基于LMI的4WS-4WD车辆H_∞鲁棒控制器设计

基于线性矩阵不等式(LMI)设计了H_∞鲁棒最优控制器以及H_∞鲁棒非脆弱控制器.通过两自由度(2-DOF)车辆模型推导并建立H_∞鲁棒控制系统,此外,定义系统摄动并对摄动矩阵进行分解,进而利用线性矩阵不等式求解控制器.仿真结果表明,H_∞鲁棒最优控制器对侧偏角及横摆角速度的控制效果显著优于LQR控制器.同时,在控制器存在摄动及对侧偏角及横摆角速度进行控制的情况下,H_∞鲁棒非脆弱控制器的鲁棒性能显著优于普通鲁棒H_∞控制器.因此,H_∞鲁棒最优控制器解决了普通鲁棒H_∞控制器控制性能差的问题,H_∞鲁棒非脆弱控制器则解决了普通H_∞鲁棒控制器对参数变化敏感的问题.     

混合时变时滞多机系统气门开度的模糊H_∞控制器设计

研究了带有混合时变时滞的多机电力系统的气门开度模糊H_∞控制器设计问题,混合时变时滞包括区间时滞、中立型时滞和分布时滞,通过建立模糊模型并设计系统的模糊控制器,基于线性矩阵不等式(LMIs)给出了系统满足H_∞性能指标的稳定性条件.同时,将结论推广到时滞的不同情况,包括带有快时变分布时滞(即分布时滞的导数大于1)的H_∞稳定条件,所得结果减少了保守性.最后,针对三机无穷大母线的气门开度控制系统建立模糊H_∞控制器,验证了所提出方法的有效性.     

饱和非线性约束离散时间系统的H_∞控制

研究了一类带有饱和非线性状态约束的离散时间系统的H_∞控制问题.根据Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)处理方法,提出γ-次优H_∞状态反馈控制律存在的一个充分条件,通过求解相应的线性矩阵不等式给出了H_∞状态反馈控制器的设计方法.数值算例验证了文中所提方法的有效性.     

非线性系统H_∞模糊输出反馈容错控制

研究了一类含有执行器故障的非线性系统的H∞模糊输出反馈容错控制问题.采用T-S模糊模型对非线性系统进行建模,用模糊观测器重构系统状态.针对设计过程中的双线性矩阵不等式问题,采用相似变换法将其转化为线性矩阵不等式(LMI)问题.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出了H∞模糊输出反馈容错控制器存在的充分条件.通过求解由一组LMI所表示的凸优化问题可以得到次优H∞模糊反馈容错控制器.所设计的控制器可保证系统在故障时满足给定H∞性能约束下,使正常情况下的H∞性能最优.最后通过对小车倒立摆系统的仿真验证了该设计方法的有效性.     

静态输出反馈多目标控制的求解方法

研究了连续多面体不确定系统的多目标静态输出反馈控制问题,此目标静态输出反馈控制问题由双线性矩阵不等式(BMI)给出.为了计算静态输出反馈增益,提出了一种基于差分进化算法(DEA)和线性矩阵不等式(LMI)方法的新型混合算法.新算法的基本思想是通过DEA得到控制器的样本,并将BMI问题转化为凸约束优化问题,进而采用LMI方法来最小化系统的性能指标.以多目标H2/H∞控制问题为例,给出了基于静态输出反馈的多目标控制求解的具体方法,并用数值仿真例子说明了该算法的有效性.     

时滞依赖的中立型随机模糊系统的H_∞控制问题

研究了基于T-S模糊模型的中立型随机时滞系统的H_∞控制问题.利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法、Schur补引理和It 公式及并行分布补偿法(PDC),以线性矩阵不等式(LMI)形式给出了闭环系统H∞控制的新方法.最后,数值算例说明了该方法的有效性.     

基于动态输出反馈控制器的时滞Lurie控制系统的H_2/H_∞混合控制

对于一类时滞Lurie控制系统,利用Lyapunov-Krasovsklii泛函、线性矩阵不等式(LMI)方法、变量替换法和Schur补引理研究了该系统的动态输出反馈H_2/H_∞混合控制的分析与设计方法,给出了该系统是渐近稳定的,具有H_∞性能、H_2性能和动态输出反馈H_2/H_∞混合控制器存在的一个充分条件,并通过数值例子验证了所提设计方法和所得结论的正确性.     

输电塔-线体系风致响应的鲁棒半主动控制

为了抑制输电塔-线体系的风致动力响应,基于多目标优化理论设计了鲁棒H2/H∞控制器.在体系平面内、外振动状态方程的摄动矩阵中引入不确定性,运用MATLAB中的线性矩阵不等式工具箱并结合改进的限幅最优(MCO)控制器提出了H2/H∞_M CO半主动控制策略.以某特高压猫头型输电塔-线体系为算例,分别计算了其在无控制、被动控制、恒定增量(CI)半主动控制及H2/H∞_M CO半主动控制下的风致响应.结果表明:H2/H∞_M CO策略对塔体位移、塔体加速度和塔底内力的抑制效果比无控制、被动控制及CI控制的抑制效果都要显著.     

分散H_2/H_∞鲁棒控制的LMI方法

应用线性矩阵不等(LMI)方法研究大系统分散 H_2/ H_∞ 控制问题。首先描述了分散H_2/ H_∞状态反馈控制问题,然后提出了存在分散H_2/ H_∞ 状态反馈控制器的参数化定理和两种基于LMI的设计方法:直接LMI方法和迭代LMI(ILMI)方法。所获得的控制器具有块对角结构,闭环系统稳定且能优化闭环系统的H_2/ H_∞性能指标。作为该方法的推广,也探讨了分散H_∞控制器的设计问题。最后用示例说明了两种方法的应用。     

一类非线性系统的模糊可靠控制器设计

基于T-S模糊模型,从正常闭环系统的可靠性问题入手,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,研究一类非线性系统的模糊可靠H∞控制器设计问题.首先,对前期已有的结果进行了描述和比较,然后给出了T-S模糊系统的数学模型,并以线性矩阵不等式(LMI)的形式提出了系统模糊可靠H∞控制器存在的充分条件和控制器设计方法.所设计的模糊可靠H∞控制器的设计方法简明,使得故障闭环系统二次稳定,满足H∞性能指标,便于应用.数值例子验证了结论的正确性和控制器设计方法的有效性.