性.     

一类切换系统的降阶输出反馈滑模控制

研究了一类含有非线性扰动切换系统的鲁棒镇定问题.基于滑模控制技术,提出了降阶输出反馈鲁棒控制策略,给出了系统的滑动模态可达条件,同时设计了该条件下各子系统的输出反馈滑模控制器,并根据李雅普诺夫函数和状态增益给出了离散切换策略,确保闭环切换系统是渐近稳定的.通过数值仿真验证了设计方法的有效性.     

Robust Control for Discrete-Time T-S Fuzzy Singular Systems

This paper deals with the robust admissibility and state feedback stabilization problems for discrete-time T-S fuzzy singular systems with norm-bounded uncertainties. By introducing a new approximation technique, the initial membership functions are conveniently expressed in piecewiselinear functions with the consideration of the approximation errors. By utilizing the piecewise-linear membership functions, the fuzzy weighting-based Lyapunov function and the use of auxiliary matrices,the admissibility of the systems is determined by examining the conditions at some sample points. The conditions can be reduced into the normal parallel distributed compensation ones by choosing special values of some slack matrices. Furthermore, the authors design the robust state feedback controller to guarantee the closed-loop system to be admissible. Two examples are provided to illustrate the advantage and effectiveness of the proposed method.     

Packet-loss-dependent stabilization of NCSs with network-induced delay and packet dropout

This paper is concerned with controller design of networked control systems (NCSs) with both network-induced delay and arbitrary packet dropout.By using a packet-loss-dependent Lyapunov function,suffic...     

Stabilization of switched linear systems with constrained inputs

The stabilization of switched linear systems with constrained inputs(SLSCI) is considered. The authors design admissible linear state feedbacks and the switching rule which has a minimal dwell time(MDT) to stabilized the system.First,for each subsystem with constrained inputs,a stabilizing linear state feedback and an invariant set of the closed-loop system are simultaneously constructed, such that the input constraints are satisfied if and only if the closed-loop system’s states lie inside this set.Then,by constructing a quadratic Lyapunov function for each closed-loop subsystem,an MDT is deduced and an MDT-based switching strategy is presented to ensure the stability of the switched system.     

一类不确定时滞非线性系统的H∞鲁棒镇定

利用混杂状态反馈策略研究一类不确定时滞非线性系统的鲁棒H_∞镇定问题.首先,当控制器增益矩阵均已知时,利用单Lyapunov函数法和凸组合技术,给出了闭环非线性切换系统具有鲁棒H_∞性能的充分条件并设计出相应切换律.然后,当控制器增益矩阵均未知时,利用多Lyapunov函数法,设计了控制器及相应的切换策略,使闭环非线性切换系统是鲁棒H_∞渐近稳定的.     

一类切换时滞奇异系统的最优保成本控制

针对一类切换时滞奇异系统,对最优保成本控制问题进行了研究。利用Lyapunov函数方法和凸组合技术,给出了由线性矩阵不等式(linear matrix inequality, LMI)表示的保成本控制器存在的充分条件,并设计了相应的子控制器和切换规则。进一步,建立了一个具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,利用Matlab软件中的线性矩阵不等式工具箱求解,给出了最优保成本控制器的设计方法及闭环最小性能指标上界。仿真示例验证了该方法的有效性。     

一类T-S 模糊广义系统的无源控制

研究了一类T-S模糊广义系统的无源控制问题.通过矩阵分解方法,证明了这类系统容许的充分必要条件.在此基础上,将严格无源的概念引入到T-S模糊广义系统中,得到了使闭环系统容许、严格无源的充分条件,并将此条件用线性矩阵不等式(LMIs)表示.通过解这些矩阵不等式得到状态反馈增益矩阵.这个充分条件,可以一次判定系统的容许、严格无源.最后的数值算例说明所给方法的可行、有效.     

基于未知输入观测器方法的非线性切换系统故障检测

基于非线性未知输入观测器方法对一类离散时间非线性切换系统的故障检测问题进行了研究。给出了两种不同结构的非线性未知输入观测器。针对每一种观测器都考虑了两种切换信号:任意时间切换信号和满足平均驻留时间的切换信号。在任意切换信号下,使用了切换Lyapunov函数的方法来设计非线性未知输入观测器的参数;在满足平均驻留时间切换信号下,使用了多Lyapunov函数方法进行观测器参数的设计。然后利用已知的非线性未知输入观测器,得到残差生成器,进而实现故障检测。通过数值仿真例子,验证了故障检测方法的有效性。     

一类切换系统的鲁棒状态反馈控制

考虑了一类非线性不确定切换系统的鲁棒状态反馈稳定问题，不确定项包含了系统矩阵的摄动以及满足匹配条件和不满足匹配条件三部分．对于给定的不确定切换系统，研究了其二次稳定和渐近稳定问题．基于公共李雅普诺夫函数方法，以矩阵不等式的形式给出了非线性切换系统鲁棒状态反馈稳定的若干充分条件．仿真结果验证了文中结论的正确有效性。     

不确定切换系统基于切换时间的动态输出反馈鲁棒H∞控制

借助平均驻留时间方法，讨论了一类不确定切换系统的动态输出反馈鲁棒H_∞控制问题。利用多Lyapunov函数法，以线性矩阵不等式的形式给出了使得该类闭环系统的动态输出反馈控制器存在的充分条件。同时,构建了基于切换驻留时间的切换律。在综合考虑最优化干扰抑制性能指标γ和求解的简便性后，给出了动态输出反馈控制器的设计算法。进一步的，将所得结果推广到任意切换律的情况。     

不确定离散广义系统的鲁棒无源控制

将严格无源的概念引入到离散广义系统中 ,研究了具有未知定常不确定参数的离散广义系统在有界外部输入作用下的鲁棒无源控制问题 ;利用线性矩阵不等式 ,给出了不确定离散广义系统广义二次稳定且从外部输入到被调输出之间是严格无源的 ,并在此基础上给出存在状态反馈控制器 ,使得闭环系统广义二次稳定且从外部输入到被调输出之间是严格无源 ,同时给出相应的依赖于矩阵不等式的解的控制器构造 ;数值算例说明了结论的有效性。     

基于观测器的丢包网络控制系统控制器设计

针对网络控制系统的数据包丢失(丢包)问题,提出将网络控制系统中的丢包问题看成是被控对象输入矩阵的切换问题和控制器对象输入矩阵的分别切换问题,进而将网络控制系统看成是由矩阵切换决定的切换律未知的切换系统,将丢包等效为切换系统中子系统之间的切换。采用李雅普诺夫函数方法,对每个由矩阵形式决定的子系统设计了基于观测器的状态反馈控制器。利用线性矩阵不等式(linear matrix inequalities,LMI)的可行解给出了计算状态观测器和控制器的参数化方法。最后通过仿真算例验证了该方法的有效性。